适合大学高年级学生的进阶需求：《无机化学》（原书第五版）

“高等无机化学”是化学专业高年级学生在修完其他专业基础课后进阶的一门课程， 同时也是衔接大学和研究生知识的纽带。在 20 世纪末，开设这门课的院校并不多。随着科技发展和学生们的进阶需求，“高等无机化学”逐渐在各大院校成为一门主干课程。然而，科技发展日新月异，尽管以前的用书在再版时有所改进，但主要内容布局和新颖性仍然显示出与时代的差距。

为了适应现阶段无机化学飞速发展的需求，相关授课专业用书的选择就显得尤为重要。为了及时更新授课内容，译者搜集了十几种国际通行高等无机化学用书作为参考。经过两轮的对比调研发现，由G.L.米斯勒（Gary L. Miessler）等编著的Inorganic Chemistry 非常适合当前阶段学生们的进阶需求。该书英文版内容更新及时、文字流畅易懂、语言精炼，而很重要的一点是其包含了很多其他书欠缺的应用实例，这正是大学高年级学生提高专业知识水平衔接到研究生或工作岗位所需要的。三位作者一生中专注于《无机化学》编写工作，Inorganic Chemistry 每 4～5年更新一次，现在更新至第五版，书中内容跟得上时代发展的步伐，正符合教习该门课程的师生的共同需求。

[美]G.L.米斯勒 [美]P.J.费希尔 [美]D.A.塔尔 编著

宋友 芦昌盛 何卫江 王佳 等 译

北京：科学出版社，2023.2

书名原文：Inorganic Chemistry（Fifth Edition）

ISBN 978-7-03-074713-6

内容提要

本书共15章，以原子结构、成键理论、对称性与群论、分子轨道理论、酸碱理论、配体场理论、角重叠模型、等瓣相似原理等理论为基础，利用晶态固体、主族元素化学、配位化学、金属有机化学等领域的示例对这些理论进行阐述，并通过主族化学和金属有机化学的类比、重要的物理性质等深入展开。除无机化学的传统知识外，书中还收录了以配合化学为主的当代无机化学前沿领域的最新成果，特别是增加了应用相关的热门主题，并以强化的视觉效果呈现给读者。

本书内容丰富但不冗沓，有深度但讲解深入浅出，适合作为化学、化工、材料科学等专业大学本科高年级至研究生的无机化学教材，也可作为相关专业研究人员的无机基础知识参考书。

全书105万字，16开本，精美设计。力求带给读者最佳的阅读体验。

第五版新内容

• 许多章节都纳入了新扩展的讨论，以反映当代关注的主题：例如，受阻 Lewis酸碱对、定义氢键的 IUPAC 标准（第6章），13 族元素的多重键、石墨烯、稀有气体化学进展（第8章），金属有机框架、钳型配体（第9章），磁化学序列（第10章）， 光敏剂（第11章），聚炔和多烯碳导线（第13章），配体的埋藏体积分数、碳氢键活化的介绍、Pd-催化交叉偶联和 σ 键置换（第14章）。
• 为了更好地描绘分子轨道的形状，在第5章为所展示的大多数轨道提供了由分子建模软件生成的新图形。
• 同样，为了更准确地描述许多分子的形状，用CIF文件重新生成单晶结构图，希望读者能感受到这些图片与替换前的线条图和 ORTEP 图相比有显著改善。
• 第3章中，VSEPR 模型相关的电负性讨论已经有所扩展，并新增了基团电负性。
• 应读者要求，在第5章非线性分子轨道中增加了投影算符方法；第8章中详述了Frost 图；第10章中整合了更多磁化率的内容。
• 第6章内容重组以突出当代酸碱化学的新特征，并包括更广泛的酸碱相对强度测量。
• 第9章增加了许多新图像，以展示最新配合物和配位框架几何构型的范例。
• 第13章中，引入了共价键归类方法和 MLX 图。
• 新增了约15%的章末习题，它们大多基于最近的无机化学文献。为了鼓励深度参与文献修习，涉及文献信息提取和解释的习题也相应增多，习题总数超 580 个。
• 封底内的物理常数值已被修订为使用 NIST 网站上引用的最新值。

主要作译者简介：

Gary L. Miessler，美国圣奥拉夫学院化学教授

1978年在明尼苏达大学获无机化学博士学位，随后进入圣奥拉夫学院化学系，成为Edolph A. Larson和Truman E. Anderson高级化学教授。1981年被授予Camille和Henry Dreyfus教师学者奖。一直致力于含有二硫醚配体的有机金属配合物的研究，并教授无机化学、有机金属化学、物理化学和普通化学课程。

宋 友，南京大学化学化工学院教授，配位化学国家重点实验室教授

2000年获南京大学博士学位。主要从事分子磁体方面的研究。曾参与国家973项目、国家重大研发计划等项目，主持国家自然科学基金项目多项。

目录速览

前言

译者的话
第1章　无机化学导论　1
1.1　什么是无机化学？　1
1.2　与有机化学的对比　1
1.3　无机化学史　5
1.4　展望　8
参考文献　9
第2章　原子结构　11
2.1　原子理论发展史　11
2.1.1　元素周期表　12
2.1.2　亚原子粒子的发现和Bohr原子论　13
2.2　Schr*dinger方程　15
2.2.1　势箱中的粒子　17
2.2.2　量子数和原子波函数　19
2.2.3　构造原理　26
2.2.4　屏蔽效应　30
2.3　原子的周期性　37
2.3.1　电离能　37
2.3.2　电子亲和能　38
2.3.3　共价半径和离子半径　39
参考文献　41
习题　42
第3章　成键理论　46
3.1　Lewis电子结构式　46
3.1.1　共振结构式　47
3.1.2　更高的电子数　47
3.1.3　形式电荷　48
3.1.4　铍和硼化合物中的多重键　50
3.2　价层电子对互斥理论　52
3.2.1　孤对电子排斥作用　54
3.2.2　多重键　57
3.2.3　电负性与原子尺寸效应　58
3.2.4　配位原子密堆积模型　65
3.3　分子极性　67
3.4　氢键　68
参考文献　70
习题　72
第4章　对称性与群论　76
4.1　对称元素与对称操作　77
4.2　点群　82
4.2.1　高、低对称性点群　83
4.2.2　其他点群　85
4.3　群属性与群表示　90
4.3.1　矩阵　91
4.3.2　点群的表示　92
4.3.3　特征标表　94
4.4　对称性的实例与应用　99
4.4.1　手性　100
4.4.2　分子振动　101
参考文献　110
习题　110
第5章　分子轨道　117
5.1　原子轨道形成分子轨道　117
5.1.1　由s轨道形成分子轨道　118
5.1.2　由p轨道形成分子轨道　120
5.1.3　由d轨道形成分子轨道　121
5.1.4　非键轨道和其他因素　122
5.2　同核双原子分子　122
5.2.1　分子轨道　123
5.2.2　轨道混合　124
5.2.3　第一、二周期的双原子分子　125
5.2.4　光电子能谱　130
5.3　异核双原子分子　131
5.3.1　极性键　131
5.3.2　离子化合物和分子轨道　136
5.4　多原子分子轨道　137
5.4.1　FHF　138
5.4.2　CO2　140
5.4.3　H2O　145
5.4.4　NH3　149
5.4.5　从投影算符再现CO2　153
5.4.6　BF3　155
5.4.7　杂化轨道　157
参考文献　160
习题　161
第6章　酸碱和给体-受体化学　165
6.1　酸碱模型的演进　165
6.1.1　酸碱模型的发展史　165
6.2　Arrhenius学说　166
6.3　Br*nsted-Lowry理论　167
6.3.1　非水溶剂和酸碱强度　169
6.3.2　Br*nsted-Lowry超强酸　169
6.3.3　溶液中的热力学测量　171
6.3.4　气相中Br*nsted-Lowry酸度和碱度　173
6.3.5　Br*nsted-Lowry超强碱　175
6.3.6　Br*nsted-Lowry碱度的变化趋势　176
6.3.7　二元氢化物的Br*nsted-Lowry酸度　178
6.3.8　含氧酸的Br*nsted-Lowry酸度　179
6.3.9　水合阳离子的Br*nsted-Lowry酸度　180
6.4　Lewis酸碱理论与前线轨道　181
6.4.1　前线轨道与Lewis酸碱反应　182
6.4.2　前线轨道相互作用的光谱学证据　185
6.4.3　Lewis碱度的定量化　187
6.4.4　以BF3亲和能为指标的Lewis碱度　188
6.4.5　卤键　189
6.4.6　诱导效应对Lewis酸碱度的影响　190
6.4.7　空间位阻效应对Lewis酸碱度的影响　191
6.4.8　受阻Lewis酸碱对　192
6.5　分子间作用力　193
6.5.1　氢键　193
6.5.2　主客体相互作用　196
6.6　软硬酸碱　197
6.6.1　软硬酸碱理论　199
6.6.2　软硬酸碱的定量化测量　201
参考文献　205
习题　208
第7章　晶态固体　212
7.1　化学式与结构　212
7.1.1　简单结构　212
7.1.2　二元化合物的结构　218
7.1.3　复杂化合物　221
7.1.4　半径比　222
7.2　离子晶体的形成热力学　223
7.2.1　晶格能和Madelung常数　224
7.2.2　溶解度、离子大小和HSAB　225
7.3　分子轨道和能带结构　227
7.3.1　二极管、光伏效应以及发光二极管　231
7.3.2　量子点　232
7.4　超导　234
7.4.1　低温超导合金　235
7.4.2　超导性原理（Cooper对）　235
7.4.3　高温超导体：YBa2Cu3O7及相关化合物　236
7.5　离子晶体中的成键作用　237
7.6　晶体缺陷　237
7.7　硅酸盐　238
参考文献　241
习题　243
第8章　主族元素化学　246
8.1　主族化学的总体趋势　247
8.1.1　物理性质　247
8.1.2　电负性　249
8.1.3　电离能　250
8.1.4　化学性质　250
8.2　氢　254
8.2.1　化学性质　255
8.3　1族：碱金属　256
8.3.1　元素　256
8.3.2　化学性质　256
8.4　2族：碱土金属　260
8.4.1　元素　260
8.4.2　化学性质　261
8.5　13族　262
8.5.1　元素　262
8.5.2　13族元素的其他化学性质　266
8.6　14族　268
8.6.1　元素　268
8.6.2　化合物　276
8.7　15族　279
8.7.1　元素　280
8.7.2　化合物　282
8.8　16族　286
8.8.1　元素　286
8.9　17族：卤素　291
8.9.1　元素　291
8.10　18族：惰性气体　296
8.10.1　元素　296
8.10.2　18族元素的化学　297
参考文献　302
习题　306
第9章　配位化学Ⅰ：结构和异构体　311
9.1　历史背景　311
9.2　配合物命名　315
9.3　同分异构体　320
9.3.1　立体异构体　321
9.3.2　四配位化合物　321
9.3.3　手性　321
9.3.4　六配位化合物　322
9.3.5　螯合环的组合　326
9.3.6　配体环构象　327
9.3.7　构造异构体　329
9.3.8　异构体的分离和鉴定　332
9.4　配位数与结构　334
9.4.1　一、二、三配位　335
9.4.2　四配位　338
9.4.3　五配位　339
9.4.4　六配位　340
9.4.5　七配位　342
9.4.6　八配位　342
9.4.7　更高配位数　344
9.5　配位骨架　345
参考文献　349
习题　352
第10章　配位化学Ⅱ：成键　356
10.1　电子结构的证据　356
10.1.1　热力学数据　356
10.1.2　磁化率　358
10.1.3　电子光谱　361
10.1.4　配位数和分子构型　362
10.2　成键理论　362
10.2.1　晶体场理论　362
10.3　配体场理论　363
10.3.1　八面体配合物的分子轨道　364
10.3.2　轨道分裂和电子自旋　371
10.3.3　配体场稳定化能　373
10.3.4　平面四方型配合物　376
10.3.5　四面体配合物　380
10.4　角重叠模型　382
10.4.1　σ给体相互作用　382
10.4.2　π受体相互作用　385
10.4.3　π给体相互作用　387
10.4.4　光谱化学序列　388
10.4.5　eσ、eπ和Δ的大小　389
10.4.6　磁化学序列　392
10.5　Jahn-Teller效应　393
10.6　四/六配位的偏好　394
10.7　其他构型　396
参考文献　397
习题　399
第11章　配位化学Ⅲ：电子光谱　404
11.1　光的吸收　404
11.1.1　Beer-Lambert定律　405
11.2　多电子原子的量子数　406
11.2.1　自旋-轨道耦合　412
11.3　配合物的电子光谱　413
11.3.1　选择定则　414
11.3.2　能级相关图　415
11.3.3　Tanabe-Sugano图　417
11.3.4　Jahn-Teller畸变和光谱　422
11.3.5　Tanabe-Sugano能级图应用：根据光谱确定Δo　424
11.3.6　四面体配合物　428
11.3.7　电荷迁移光谱　429
11.3.8　电荷迁移和能源应用　430
参考文献　432
习题　433
第12章　配位化学Ⅳ：反应和机理　437
12.1　背景　437
12.2　配体取代反应　439
12.2.1　惰性和活性配合物　439
12.2.2　取代反应机理　441
12.3　不同反应路径的动力学结果　442
12.3.1　解离　442
12.3.2　交换　443
12.3.3　缔合　444
12.3.4　缔合物　444
12.4　八面体取代反应的实验证据　445
12.4.1　解离　445
12.4.2　线性自由能关系　447
12.4.3　缔合机理　449
12.4.4　共轭碱机理　450
12.4.5　动力学螯合效应　452
12.5　反应的立体化学　453
12.5.1　反式配合物的取代反应　454
12.5.2　顺式配合物的取代反应　456
12.5.3　螯合环的异构化　457
12.6　平面四方型配合物的取代反应　457
12.6.1　平面四方型配合物取代反应的动力学和立体化学　458
12.6.2　缔合反应的证据　458
12.7　反位效应　460
12.7.1　反位效应解释　462
12.8　氧化还原反应　463
12.8.1　内层反应和外层反应　463
12.8.2　高、低氧化数的稳定因素　467
12.9　配体的反应　468
12.9.1　酯类、酰胺类和肽的水解　468
12.9.2　模板反应　468
12.9.3　亲电取代　470
参考文献　471
习题　472
第13章　金属有机化学　476
13.1　历史背景　478
13.2　有机配体及命名　480
13.3　18电子规则　481
13.3.1　电子计数　481
13.3.2　18电子的由来　485
13.3.3　平面四方型配合物　486
13.4　金属有机化学中的配体　488
13.4.1　羰基配合物　488
13.4.2　类CO配体　494
13.4.3　氢化物和双氢配合物　497
13.4.4　扩展π体系的配体　498
13.5　金属原子和有机π体系间的成键　502
13.5.1　线型π体系　502
13.5.2　环状π体系　504
13.5.3　富勒烯配合物　510
13.6　含有M—C、M=C、M≡C键的配合物　514
13.6.1　烷基及其配合物　515
13.6.2　卡宾配合物　516
13.6.3　卡拜（炔）配合物　519
13.6.4　碳化物和多烯烃配合物　520
13.6.5　碳导线：聚炔和聚烯桥　521
13.7　共价键分类法　522
13.8　金属有机配合物的光谱分析及表征　525
13.8.1　红外光谱　526
13.8.2　NMR光谱　529
13.8.3　表征示例　531
参考文献　534
习题　537
第14章　金属有机反应和催化　545
14.1　配体得失的反应　545
14.1.1　配体解离和取代　545
14.1.2　氧化加成和C—H键活化　549
14.1.3　还原消去和Pd催化交叉偶联　551
14.1.4　σ键置换　553
14.1.5　钳型配体的应用　553
14.2　配体上的反应　554
14.2.1　插入反应　554
14.2.2　羰基插入（烷基迁移）　555
14.2.3　1, 2-插入反应的示例　558
14.2.4　氢消除反应　558
14.2.5　脱除反应　559
14.3　金属有机催化剂　560
14.3.1　催化氘代反应　560
14.3.2　氢甲酰化反应　560
14.3.3　Monsanto乙酸工艺　565
14.3.4　Wacker（Smidt）工艺　566
14.3.5　Wilkinson催化加氢反应　567
14.3.6　烯烃复分解反应　569
14.4　多相催化剂　574
14.4.1　Ziegler-Natta聚合反应　575
14.4.2　水煤气反应　576
参考文献　577
习题　579
第15章　主族化学与金属有机化学中的等效基团　584
15.1　二元羰基配合物的主族等效基团　584
15.2　等瓣相似原理　586
15.2.1　等瓣相似的延伸　589
15.2.2　等瓣相似的应用示例　593
15.3　金属-金属键　594
15.3.1　金属-金属多重键　596
15.4　簇合物　600
15.4.1　硼烷　601
15.4.2　杂硼烷　606
15.4.3　金属硼烷和金属碳硼烷　608
15.4.4　羰基簇　611
15.4.5　以碳为中心的簇　615
15.4.6　簇合物附论　616
参考文献　617
习题　618
附录A　练习答案　624
附录C　661
Pearson进阶化学系列丛书　674
元素周期表　676
希腊字母表　677
元素的名称与符号　677
元素的电子组态　679
物理常量　681
转换因子　681
索引　682

内文赏析

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（本期编辑：王芳）

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