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化学键能是分子科学中的重要物理量。面对数据互相冲突的现实，如何选用可靠的键能数据来帮助分析和解决科学问题，目前许多科学家、工程师还并不熟悉，国内外也没有相应参考书。本书填补了这一空白。

本书全面地介绍了有关化学键能的各个方面，包括如何准确理解键能，测量化学键能，计算化学键能，使用化学键能数据库的技巧，以及简单估算化学键能的方法等。在第6章列举了约三十个实例，阐明了化学键能在现代科学中的重要性。在研究分子科学的种种问题时，借助于化学键能的概念及可靠数据，可帮助我们分析问题，更快地找到解决问题的途径。

此外，书末还提供了约3500个化学键能的可靠数据。

本书可供化学、化工、物理、材料、表面、能源、生命、资源、环境、海洋、太空等学科的高年级本科生、研究生、教师、科学家、工程师及其他专业人员参考，也可作为研究生相应课程的教材。

前言

第1章 引论

1.1 原子、分子和化学键

1.2 分子中化学键的强弱与分子的化学结构稳定性

1.3 化学键能的定义

1.4 D，De和D。的相互关系

1.5 稳定化合物中弱键能的下限值

1.6 键能规则的适用范围——超快和选键化学

第2章 测量键能的主要实验方法

2.1 反应动力学法

2.2 气相离子的热化学循环和质谱法

2.3 光电离法和零电子动能光谱

2.4 同步辐射光电离一分子束质谱法

2.5 光声量热法

2.6 电化学法

第3章 计算键能的主要理论方法

3.1 概述

3.1.1 分子轨道从头算法

3.1.2 密度泛函法

3.1.3 ONIOM法

3.1.4 半经验法

3.1.5 常见计算方法的简单评估

3.2 从头算法和密度泛函法预测键能的例子

3.2.1 例1：胺分子XNH2中的N—H键能

3.2.2 例2：对位取代苯胺分子中的N—X键能

3.3 ONIOM方法预测键能的例子

3.3.1 例1：芳香族有机化合物

3.3.2 例2：生物抗氧化剂

第4章 使用化学键能数据库的技巧

4.1 化学键能数据库

4.2 使用键能数据库的基本技巧

第5章 有机化合物中键能的简单估计

5.1 碳氢化合物中的C—H键能

5.1.1 链状烷烃

5.1.2 链状烯烃

5.1.3 链状炔烃

5.1.4 芳烃

5.2 分子中原子相互作用的物理模型

5.3 次邻近相互作用

5.4 次邻近兀键的p-兀共轭效应

5.5 位阻效应或张力能释放

5.6 次邻近杂原子的p.p共轭效应

5.7 远程共轭效应与Hammett方程

5.8 苯基化合物中的远程共轭效应

5.9 乙烯基、烯丙基化合物中的远程共轭效应

第6章 化学键能知识的广泛应用

6.1 氟利昂与臭氧层破坏

6.2 二氧化碳（CO2）和水的化学反应

6.3 太空尘埃丰度与行星大气

6.4 视觉化学

6.5 油炸或烧烤食品产生致癌物

6.6 辅酶B12的催化作用

6.7 细胞色素P450酶的催化氧化

6.8 一氧化碳（CO）中毒

6.9 一氧化氮（No）：祸首与功臣

6.10 材料工业与食品工业中的抗氧化剂

6.11 维生素E清除人体自由基

6.12 人体内的抗氧化循环

6.13 DNA与RNA的损伤与修复

6.14 主体分子与客体分子之间的识别

6.15 ATP（腺苷三磷酸）水解

6.16 药物设计和QSAR

6.17 簇合物中的逐级键能

6.18 石油形成的新见解

6.19 烯烃复分解反应——“绿色化学”的典范

6.20 电子转移与催化作用机理

6.21 聚合的引发和控制

6.22 高能（含能）材料

6.23 表面物理吸附

6.24 气一固表面催化

6.25 金属腐蚀

6.26 储氢材料

6.27 燃料电池

6.28 纳米材料

6.29 微电子材料

结束语

参考文献

附录1 常见分子和正离子中的化学键能

1.双原子分子中的键能

2.多原子分子中的键能

3.双原子正离子中的键能

4.多原子正离子中的键能

附录2 能量转换因子

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第1章 引论

　　1.1 原子、分子和化学键

　　在学习和研究物理、化学、生命、材料、表面、能源、资源、环境、海洋、太空等自然学科的过程中，我们都面临一个共同的问题，即物质的化学结构与性质。虽然目前已知的化学元素只有100余种，但在美国化学会登记和确认了的无机和有机化合物的数目，却已经超过3300万（2008CAS），而且这数字每天都在增加。我们能否成为“事前诸葛亮”，来预测化合物、材料或物质的性质？答案是：能！

　　1803年，Dalton提出所有物质都是由原子构成的假设。但原子又是怎样形成分子及化合物的呢?早期，科学家假设原子和原子之间由一个神秘的钩相互钩住。这种设想一直延续到今天。现代的化学键的“键”字仍然保留着原始“钩”的意思。现在，化学“钩”（键）的本质已经弄清楚了，原子或原子团之间的相互作用力就是化学键，通常用短线“一”表示，可分为共价键、离子键、配位键、金属键、氢键、静电相互作用、vander Waals力和表面键等。通过化学键，原子或原子团之间能够稳定地聚集在一起，形成各种各样的分子、“超分子”、络合物或簇合物（cluster）。当我们设计具有特定性质的化合物、材料或物质时，必须掌握有关化学键的基本知识。

　　这本书里，我们将探讨分子化学结构的稳定性高低、反应速度的快慢、生成物相对产主率的大小等与化学健强弱密切相关的定量关系。

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书籍介绍

《现代科学中的化学键能及其广泛应用》讲述化学键能是分子科学中的重要物理量。面对数据互相冲突的现实，如何选用可靠的键能数据来帮助分析和解决科学问题。目前许多科学家、工程师还并不熟悉，国内外也没有相应参考书。《现代科学中的化学键能及其广泛应用》填补了这一空白。

《现代科学中的化学键能及其广泛应用》全而地介绍了有关化学键能的各个方面，包括如何准确理解键能，测量化学键能，计算化学键能，使用化学键能数据库的技巧，以及简单估算化学键能的疗法等。在第6章列举了约三十个实例，阐明了化学键能在现代科学中的重要性。在研究分子科学的种种问题时，借助于化学键能的概念及可靠数据．可帮助我们分析问题，更快地找到解决问题的途径。

此外，书末还提供了约3500个化学键能的可靠数据。