電化學(xué)基礎(chǔ)

序章 忘記曾經(jīng)學(xué)過(guò)的電化學(xué) \n
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第I部分 平衡論 \n
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第1章 能量和化學(xué)平衡 \n
1.1 一切變化都伴隨有能量的轉(zhuǎn)換 /11 \n
1.2 能量和單位 /12 \n
1.2.1 SI單位 /12 \n
1.2.2 能量和力 /13 \n
1.3 物質(zhì)所具有的能量 /14 \n
1.3.1 內(nèi)能和焓 /14 \n
1.3.2 焓變(ΔH)與中學(xué)化學(xué)中的“反應(yīng)熱” /15 \n
1.3.3-焓和摩爾吉布斯自由能 /16 \n
1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能 /17 \n
1.4 化學(xué)勢(shì)和平衡 /19 \n
1.4.1 化學(xué)勢(shì) /19 \n
1.4.2 平衡條件質(zhì)量作用定律 /22 \n
1.5 荷電物質(zhì)的能量 /23 \n
1.5.1 電能 /23 \n
1.5.2 電壓和電位 /23 \n
1.5.3 能量單位--電子伏 /24 \n
第2章 標(biāo)準(zhǔn)電極電位 \n
2.1 所謂的標(biāo)準(zhǔn)電極 /27 \n
2.1.1.電壓的分配 /27 \n
2.1.2 參比電極 /29 \n
2.1.3 使用參比電極的電位測(cè)定和控制 /29 \n
2.1.4、參比申極的條件 /29 \n
2.1.5 參比電極的類型 /30 \n
2.1.6 三電極體系 /33 \n
2.2 發(fā)生在電極表面的電子轉(zhuǎn)移 /34 \n
2.2.1 金屬中的電子狀態(tài) /34 \n
2.2.2 可作為工作電極的金屬 /35 \n
2.2.3:電解液中的物質(zhì)能量狀態(tài) /37 \n
2.2.4 發(fā)生在電極界面的電子轉(zhuǎn)移 /38 \n
2.3 標(biāo)準(zhǔn)電極電位E /39 \n
2.3.1 E”的定義 /39 \n
2.3.2 平衡式和E的表達(dá)方式 /40 \n
2.3.3 E"的稱呼 /40 \n
2.4 標(biāo)準(zhǔn)電極電位的數(shù)據(jù) /41 \n
2.4.1.氧化還原能力的極限 /41 \n
2.4.2 金屬的還原能力 /41 \n
2.4.3 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)方向 /46 \n
2.4.4:電池的*大電動(dòng)勢(shì) /47 \n
2.4.5 電解所需的*小電壓 /48 \n
2.4.6 固體的溶度積 /49 \n
2.5 如何確定標(biāo)準(zhǔn)電極電位 /50 \n
2.5.1.精密測(cè)量 /50 \n
2.5.2 通過(guò)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算得到 /51 \n
2.5.3 理論與現(xiàn)實(shí)之差 /54 \n
第3章 能斯特方程 \n
3.1 電化學(xué)勢(shì) /57 \n
3.1.1 化學(xué)平衡的條件 /57 \n
3.1.2 含有荷電物質(zhì)的平衡 /57 \n
3.2 能斯特方程 /58 \n
3.2.1 能斯特方程 /58 \n
3.2.2 活度(濃度)影響電位的具體例子 /59 \n
3.3 能斯特方程的應(yīng)用 /60 \n
3.3.1 pH值的測(cè)定 /60 \n
3.3.2 離子選擇電極 /63 \n
3.3.3 確定E /64 \n
3.3.4 電池的電動(dòng)勢(shì)，電解所需的電壓 /65 \n
3.3.5 物質(zhì)的電位-pH 值圖 /66 \n
第4章 光和電化學(xué) \n
4.1 光是具有能量的粒子 /68 \n
4.1.1 電磁波、光、光子 /68 \n
4.1.2 用數(shù)字了解光 /69 \n
4.2 光的吸收 /70 \n
4.2.1 1個(gè)分子(原子)吸收1個(gè)光子 /70 \n
4.2.2 基態(tài)和激發(fā)態(tài) /71 \n
4.3 光激發(fā)和電子遷移 /72 \n
4.3.1 激發(fā)狀態(tài) /72 \n
4.3.2 光激發(fā)和氧化還原能力 /74 \n
43.3 光電子遷移示例 /75 \n
第5章 光合成--天然電化學(xué)過(guò)程 \n
5.1 光合成概述 /80 \n
5.1.1 生物史及光合成 /80 \n
5.1.2 人類社會(huì)與光合成 /81 \n
5.1.3 總碳循環(huán)及光合成 /82 \n
5.1.4 地球總體光合作用的轉(zhuǎn)換效率 /82 \n
5.2 光合作用的場(chǎng)所和反應(yīng) /82 \n
5.2.1 葉綠體和細(xì)胞壁 /82 \n
5.2.2 光反應(yīng) /83 \n
5.2.3 暗反應(yīng) /84 \n
5.3 光合作用的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率 /84 \n
5.3.1 光合作用初期的轉(zhuǎn)換效率 /85 \n
5.3.2 總反應(yīng)的轉(zhuǎn)換效率 /86 \n
5.3.3 實(shí)際轉(zhuǎn)換效率 /87 \n
5.3.4 轉(zhuǎn)換效率和有機(jī)物生產(chǎn) /87 \n
第Ⅱ部分 動(dòng)力學(xué) \n
第6章 化學(xué)反應(yīng)路徑 \n
6.1 不考慮反應(yīng)速率 /92 \n
6.1.1 不可思議的金剛石 /92 \n
6.1.2 化學(xué)反應(yīng)及登山 /93 \n
6.1.3 平衡論和動(dòng)力學(xué) /93 \n
6.2 能量 /94 \n
6.2.1 反應(yīng)圖 /94 \n
6.2.2 超越鞍點(diǎn) /94 \n
6.3 反應(yīng)坐標(biāo)及能量曲線 /97 \n
6.3.1 反應(yīng)路徑的平面表示 /97 \n
6.3.2 能量曲線形式 /97 \n
6.3.3 活化狀態(tài)及活化能 /97 \n
6.4 平衡狀態(tài)是平靜的暴風(fēng)雨 /98 \n
6.4.1 平衡狀態(tài) /98 \n
6.4.2 從能量圖看平衡 /98 \n
6.5 能量壁壘與反應(yīng)速率 /99 \n
第7章 電極反應(yīng)的路徑 \n
7.1 發(fā)射到真空的電子 /101 \n
7.1.1 熱電子發(fā)射 /101 \n
7.1.2 電場(chǎng)作用下的電子發(fā)射 /101 \n
7.2 金屬-溶質(zhì)分子間的電子移動(dòng)(平衡狀態(tài)) /102 \n
7.2.1 電子在溶液與真空中的不同 /102 \n
7.2.2 溶液體系和電極體系的不同 /103 \n
7.2.3 平衡體系和交換電流 /103 \n
7.3 界面電子移動(dòng) /104 \n
7.3.1 用能量曲線分析電極反應(yīng) /104 \n
7.3.2 如果改變電極電位 /105 \n
7.3.3 電極反應(yīng)速率和電流 /106 \n
7.3.4 決定電流大小的因素 /106 \n
7.3.5 電流和電位的關(guān)系，Bulter-Volmer 公式 /106 \n
7.3.6 塔菲爾曲線 /108 \n
7.3.7 過(guò)電位 /109 \n
7.4 電子移動(dòng)和物質(zhì)傳輸?shù)年P(guān)系 /110 \n
7.4.1 電流的*大值 /110 \n
7.4.2 物質(zhì)傳輸和電流 /110 \n
7.4.3 擴(kuò)散 /110 \n
第8章 活化能 \n
8.1 電子轉(zhuǎn)移的兩種形式 /113 \n
8.1.1 “簡(jiǎn)單”反應(yīng)與“高級(jí)”反應(yīng) /113 \n
8.1.2 弱相互作用的電子移動(dòng)過(guò)程 /113 \n
8.1.3 強(qiáng)相互作用的電子移動(dòng) /114 \n
8.1.4 溶液中的電子移動(dòng) /115 \n
8.2 分子中的電子能量 /116 \n
8.2.1 運(yùn)動(dòng)的電子和靜止的原子核 /116 \n
8.2.2 變寬的電子能級(jí) /117 \n
8.3 活化能 /119 \n
8.3.1 分子相互靠近 /119 \n
8.3.2 能量一致 /120 \n
83.3 形成活化狀態(tài) /120 \n
8.3.4:分子的有效碰撞概率 /121 \n
8.3.5 電子的隧道效應(yīng) /122 \n
8.3.6 分子間電子移動(dòng)的模型 /123 \n
8.3.7 電子反應(yīng)模型 /123 \n
8.4 重組能 /124 \n
8.4.1 假設(shè)只是電子運(yùn)動(dòng) /124 \n
8.4.2 重組能 /125 \n
8.4.3 重組能的估算 /125 \n
8.5 電子移動(dòng)速率的估算 /127 \n
8.5.1 活化能與重組能的關(guān)系 /127 \n
8.5.2 活化能和 ΔG的關(guān)系 /128 \n
8.5.3 與Butler-Volmer 公式的關(guān)聯(lián) /128 \n
8.5.4:與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較 /128 \n
8.5.5 交換電流密度的預(yù)測(cè) /130 \n
8.6 電極的電子轉(zhuǎn)移圖 /131 \n
8.6.1 電極電子能量狀態(tài) /131 \n
8.6.2，氧化還原分子的狀態(tài)密度 /131 \n
8.6.3 電流 /132 \n
8.6.4 平衡狀態(tài) /133 \n
8.6.5 偏離平衡電位 /133 \n
8.6.6 如果電子轉(zhuǎn)移持續(xù)進(jìn)行 /133 \n
8.7 單電子轉(zhuǎn)移反應(yīng) /135 \n
第9章 分子及離子的傳輸 \n
9.1 物質(zhì)的傳輸 /138 \n
9.1.1 電極反應(yīng)進(jìn)行時(shí) /138 \n
9.1.2 擴(kuò)散 /138 \n
9.1.3 擴(kuò)散方程 /139 \n
9.2 用肉眼觀察濃度分布 /141 \n
9.2.1 光的干涉 /141 \n
9.2.2 觀測(cè)例 /142 \n
9.3 電流的大小電物質(zhì)傳質(zhì)速率決定 /143 \n
9.3.1 電極表面濃度為零 /143 \n
9.3.2 由擴(kuò)散控制的電流 /143 \n
9.3.3 電流和時(shí)間的關(guān)系 /144 \n
9.3.4 施加電壓于電極后 /145 \n
9.4 循環(huán)伏安法 /146 \n
9.4.1 電位掃描 /146 \n
9.4.2 電流-電位曲線--循環(huán)伏安圖 /147 \n
9.4.3 循環(huán)伏安圖 /147 \n
9.4.4 不可逆反應(yīng)的循環(huán)伏安圖 /149 \n
第 10章 表面反應(yīng)的世界 \n
10.1 固定在電極表面的分子的電極反應(yīng) /150 \n
10.1.1 電解電流的大小 /150 \n
10.1.2申極表面單分子層的循環(huán)伏安圖 /151 \n
10.2 水的分解:氫氣和氫氣的生成 /152 \n
10.2.1 氫氣的生成 /152 \n
10.2.2 電極材料決定反應(yīng)速率 /153 \n
10.2.3 水和重水的差別 /154 \n
10.2.4氧氣的生成 /154 \n
10.3 金屬的欠電位沉積 /155 \n
10.3.1 過(guò)早發(fā)生的反應(yīng) /155 \n
10.3.2 欠電位還原發(fā)生的條件 /155 \n
10.3.3 形成單原子層的電量 /156 \n
10.4 有節(jié)奏的電極反應(yīng) /156 \n
10.4.1 電位振蕩現(xiàn)象 /156 \n
10.4.2 甲醛的氧化路徑 /157 \n
10.4.3 電位振蕩的原因 /158 \n
10.5 探測(cè)電極表面 /158 \n
10.5.1 對(duì)表面原子構(gòu)造敏感的反應(yīng) /158 \n
10.5.2 用激光探測(cè)電極表面 /159 \n
10.5.3 掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡技術(shù) /159 \n
10.5.4 展望 /159