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第一篇 分子酸碱化学基础3

第一章 酸碱化学的概念与发展历史3

1.1简介3

1.2 Arrhenius的酸碱电离理论与pH标度5

1.3 Franklin的酸碱溶剂论6

1.4 Br？nsted的质子理论及酸碱定义7

1.5 Lewis的电子理论及酸碱定义8

1.6小结10

参考文献10

第二章 分子轨道理论对分子酸碱化学的诠释11

2.1简介11

2.2分子轨道理论的基本要点11

2.3原子轨道线性组合的类型13

2.4分子轨道能级图15

2.4.1同核双原子分子的轨道能级图15

2.4.2异核双原子分子的分子轨道能级图16

2.5分子轨道方法的应用及对酸碱化学的诠释17

2.5.1 H分子离子和He2分子的分子轨道分析17

2.5.2 N2分子结构的分子轨道理论解释17

2.5.3 O2分子顺磁性的分子轨道理论解释18

2.5.4分子轨道理论诠释分子酸碱化学18

2.6小结20

参考文献20

第三章量子化学对分子酸碱化学的诠释22

3.1简介22

3.2量子化学的研究方法23

3.3量子化学方法研究界面25

3.3.1簇模型25

3.3.2吸附模型26

3.4量子化学方法研究酸碱化学27

3.4.1水、离子和小分子气体的表面吸附27

3.4.2共吸附27

3.4.3双电层电容28

3.4.4电催化氧化还原过程28

3.5小结28

参考文献29

第二篇 现代分子酸碱化学的理论与标度33

第四章Pearson的软硬酸碱理论与HSAB标度33

4.1简介33

4.2 Pearson的软硬酸碱理论33

4.2.1热力学解释34

4.2.2量子力学解释34

4.3软硬酸碱的标度37

4.4软硬酸碱理论的应用38

4.4.1反应速度38

4.4.2化合物的稳定性38

4.4.3物质的溶解39

4.4.4催化作用39

4.4.5电极电势的变化39

4.4.6异性双基配体与酸的加合40

4.5小结40

参考文献41

第五章Gutmann的接受体给出体酸碱理论与AN～DN标度42

5.1简介42

5.2 Gutmann的酸碱理论43

5.2.1 DN参数的定义43

5.2.2 AN参数的定义43

5.3 Gutmann酸碱参数对溶剂的描述44

5.3.1水的酸碱反应46

5.3.2 SbC15的酸碱反应46

5.3.3 I2在不同溶剂中的酸碱反应47

5.4 Gutmann酸碱理论的优缺点47

5.5小结47

参考文献48

第六章Drago的给体受体酸碱理论和E～C标度49

6.1简介49

6.2 Drago的酸碱理论49

6.3 Drago酸碱理论定义的溶剂E和C参数51

6.4 Drago酸碱理论的新发展53

6.5小结53

参考文献54

第七章Fowkes的酸碱理论与标度55

7.1简介55

7.2 Fowkes的一些发现和发明56

7.2.1对Gutmann的AN的成分新发现56

7.2.2应用光谱技术测试酸碱参数56

7.2.3应用量热仪测试酸碱参数58

7.2.4其他61

7.3小结61

参考文献61

第八章Kamlet-Taft的线性溶剂化能酸碱理论和标度62

8.1简介62

8.2 Kamlet-Taft的线性溶剂化能理论63

8.3线性溶剂化能酸碱理论定义的溶剂酸碱值64

8.4线性溶剂化能酸碱理论的应用64

8.5小结65

参考文献66

第九章Reichart的酸碱理论与Et（30）标度68

9.1简介68

9.2 Reichart的酸碱理论69

9.3溶剂的Et（30）值70

9.4固体的Et（30）值72

9.5 Et （30）标度与其他标度之间的关系72

9.6小结73

参考文献74

第十章 Legot-Millen的酸碱理论和N～E标度76

10.1简介76

10.2 Legon-Millen的亲核和亲电酸碱理论76

10.3 N和E参数的应用77

10.4小结78

参考文献78

第十一章Abraham的酸碱理论以及∑aH和∑βH标度79

11.1简介79

11.2∑αH和∑βH系数的意义及相应的参数80

11.3∑αH和∑βH系数的应用83

11.4小结84

参考文献84

第十二章van Oss-Chaudhury-Good的酸碱理论及γ+～γ-标度85

12.1简介85

12.2 vCG组合理论的推导92

12.2.1单极性和双极性分子92

12.2.2二元体系92

12.2.3酸碱系数γ+和γ-94

12.3水的分子酸碱系数96

12.3.1 vCG组合理论中水的酸碱系数的由来96

12.3.2其他液体酸碱系数的计算96

12.3.3关于水的分子酸碱系数比值的讨论97

12.3.4酸碱系数γ+和γ-与pH之间的关系98

12.4小结99

参考文献99

第十三章 ？键100

13.1简介100

13.2氢键的形成100

13.3氢键的种类101

13.3.1普通氢键101

13.3.2π型氢键101

13.3.3双氢键102

13.3.4单电子氢键102

13.3.5离子氢键103

13.4氢键的起源105

13.5氢键的几何形态106

13.6氢键的成键理论106

13.6.1价键理论106

13.6.2静电理论107

13.6.3分子轨道理论107

13.6.4热力学原理108

13.7氢键形成和分解的动力学108

13.7.1团簇氢键的形成108

13.7.2氢键驱动的反应：缔和质子转移反应108

13.7.3由氢键形成或分解驱动的反应：内氢键和焓驱动的反应109

13.8氢键的估算110

13.9氢键的应用112

13.10氢键与酸碱化学之间的关系114

13.11小结114

参考文献114

第十四章 亲电指数116

14.1简介116

14.2亲电指数117

14.2.1起源117

14.2.2规定118

14.2.3局部延伸和位置选择119

14.3亲电程度123

14.3.1球型方法123

14.3.2局部方法125

14.4亲电指数的应用127

14.4.1周期性127

14.4.2激发态128

14.4.3原子半径128

14.4.4化学过程129

14.4.5溶剂效应131

14.4.6外电场的作用132

14.4.7生物活性和毒性134

14.5小结134

参考文献135

第十五章Hamaker常数145

15.1简介145

15.2 Hamaker常数的理论依据145

15.3烷烃类液体的Hamaker常数AL与碳原子数目之间的关系146

15.4固体材料的临界Hamaker常数特征147

15.5小结149

参考文献149

第十六章 不同酸碱理论体系之间的关联及应用150

16.1简介150

16.2不同酸碱体系的关联性探索151

16.2.1已有的探索151

16.2.2关于不同酸碱体系关联性的新发现152

16.3不同酸碱体系关联性的检验与应用164

16.4小结165

参考文献166

第三篇 分子酸碱化学的常用方法169

第十七章 接触角方法169

17.1简介169

17.2影响接触角的因素170

17.2.1表面粗糙170

17.2.2表面不均匀171

17.2.3表面污染引起的接触角滞后171

17.2.4接触角滞后与液体分子的关系172

17.2.5表面成分对接触角的影响174

17.3粗糙表面174

17.4粗糙度理论176

17.4.1经典粗糙度理论176

17.4.2现代粗糙度理论177

17.5改变粗糙度的方法177

17.6表面粗糙的影响179

17.6.1对使用性能的影响180

17.6.2对摩擦、磨损的影响180

17.6.3对化学腐蚀的影响180

17.6.4对使用寿命的影响180

17.6.5对接触过程的影响180

17.6.6对材料界面的影响181

17.6.7对固体表面润湿性的影响181

17.7粘附181

17.7.1润湿182

17.7.2粘附润湿182

17.7.3粘附润湿功182

17.7.4基于不同理论和方法的粘附功184

17.8接触角滴定方法188

17.8.1简介188

17.8.2原理189

17.8.3接触角滴定方法的应用195

17.9小结197

参考文献198

第十八章 毛细管上升方法201

18.1简介201

18.2毛细管上升原理201

18.1.1基于液体上升高度的测试方法202

18.1.2基于吸附液体重量的测试方法203

18.3毛细管上升测试方法205

18.4影响毛细管上升过程的因素206

18.4.1装填密度的影响206

18.4.2测试管直径变化的影响207

18.4.3 Lewis酸碱反应的影响207

18.4.4毛细管不规则的影响208

18.4.5表面粗糙度的影响209

18.4.6液体性能的影响209

18.4.7流体静压力的影响209

18.4.8温度的影响210

18.4.9溶胀的影响210

18.5液体上升高度与速度和接触角之间的关系211

18.6改进的Washburn方程213

18.7单个毛细管和理想状态下的毛细管吸附213

18.8毛细管上升过程与其他原理、方法之间的关系213

18.8.1毛细管上升过程与扩散之间的关系213

18.8.2毛细管上升过程与动态表面张力之间的关系213

18.8.3毛细管上升过程与流变学参数之间的关系213

18.9基于微流孔芯片的毛细管上升方法214

18.10小结214

参考文献217

第十九章微量秤重方法218

19.1简介218

19.2原理218

19.3应用220

19.3.1测试液体粘性系数220

19.3.2检测气体222

19.3.3测定溶液中的离子222

19.3.4药物分析223

19.3.5生物医学方面的应用223

19.3.6膜研究224

19.3.7与光谱电化学技术联用224

19.4小结225

参考文献225

第二十章 灯芯方法226

20.1简介226

20.2柱状灯芯方法226

20.3薄层灯芯方法227

20.4小结228

参考文献229

第二十一章 浸渍热方法230

21.1简介230

21.2原理230

21.3应用231

21.4小结232

参考文献233

第二十二章 光谱方法234

22.1简介234

22.2红外光谱方法234

22.2.1红外光谱的含义234

22.2.2红外光谱方法的基本原理234

22.2.3红外光谱的特征量235

22.2.4红外光谱的应用领域235

22.3拉曼光谱方法238

22.3.1简介238

22.3.2原理238

22.4拉曼光谱与红外光谱的比较243

22.5 X射线光电子能谱方法244

22.5.1 X射线光电子能谱的工作原理244

22.5.2 XPS测试表面性能的应用246

22.6小结258

参考文献258

第二十三章 指示剂方法261

23.1简介261

23.2原理261

23.3应用262

23.3.1钙离子荧光指示剂的应用262

23.3.2利用探针检测特定序列DNA263

23.3.3用发光指示剂测量甲醛和乙醛对DNA的影响264

23.4荧光蛋白的指示原理与应用265

23.5小结267

参考文献267

第二十四章 反向气相色谱方法268

24.1简介268

24.2原理268

24.3应用270

24.3.1研究物质储存的稳定性参数270

24.3.2研究固体物质的溶解性271

24.3.3研究高聚物的玻璃化温度、熔融温度和相容性271

24.3.4研究聚合物的结晶度与结晶动力学273

24.4小结273

参考文献274

第二十五章 电位分析方法275

25.1简介275

25.2原理275

25.2.1直接电位法276

25.2.2电位滴定法276

25.3应用277

25.4小结281

参考文献281

第二十六章 接触面积方法282

26.1简介282

26.2接触理论282

26.2.1经典接触理论282

26.2.2现代接触理论285

26.3纳米接触方法296

26.4小结297

参考文献297

第二十七章 量热方法299

27.1简介299

27.1.1分类299

27.1.2原理300

27.2方法300

27.2.1物理吸附和化学吸附的区分300

27.2.2测定吸附热301

27.2.3确定Drago的E和C参数302

27.2.4预测界面分子的构象302

27.3小结303

参考文献303

第二十八章 结晶溶解方法304

28.1简介304

28.2结晶溶解方法的原理305

28.2.1 Ostwald-Freundlich公式的发展305

28.2.2 Ostwald-Freundlich公式的应用308

28.3晶体化和溶解过程与表面能之间的关系309

28.4小结311

参考文献312

第四篇 分子酸碱化学的应用317

第二十九章 分子酸碱化学在有机化学中的应用317

29.1简介317

29.2有机溶剂的酸碱性能317

29.3结构对有机物酸碱性的影响317

29.3.1诱导效应的影响317

29.3.2氢键的影响318

29.4杂化对有机物酸碱性能的影响320

29.5溶剂对有机物酸碱性能的影响320

29.5.1溶剂对有机物酸性的影响321

29.5.2溶剂对有机物碱性的影响321

29.6小结321

参考文献322

第三十章 分子酸碱化学在无机化学中的应用323

30.1简介323

30.2粘土的酸碱性能323

30.3催化剂的酸碱性能324

30.4羟基磷灰石等无机物的酸碱性能325

30.5小结326

参考文献326

第三十一章 分子酸碱化学在环境科学中的应用327

31.1简介327

31.2土壤的酸碱性能327

31.2.1土壤的酸性327

31.2.2土壤的碱性328

31.2.3土壤的酸碱缓冲329

31.2.4土壤的酸碱性调节329

31.3天然水的酸碱性能329

31.3.1天然水的酸度329

31.3.2天然水的酸碱性330

31.3.3天然水的缓冲性330

31.4大气的酸碱性能332

31.4.1大气降水的酸碱性332

31.4.2大气降水的酸碱性原因333

31.5小结333

参考文献333

第三十二章 分子酸碱化学在生物医学领域中的应用335

32.1简介335

32.2细菌的酸碱性能335

32.2.1接触角方法测试细菌的表面张力和酸碱性能336

32.2.2电泳迁移方法测试细菌的酸碱性能336

32.3蛋白质的酸碱性能337

32.3.1蛋白质的结构338

32.3.2蛋白质的性能339

32.4中草药的酸碱性能347

32.5右旋糖酐的酸碱性能348

32.5.1右旋糖苷的来源、结构和特性349

32.5.2右旋糖苷的性质354

32.5.3右旋糖苷的制备与应用356

32.5.4右旋糖苷的酯化359

32.5.5右旋糖苷的醚化361

32.5.6右旋糖苷的其他衍生物364

32.5.7右旋糖苷的吸附性能及酸碱性能的影响366

32.5.8右旋糖酐的酸碱性能370

32.6小结370

参考文献370

第三十三章 分子酸碱化学在工业过程中的应用377

33.1简介377

33.2分子酸碱化学在溶解过程中的应用377

33.2.1物质的溶解性378

33.2.2溶剂的酸碱性378

33.3高分子材料溶胀过程的酸碱化学379

33.3.1高分子溶解和溶胀的溶剂选择379

33.3.2溶解过程热力学380

33.3.3溶解过程的酸碱反应和影响382

33.4粘结过程中的酸碱化学389

33.4.1简介389

33.4.2粘接过程的界相理论390

33.5小结393

参考文献394

第三十四章 分子酸碱化学在日常生活中的应用396

34.1简介396

34.2化妆品的酸碱性能396

34.2.1化妆品增稠剂中的酸碱化学397

34.2.2一些特殊的软硬酸碱在化妆品中的应用398

34.3床上用品的酸碱性能401

34.3.1棉纤维的酸碱性能401

34.3.2竹纤维的酸碱性能403

34.4木材家具的酸碱性能404

34.4.1酸碱性能对木材的毛细管和非毛细管吸附的影响404

34.4.2酸碱性能对木材表面木纹的影响407

34.4.3木材不同界面的酸碱性能409

34.5香烟过滤嘴的酸碱性能416

34.6小结417

参考文献417

第三十五章 分子酸碱化学在食品科学中的应用419

35.1简介419

35.2传统酸碱理论与食品的酸碱性能420

35.2.1酸性食品420

35.2.2碱性食品420

35.2.3常见食品的酸碱性能420

35.3食物酸碱性与人体疾病的关系421

35.4现代酸碱理论与食品的酸碱性能425

35.4.1软硬酸碱理论的理论描述425

35.4.2现代酸碱理论与食品的酸碱性425

35.5食品工业与酸碱性能之间的关系426

35.6常见蔬菜的酸碱性能427

35.7茶叶的酸碱性能428

35.8小结431

参考文献432

第三十六章 分子酸碱化学在高分子材料中的应用434

36.1简介434

36.2高分子材料改性过程的酸碱化学434

36.2.1聚苯胺改性过程的酸碱化学434

36.2.2聚酯改性过程的酸碱化学454

36.2.3聚乙烯醇改性过程的酸碱化学455

36.3高分子材料合成、共聚和共混过程中的酸碱化学456

36.4小结463

参考文献463

第三十七章 分子酸碱化学在无机材料中的应用467

37.1简介467

37.2二氧化钛的酸碱性能467

37.3陶瓷的酸碱性能471

37.4小结478

参考文献478

第三十八章 分子酸碱化学在纳米材料中的应用480

38.1简介480

38.2碳纳米管的结构480

38.3碳纳米管的基本性能481

38.3.1力学性能481

38.3.2热学性能482

38.3.3电学性能482

38.3.4场发射特性483

38.4碳纳米管的表面功能化与酸碱反应483

38.4.1有机共价化学功能化483

38.4.2有机非共价化学功能化484

38.5碳纳米管的表面应用484

38.5.1减摩、耐磨复合镀层484

38.5.2耐蚀复合镀层485

38.5.3表面特殊性能485

38.6碳纳米管的表面处理与酸碱反应486

38.6.1气相氧化486

38.6.2液相氧化486

38.6.3电化学氧化487

38.7碳纳米管的表面修饰与酸碱反应488

38.7.1碳纳米管的表面修饰方法489

38.7.2碳纳米管的表面修饰研究现状489

38.8碳纳米管的酸碱性能491

38.8.1多壁碳纳米管的酸碱性能491

38.8.2单壁碳纳米管的酸碱性能494

38.9小结496

参考文献496

第三十九章 分子酸碱化学在生物材料中的应用500

39.1简介500

39.2壳聚糖的酸碱性能500

39.2.1甲壳素与壳聚糖的化学结构501

39.2.2甲壳素与壳聚糖的晶体结构503

39.2.3分子量和脱乙酰度对壳聚糖酸碱性能的影响503

39.3木质素的酸碱性能508

39.3.1木质素的结构508

39.3.2磺化木质素的结构509

39.3.3磺化木质素的物理化学性能510

39.3.4木质素的应用510

39.3.5木质素的吸附性能及酸碱反应511

39.3.6酸碱性能515

39.3.7磺化木质素水溶液的表面张力和溶解行为516

39.4软木脂的酸碱性能518

39.4.1软木脂的结构与功能522

39.4.2软木脂的物理性质522

39.4.3软木脂的化学性质526

39.4.4软木脂的应用528

39.4.5酸碱性能530

39.5环糊精的酸碱性能532

39.5.1环糊精的结构532

39.5.2环糊精作为药物载体的性质533

39.5.3环糊精的物理化学性质533

39.5.4环糊精的生物性质534

39.5.5环糊精与药物的复合及释药机理534

39.5.6环糊精的助溶解作用536

39.5.7环糊精的稳定药物作用537

39.5.8环糊精的促进吸收与降低毒性作用538

39.5.9新型环糊精药物传递与释放体系538

39.5.10环糊精高分子541

39.5.11环糊精的液体吸附性能542

39.5.12酸碱性能547

39.6半纤维素的酸碱性能548

39.7纤维素衍生物的酸碱性能550

39.8小结552

参考文献553

第四十章 分子酸碱化学在结构材料制备中的应用567

40.1简介567

40.2分子酸碱化学在凝胶过程中的应用567

40.2.1凝胶的定义567

40.2.2高分子凝胶的溶胀特性568

40.2.3凝胶过程的酸碱特征573

40.3分子酸碱化学在自组装过程中的应用586

40.3.1聚电解质自组装体系587

40.3.2聚电解质自组装的机理587

40.3.3影响聚电解质自组装的因素588

40.3.4聚电解质自组装的模型及溶剂酸碱性能对系数的影响588

40.4小结594

参考文献594