本书是教育部“高等教育面向21世纪内容和课程体系改革计划”的研究成果、普通高等教育“十五”国家级规划教材，是一本包含微观和宏观内容并使其相互联系、相互渗透而成为一个完整体系的物理化学教材。

本书是在第二版的基础上修订而成的，对经典热力学内容进行了精选和压缩，增加了胶体、超分子体系、分子反应动力学和光电化学等方面的内容。全书分三大部分共二十四章，第一部分介绍微观结构和性质，包括量子力学基础、原子结构和原子光谱、化学键理论和简单分子结构、分子对称性和群论、典型多原子分子结构、分子间相互作用、固态及微观结构测定的基本原理；第二部分介绍平衡体系的性质，包括统计热力学基础、热力学基本定律、热力学基本方程及化学势、多组分体系热力学、化学平衡体系热力学、界面现象和表面化学及胶体与超分子体系热力学；第三部分介绍变化体系的性质，包括传递过程与非平衡态热力学、化学动力学基本规律、各种反应体系的动力学、基元反应速率理论、分子反应动力学、电化学热力学、电化学动力学及光化学和光电化学。全书采用国际单位制(SI)为基础的法定计量单位。各章的习题参考答案和彩色插图可通过扫描书中的二维码查看。

本书可作为高等学校化学类各专业物理化学和结构化学课程的教材，也可供有关专业参考使用。

前辅文
第一章 量子力学基础
  1.1 量子论的诞生
   （一） 旧量子论
   （二） 波粒二象性
   （三） 不确定关系
  1.2 实物粒子运动状态——波函数
   （一） 波函数及其性质
   （二） 态叠加原理
  1.3 波函数的求解
   （一） 算符理论初步
   （二） 量子力学的基本假定
   （三） 微观粒子的运动规律——薛定谔方程
  1.4 简单体系
   （一） 势箱中的粒子
   （二） 谐振子
   （三） 刚性转子
   习题
   本章附录
第二章 原子结构和原子光谱
  2.1 单电子原子的薛定谔方程及其解
   （一） 方程的建立
   （二） 方程的一般解
   （三） 解的讨论
   （四） 轨道的空间分布
  2.2 多电子原子的薛定谔方程及其解
   （一） 方程的建立及原子单位
   （二） 单电子独立模型与轨道近似
   （三） 中心力场近似
   （四） 屏蔽模型
   （五） 自洽场方法
  2.3 电子自旋和核外电子排布规则
   （一） 电子自旋
   （二） 全同粒子和泡利原理
   （三） 核外电子排布规则
  2.4 原子状态和原子光谱项
   （一） 多电子原子状态
   （二） 原子光谱项
   （三） 原子光谱
   习题
   本章附录
第三章 化学键理论和简单分子结构
  3.1 价键理论
   （一） 价键理论对H2分子的处理
   （二） 解的讨论
   （三） 价键理论的要点和应用
  3.2 分子轨道理论
   （一） 分子轨道理论对H+2的处理
   （二） 解的讨论
   （三） 分子轨道理论的要点
   （四） 分子轨道理论和价键理论的比较
  3.3 双原子分子结构
   （一） 分子轨道的符号和能级
   （二） 同核双原子分子结构
   （三） 异核双原子分子结构
   （四） 双原子分子光谱项
  3.4 饱和多原子分子结构
   （一） 杂化轨道理论
   （二） 离域分子轨道
   （三） 定域分子轨道
   （四） 离域轨道和定域轨道关系
   习题
第四章 分子对称性和群论
  4.1 分子对称性
   （一） 对称元素和对称操作
   （二） 分子对称性分类
   （三） 分子所属类别的判断方法
   （四） 分子对称性和物理性质
  4.2 群论
   （一） 群论基础
   （二） 矩阵表示
   （三） 特征标表
  4.3 群论在化学中的应用
   （一） 能量本征函数是不可约表示的基
   （二） 对称性匹配群轨道
   （三） 投影算符及其应用
   （四） 非零矩阵元的检验和光谱选律
  4.4 分子对称性和群表示理论若干规律（拓展）
   （一） 对称操作乘法表及组合规则
   （二） 群表示理论若干规律
   习题
   本章附录
第五章 典型多原子分子结构
  5.1 共轭分子结构
   （一） 休克尔分子轨道法
   （二） 休克尔分子轨道法应用实例
   （三） 矩阵对角化解久期方程
   （四） 苯的结构及其芳香性
   （五） 共轭直链多烯和共轭环多烯
   （六） 杂原子和无机共轭分子
   （七） 共轭大π键的类型
  5.2 缺电子分子和原子簇结构
   （一） 缺电子分子和多中心键
   （二） 原子簇化合物及其分类
   （三） 硼烷（碳硼烷）的结构
   （四） 碳原子簇结构
   （五） 过渡金属原子簇化合物结构
  5.3 配位化合物结构
   （一） 晶体场理论
   （二） 分子轨道理论
   （三） σ.π配键与有关的配位化合物
  5.4 量子化学计算方法和分子性质的计算
   （一） ab initio方法
   （二） DFT方法
   （三） 分子性质的计算
   习题
第六章 分子间相互作用
  6.1 分子间作用力
   （一） 静电力
   （二） 诱导力
   （三） 色散力
   （四） 分子间作用能
   （五） 分子间势能函数与范德华半径
  6.2 气体中的分子间相互作用
   （一） 实际气体和范德华方程
   （二） 临界点和超临界现象
   （三） 对比态原理
  6.3 液体中的分子间相互作用
   （一） 液体结构特征和径向分布函数
   （二） 径向分布函数的测定和计算
   （三） 氢键和疏水作用
  6.4 超分子结构化学和分子组装
   （一） 形成稳定超分子的因素
   （二） 分子识别和超分子自组装
   习题
第七章 固态
  7.1 晶体结构的周期性
   （一） 周期性和点阵
   （二） 点阵单位和晶胞
   （三） 晶面表示方法
  7.2 晶体结构的对称性
   （一） 晶体中的对称元素
   （二） 晶系和14种空间点阵
   （三） 晶体的宏观对称性和32点群
   （四） 晶体的微观对称性和230空间群
  7.3 金属晶体
   （一） 三种典型金属单质结构
   （二） 金属原子半径
   （三） 合金结构
   （四） 能带理论
  7.4 离子晶体
   （一） 几种典型离子晶体结构
   （二） 点阵能
   （三） 离子半径和离子极化
   （四） 鲍林规则和复杂离子化合物结构
  7.5 共价晶体和其他键型晶体
   （一） 共价晶体——金刚石
   （二） 混合键型晶体——石墨
   （三） 分子晶体
  7.6 实际固体
   （一） 晶体缺陷
   （二） 非晶态
   习题
第八章 微观结构测定的基本原理(1)——分子光谱
  8.1 光与物质相互作用形式
   （一） 吸收
   （二） 发射（自发和受激）
   （三） 拉曼散射
   （四） 光谱范围
  8.2 转动光谱
   （一） 刚性转子模型
   （二） 非刚性转子模型
   （三） 多原子分子转动光谱
  8.3 振动光谱
   （一） 谐振子模型
   （二） 非谐振子模型
   （三） 振动光谱的精细结构(振转光谱)
   （四） 多原子分子振动模式
   （五） 拉曼光谱
  8.4 电子光谱
   （一） 电子能级和电子光谱选律
   （二） 电子光谱的精细结构（电子振动光谱）
   （三） 富兰克.康顿原理
   （四） 多原子分子电子光谱
   习题
第九章 微观结构测定的基本原理(2)——磁共振及其他
  9.1 核磁共振
   （一） 核磁矩及与外磁场的相互作用
   （二） 核磁共振现象
   （三） 脉冲傅里叶变换核磁共振
   （四） 化学位移
   （五） 核的自旋.自旋耦合
   （六） 其他核磁共振方法
  9.2 电子顺磁共振
   （一） 分子的磁性及与外磁场的相互作用
   （二） 顺磁共振现象
   （三） g因子和超精细结构
  9.3 电子能谱
   （一） 电子能谱概述
   （二） 紫外光电子能谱
   （三） Ｘ射线光电子能谱
   （四） 俄歇电子能谱
  9.4 X射线衍射
   （一） 晶体对Ｘ射线的衍射
   （二） 衍射方向
   （三） 衍射强度
   （四） Ｘ射线的衍射谱
   习题
第十章 统计热力学基础
  10.1 玻耳兹曼统计
   （一） 微观状态和热力学概率
   （二） 玻耳兹曼公式和撷取最大项近似
   （三） 玻耳兹曼统计法
   （四） 麦克斯韦.玻耳兹曼分布定律
  10.2 分子配分函数
   （一） 配分函数的物理意义
   （二） 分子配分函数与内能
  10.3 配分函数的计算
   （一） 平动配分函数
   （二） 转动配分函数
   （三） 振动配分函数
   （四） 电子配分函数
   （五） 核配分函数
   （六） 粒子的全配分函数
  10.4 量子统计
   （一） 玻色.爱因斯坦统计法
   （二） 费米.狄拉克统计法
   （三） 金属中自由电子的热容
  10.5 系综理论简介
   （一） 系综的概念
   （二） 微正则系综
   （三） 正则系综
   （四） 正则分布与分子配分函数
   （五） 巨正则系综
   习题
第十一章 热力学基本定律
  11.1 热力学概论
   （一） 温度、热平衡及热力学第零定律
   （二） 热力学的一些常用基本概念
   （三） 内能、热、功和焓
   （四） 化学反应的热效应
  11.2 热力学第一定律
   （一） 热力学第一定律的表述
   （二） 热力学第一定律的统计解释
   （三） 功的计算和可逆过程
  11.3 理想气体的热力学过程
   （一） 热容及相关计算
   （二） 焦耳实验
   （三） 绝热过程
   （四） 理想气体的卡诺循环
  11.4 热力学第二定律与熵
   （一） 热力学第二定律的引出
   （二） 熵函数——过程方向性的判据
   （三） 克劳修斯不等式和熵增加原理
   （四） 熵和热力学第二定律的统计解释
  11.5 热力学第三定律
   （一） 热力学第三定律的引出和表述
   （二） 热力学第三定律的实验验证和统计解释
   习题
第十二章 热力学基本方程及化学势
  12.1 熵变的计算
   （一） 恒温过程的熵变
   （二） 变温过程的熵变
   （三） 相变过程的熵变
   （四） 标准熵的计算
   （五） 化学反应的熵变
  12.2 亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能
   （一） 恒温恒容体系及亥姆霍兹自由能的引出
   （二） 恒温恒压体系及吉布斯自由能的引出
   （三） 吉布斯自由能及亥姆霍兹自由能的统计热力学计算
   （四） 吉布斯自由能的计算
  12.3 热力学函数间的关系及其应用
   （一） 热力学的四个基本关系式
   （二） 麦克斯韦关系式及其推论
   （三） 焦耳.汤姆孙效应与节流制冷
   （四） 在纯物质两相平衡中的应用
  12.4 偏摩尔量
   （一） 偏摩尔量的定义
   （二） 偏摩尔量的基本公式
   （三） 偏摩尔量的测定
  12.5 化学势
   （一） 化学势概念的引出
   （二） 化学势与温度和压力的关系
   （三） 化学势在相变和化学反应中的应用
   （四） 气体化学势
   习题
第十三章 多组分体系热力学
  13.1 理想溶液和稀溶液依数性
   （一） 理想溶液
   （二） 稀溶液
  13.2 实际溶液和活度
   （一） 实际溶液及其化学势表达式
   （二） 活度的测定
   （三） 超额函数
  13.3 相律
   （一） 相、组分数和自由度
   （二） 相律的推导
  13.4 二组分体系相图
   （一） 二组分气.液体系
   （二） 二组分液.液体系
   （三） 二组分液.固体系
  13.5 三组分体系相图
   （一） 部分互溶的三液体系
   （二） 固.固.液三组分水盐体系
   习题
第十四章 化学平衡体系热力学
  14.1 化学反应等温式和平衡常数
   （一） 均相化学反应
   （二） 非均相化学反应
  14.2 反应平衡常数的计算和测定方法
   （一） 平衡常数的表达方式
   （二） 平衡常数的测定和计算
   （三） 平衡转化率和平衡组成计算
  14.3 平衡常数与温度和压力的关系
   （一） 平衡常数与温度的关系
   （二） 平衡常数与压力的关系
  14.4 理想气体反应平衡常数的统计热力学计算
   （一） 能量零点的选择
   （二） 自由能函数的计算和应用
   （三） 从配分函数直接计算平衡常数
  14.5 化学反应条件分析
   （一） 常压气相反应
   （二） 高压气相反应
   （三） 液相反应
   （四） 同时平衡和耦合反应
   习题
第十五章 界面现象和表面化学
  15.1 界面相热力学基础
   （一） 比表面与表面分散度
   （二） 表面能与表面张力
   （三） 含表面能的基本热力学方程
   （四） 表面吸附与吉布斯吸附等温式
  15.2 液体表面现象
   （一） 弯曲液面的附加压力
   （二） 表面曲率与表面张力的关系
   （三） 表面曲率与液体蒸气压的关系
   （四） 黏附功与润湿现象
   （五） 接触角与润湿的关系
  15.3 固体表面现象
   （一） 物理吸附和化学吸附
   （二） 朗缪尔吸附等温式
   （三） 弗罗因德利希和特姆金吸附等温式
   （四） BET吸附等温式及比表面测定原理
  15.4 固体表面组成与结构
   （一） 固体表面组成和价态
   （二） 固体表面结构及其作用
  15.5 表面吸附态测定及反应机理（拓展）
   （一） 表面化学测定技术基本要求
   （二） 表面能谱研究表面吸附
   （三） 热脱附方法研究表面吸附
   （四） 隧道扫描探针研究表面吸附
   习题
   本章附录
第十六章 胶体与超分子体系热力学
  16.1 胶体分散体系基本性质
   （一） 胶体分类
   （二） 胶团结构
   （三） 胶体的动电性质
  16.2 胶体界面扩散双电层模型及稳定性
   （一） 界面扩散双电层模型
   （二） 胶粒稳定性和聚沉控制
  16.3 表面活性剂及其应用
   （一） 表面活性剂分类
   （二） 临界胶束浓度
   （三） 表面活性剂应用
   （四） 表面活性剂的构效关系
  16.4 高分子分散体系基本性质
   （一） 高分子化合物基本概念
   （二） 高分子溶液基本特性
   （三） 高分子溶液热力学
  16.5 高分子的超分子自组装
   （一） 超分子体系组装热力学
   （二） 聚电解质及其自组装
   （三） 高分子层层自组装
   （四） 嵌段共聚物自组装
   习题
第十七章 传递过程和非平衡态热力学
  17.1 传递过程基本规律
   （一） 热传导
   （二） 黏度
   （三） 扩散
   （四） 布朗运动
  17.2 非平衡态热力学
   （一） 熵产生原理
   （二） 昂萨格倒易关系
   （三） 最小熵产生原理
   习题
第十八章 化学动力学基本规律
  18.1 化学动力学概论
   （一） 化学反应的不同层次
   （二） 化学反应分类
   （三） 化学动力学的主要任务
  18.2 化学反应的速率方程
   （一） 化学反应速率
   （二） 质量作用定律
   （三） 反应级数和反应分子数
  18.3 具有简单级数的反应
   （一） 零级反应
   （二） 一级反应
   （三） 二级反应
   （四） 速率方程的确定
  18.4 温度对反应速率的影响
   （一） 温度和反应速率之间的经验关系式
   （二） 阿伦尼乌斯定律
   （三） 活化能对反应速率的影响
   （四） 活化能的物理意义
  18.5 典型的复杂反应和反应机理
   （一） 对峙反应
   （二） 平行反应
   （三） 连续反应
   （四） 反应机理及近似处理方法
  18.6 化学反应中的动态与平衡
   （一） 微观可逆性原理和精细平衡原理
   （二） 速率常数与平衡常数的关系
   习题
第十九章 各种反应体系的动力学
  19.1 链反应
   （一） 直链反应
   （二） 支链反应
  19.2 液相反应
   （一） 遭遇对
   （二） 扩散控制的反应
   （三） 液相中的快速反应
   （四） 化学振荡反应
  19.3 催化反应
   （一） 催化剂的特性
   （二） 均相催化反应
   （三） 气固相催化反应
   （四） 络合催化反应
   （五） 酶催化反应
  19.4 流动体系反应
   （一） 连续管式反应
   （二） 连续釜式反应
   习题
第二十章 基元反应速率理论
  20.1 双分子反应的简单碰撞理论
   （一） 硬球碰撞模型
   （二） 反应硬球碰撞模型
   （三） 反应碰撞模型与实验结果比较
  20.2 反应速率的过渡态理论
   （一） 过渡态理论
   （二） 过渡态理论的热力学处理
   （三） 动力学同位素效应
  20.3 单分子反应理论
   （一） 林德曼理论
   （二） RRKM理论
  20.4 分子轨道对称守恒原理
   （一） 实验事实
   （二） 能量相关原理
   （三） 前线轨道理论
   习题
第二十一章 分子反应动力学
  21.1 态.态反应
   （一） 碰撞截面
   （二） 从微观反应速率常数到宏观反应速率常数
  21.2 势能面及反应途径
   （一） 势能面
   （二） 反应体系在势能面上的运动
   （三） 势能面的特征对反应的影响
  21.3 分子反应动力学实验
   （一） 激光的基本原理和激光器
   （二） 特定状态的反应物制备
   （三） 反应的测量
   习题
第二十二章 电化学热力学
  22.1 电解质溶液的活度与相关性质
   （一） 离子的活度与平均活度系数
   （二） 德拜－休克尔理论
  22.2 电解质溶液离子的迁移
   （一） 电解质溶液的导电性
   （二） 离子的迁移率
  22.3 可逆电池及其电动势
   （一） 电池的化学能与电能
   （二） 可逆电池电动势的测定
   （三） 可逆电池电动势与活度和温度的关系
  22.4 电极电势和标准电极电势
   （一） 电池电动势产生原因
   （二） 电极电势表达式
   （三） 标准电极电势
   （四） 电极电势和电池电动势的计算
   （五） 可逆电极的种类
  22.5 浓差电池和液体接界电势
   （一） 浓差电池
   （二） 液体接界电势
   （三） 液体接界电势的计算
  22.6 电池电动势的应用
   （一） 平衡常数与活度系数的测定
   （二） 离子选择性电极和膜电势
   （三） 电势.pH图及其应用
   习题
   本章附录
第二十三章 电化学动力学
  23.1 电极过程和电极极化
   （一） 电极过程和反应速率
   （二） 极化和超电势
   （三） 三类极化
  23.2 活化极化
   （一） 电极电势对反应吉布斯活化能的影响
   （二） 巴特勒.福尔默方程
   （三） 塔费尔公式
   （四） 氢超电势理论
   （五） 氢超电势应用
  23.3 浓差极化
   （一） 传质的三种模式
   （二） 稳态扩散控制下的极化曲线
   （三） 混合扩散控制下的极化曲线
  23.4 电化学测量
   （一） 三电极体系
   （二） 计时电流法
   （三） 循环伏安法
  23.5 电化学应用
   （一） 电解
   （二） 金属的电沉积
   （三） 金属的腐蚀和防腐
   （四） 化学电源
   习题
第二十四章 光化学与光电化学
  24.1 光化学基础
   （一） 光物理基本概念
   （二） 光化学基本定律
   （三） 量子产率
  24.2 光化学反应
   （一） 光化学反应势能面与反应类型
   （二） 电子激发态能量转移与电子转移
   （三） 荧光淬灭
  24.3 光电化学
   （一） 半导体电极
   （二） 半导体电极的光电效应
   （三） 光电化学应用
   习题
附录
  Ⅰ 一些单质及化合物的热力学数据（29815 K）
  Ⅱ 一些有机化合物的标准燃烧焓（29815 K）
  Ⅲ 国际单位制（SI）
  Ⅳ 一些物理学和化学的基本常数（2018年国际推荐值）
  Ⅴ 常用的换算因数
  Ⅵ 化学上重要点群的特征标表
参考读物
主题索引
人名索引

“十五”国家规划教材