1. 気体の物理的性質 1 |
A. 理想気体 2 |
1.1 Boyle の法則 2 |
1.2 温度と体積 9 |
1.3 PV = nRT 12 |
1.4 混合気体 19 |
B. 非理想気体 22 |
1.5 実在気体の PVT 22 |
1.6 臨界点 25 |
1.7 van der Waals 方程式 31 |
1.8 van der Waals 方程式と臨界点 36 |
1.9 van der Waals 方程式とビリアル方程式 39 |
1.10 分子間相互作用 44 |
問題 47 |
参考文献 53 |
2. 気体の分子論 54 |
A, 理想気体の古典的分子運動論 55 |
2.1 分子運動論 55 |
2.2 分子エネルギーと速さ 59 |
2.3 分子エネルギーの分類 63 |
B. 量子論入門 67 |
2.4 粒子波とde Broglie波動方程式 67 |
2.5 許容並進エネルギー-一次元の場合 72 |
2.6 許容並進エネルギー-三次元の場合 77 |
2.7 量子化された回転,振動,電子エネルギー 80 |
C. 量子状態への分布 84 |
2.8 Boltzmann 分布 84 |
2.9 一次元並進運動:量子状態,エネルギー,および速さへの分布 90 |
2.10 三次元並進運動:量子状態,エネルギー,および速さへの分布 95 |
2.11 気体分子の熱エネルギー 100 |
問題 104 |
参考文献 110 |
補遣 2.1 極座標を用いた分子エネルギーの式 111 |
3. 化学系のエネルギー:熱力学第一法則 113 |
A. 第一法則 114 |
3.1 エネルギー 114 |
3.2 熱力学第一法則 117 |
B. エンタルピー 122 |
3.3 エンタルピー 122 |
3.4 エンタルピーと化学反応 127 |
3.5 標準生成エンタルピー 130 |
3.6 エンタルピーと反応進行度 135 |
C. 温度依存性 140 |
3.7 熱容量 140 |
3.8 エンタルピー変化の温度依存性 145 |
D. 熱容量の分子論理的基礎 149 |
3.9 気体の Cp の分子論的基礎 149 |
3.10 結晶および液体の熱容量 154 |
3.11 金属の熱容量 157 |
E. エネルギーの分子論的基礎 162 |
3.12 結合エネルギー 162 |
3.13 結晶のエネルギー 164 |
3.14 水溶液中のイオンのエネルギー 167 |
問題 169 |
参考文献 177 |
4. エントロピーと熱力学第二および第三法則 179 |
A. エントロピー 180 |
4.1 熱力学第二法則 180 |
4.2 エントロピー変化 181 |
4.3 エントロピーと自発性 187 |
4.4 エンジン 192 |
B. 化学への応用 201 |
4.5 物質のエントロピー 201 |
4.6 化学変化の方向 208 |
C. エントロピーの分子論的基礎 210 |
4.7 エントロピーと確率 210 |
4.8 エントロピーの計算 217 |
4.9 Trouton の規則 222 |
問題 224 |
参考文献 230 |
補遣 4.1 理想気体の断熱膨張 230 |
補遣 4.2 Boltzmann 分布の誘導 233 |
補遣 4.3 理想気体分子の並進運動によるエントロピー 234 |
補遣 4.4 気体分子の回転によるエントロピー 235 |
補遣 4.5 分子の振動によるエントロピー 237 |
5. 自由エネルギーと化学平衡 239 |
A. 自由エネルギー 239 |
5.1 自由エネルギー 239 |
5.2 標準生成自由エネルギー 245 |
5.3 自由エネルギーと圧力 247 |
5.4 熱力学的性質の相互関係 250 |
B. 平衡 256 |
5.5 自由エネルギーと平衡条件 256 |
5.6 自由エネルギーと温度 263 |
5.7 相平衡の温度および圧力依存症 269 |
5.8 化学平衡の分子論的解釈 277 |
5.9 自由エネルギーと化学平衡の分子論的解釈 281 |
C. 非理想気体の平衡 286 |
5.10 フガシティ 286 |
5.11 実在気体の自由エネルギー 290 |
5.12 実在気体を含む平衡 292 |
問題 294 |
参考文献 301 |
補遣 5.1 反応進行度の関数としての気体反応系の自由エネルギー 302 |
補遣 5.2 ∂G/∂ξ= 0 から導かれる平衡条件 303 |
6. 溶液 304 |
A. 溶液の熱力学 304 |
6.1 理想気体混合物の熱力学 304 |
6.2 混合物の成分の熱力学的性質 309 |
6.3 溶液およびその成分の自由エネルギー 317 |
6.4 溶媒と溶質 322 |
6.5 溶液中の平衡 326 |
B. 束一的性質 328 |
6.6 束一的性質 328 |
6.7 浸透圧 333 |
問題 336 |
参考文献 342 |
補遣 6.1 溶媒についての Raoult の法則は溶質についての Henry の法則を含む 343 |
7. 相平衡 |
A. 相律 345 |
7.1 相,成分および自由度の数 345 |
7.2 相律 349 |
B. 相図 354 |
7.3 蒸気圧-組成図 354 |
7.4 沸点-組成図と蒸留 357 |
7.5 混じり合わない液体 360 |
7.6 固-液系 364 |
7.7 固体化合物の生成 368 |
7.8 三成分の固-液系 371 |
C. 表面現象 374 |
7.9 液体の表面 374 |
7.10 表面張力と蒸気圧 378 |
7.11 吸着 380 |
問題 391 |
参考文献 395 |
8. 溶液中の電解質 397 |
A. イオンを含む溶液 398 |
8.1 比伝導率とモル伝導率 398 |
8.2 電気分解とイオン移動度 402 |
8.3 イオン平衡:理想溶液 411 |
8.4 イオン平衡:実在溶液 415 |
8.5 高濃度溶液中の活量係数 423 |
B. 電気化学電池 426 |
8.6 電極と電気化学電池 426 |
8.7 標準電極電位 433 |
8.8 Nernst の式 438 |
8.9 電池の起電力から得られる熱学的データ 442 |
8.10 液間電位差 447 |
8.11 イオン選択性電極 451 |
問題 454 |
参考文献 461 |
補遣 8.1 Debye-Hfickel 理論 462 |
付録 A. 数学 |
付録 B. 物性表 |
付録 C. 代表的な点群における指標表 |
付録 D. SI 単位 |
索引 |