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導讀
引用
Pfennig, B. W. (2021). Principles of Inorganic Chemistry (2nd ed.). Wiley.
章節概要
第二版共十三章，約830頁，之後是十一個附錄和索引。每章末尾有習題和參考書目，各章還含有“In-Depth”（深入）小節，為想了解數學推導的讀者提供推導過程。內容順序從原子（物質結構、原子結構、元素週期性）到成鍵（導論、幾何構型、對稱性與光譜，然後是價鍵理論和分子軌道理論），再到固體、反應性（酸鹼與氧化還原），最後是配位化學和有機金屬化學。出版社稱，重新設計的本書對第一版作了重組，以幫助學習和記憶。
第1–3章：物質的結構；原子的結構；元素的週期性
第1章講原子論、原子的構造、元素週期表、原子核、核反應、放射性衰變和元素的起源。第2章從光和物質的波動性出發，經過箱中粒子、薛定諤方程、氫原子、自旋和拓撲原子，建立原子的量子圖景。第3章把它應用於多電子原子：電子構型、遮蔽、電離能、電子親和能、半徑、極化率、硬度、電負性，以及惰性電子對效應和相對論效應等。
第4–5章：化學鍵導論；分子幾何構型
第4章定義化學鍵，並講成鍵的熱力學驅動力、路易斯結構、鍵長與鍵能、共振、電負性、成鍵三角形以及分子中的原子模型。第5章講分子幾何構型：X射線晶體學、Linnett 雙四重態理論、VSEPR 理論、配體緊密堆積模型，以及 VSEPR 與 LCP 的比較。
第6章：對稱性與光譜
篇幅較長的一章，講對稱元素與對稱操作、點群、表示與特徵標表、直積、大正交定理、紅外與拉曼光譜的選擇定則、簡正振動的對稱性，以及用投影算符法生成對稱座標。
第7章：分子的結構與成鍵
價鍵理論（包括雜化）、分子軌道理論，以及二者的互補性。這一章緊接在對稱性一章之後，因此可以從對稱性的角度討論分子軌道。
第8章：固體的結構與成鍵
晶體結構、金屬鍵、離子鍵和晶體固體的型別。
第9章：化學結構與反應性
酸鹼化學、氧化還原化學，以及對化學反應性的概括看法。
第10–11章：配位化學；配合物的反應
第10章概述配位化學、配合物中的成鍵模型及其電子光譜。第11章介紹動力學和反應座標圖，然後是八面體和平面正方形取代反應以及電子轉移反應。
第12–13章：有機金屬化學；有機金屬化合物的反應
第12章從電子計數和18電子規則引入有機金屬化學，然後依次講羰基、亞硝醯、氫化物與二氫、膦、乙烯及相關配體、環戊二烯基，以及卡賓、卡拜和 carbido 配體。第13章講發生在金屬上和配體上的反應、複分解、有機金屬催化迴圈和等瓣類比。
附錄
經典波動方程和薛定諤方程的推導、量子力學的公設、原子與分子的光譜項符號、特徵標表和直積表、用對角化過程約化表示、關聯表、諧振子模型以及230個空間群。
核心概念
第1–5章
- 原子結構與週期性結構：電子構型以及由此產生的性質。
- 化學鍵模型：路易斯結構、VSEPR、配體緊密堆積模型和分子中的原子。
第6–9章
- 點群與特徵標表：對分子對稱性進行分類的工具。
- 價鍵理論與分子軌道理論：對分子成鍵的兩種互補的描述。
- 固體中的成鍵：晶體中的金屬鍵和離子鍵。
- 酸鹼與氧化還原化學：反應性的主要框架。
第10–13章
- 配位成鍵模型與電子光譜：金屬–配體成鍵如何描述與探測。
- 取代與電子轉移機理：配合物如何反應。
- 18電子規則與等瓣類比：有機金屬化合物的組織性思想。
評析
優點
- 原理優先的設計。 出版社稱其為具有理論深度的、基於原理的方法，目錄也印證了這一點：先發展原子結構和週期性，再講成鍵，成鍵之後才是固體、反應性和配位化學。
- 對稱性與群論講得深入。 第6章完整講述點群、特徵標表、大正交定理和對稱座標，後面各章用它來講分子軌道和光譜。
- 模型之間的比較。 出版社指出，新版更強調比較化學模型的優缺點，以及價鍵理論與分子軌道理論之間的聯絡；目錄中有名為“The Complementarity of VBT and MOT”的小節以及對分子中原子的論述。
- 照顧不同讀者。 例題、難度不一的習題以及“In-Depth”推導，為想要了解數學的讀者提供了路徑。
侷限
- 描述性化學有限。 目錄中沒有按族逐一概述元素的內容；想要這方面內容的讀者要搭配一本描述性教材。
- 篇幅與數學水平。 約830頁、十一個附錄，加上“In-Depth”小節中的推導，本書要求較高；第6–7章需要在群論上下功夫。
- 有機金屬化學只是入門。 第12–13章只是簡短的初步介紹，不能代替專門教材。
在課程中的定位
在無機化學課程中，這是本科層次講原理與理論的教材。Rayner-Canham 與 Overton 的 Descriptive Inorganic Chemistry 在奠定一些原理之後，按族概述元素的化學，是描述性方面的天然搭檔。Housecroft 的 Inorganic Chemistry 以及 Shriver、Weller、Overton、Armstrong 和 Rourke 合著的 Inorganic Chemistry 是範圍更廣的教材，把物理無機原理與系統的描述性化學結合起來；出版社特別強調 Pfennig 對群論、光譜項符號、多原子分子軌道理論、能帶理論和 Tanabe–Sugano 圖的深入論述。Scerri 的 The Periodic Table: A Very Short Introduction 是簡短的入門讀物。Crabtree 的 The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 則是第12–13章在研究生層次上的延續。
如何使用本書
出版社稱本書適合大二水平的學生，並通過深入的框內討論，也很適合高年級本科生和研究生一年級學生；它還說本書對物理化學、材料科學和化學物理的學生有用。起點是普通化學；第2章從光的波動性出發發展所需的量子力學。
實用安排如下：
- 核心： 第1–5章講原子、週期性和成鍵，然後第7章講分子軌道。
- 群論： 如果課程要用到對稱性，在第7章之前學第6章；第一遍閱讀時可以跳過“In-Depth”小節。
- 反應性與金屬： 第9章，然後第10–11章講配位化學，第12–13章講有機金屬化學。
- 可選： 講固體的第8章，以及作為參考的附錄（光譜項符號、空間群）。
- 做每章末尾的習題， 同時配合例題。