地球化学动力学

　　“很少有学术著作如这本书般雅致地为每一问题提出了多种解决方案。我从中发现了低温地球化学文献或教科书中所没有的新观点、新例子和数学处理方法。阅读过程令人感到愉快。”
　　　　　　　——Martial Talllererc（美国佐治亚理工学院）
　　“地球化学动力学》的内容均衡地涵盖了多领域地球化学研究者所关注的各种课题。理论学家、实验学家和野外工作者都会从中受益。”
　　　　　　　　　——JamesKubickl（美国宾夕法尼亚州立大学）
　　“这是一本非常优秀的教科书，我推荐给所有想了解地球化学的动力学方向的人。……章末精心准备的生动习题便于教学。”
　　　　　　　　　——Terry M Se’arard（瑞士苏黎世联邦高等理工学院）Elements “地球化学动力学》内容广泛，计算严格，叙述生动，而且非常实用。”
　　——Michael A Velbel（美国密歇根州立大学）Physics Today
　　本书作者张有学（Youxue-Zhang）是美国密歇根大学的地质学教授。 

　　本书从理论和应用方面系统地阐述了地球化学动力学——化学动力学应用于地质问题的学科。本书既介绍了化学动力学的基本理论和应用，也详尽地总结了地球化学工作者提出的各种理论和应用，尤其是高温地球化学方面的理论，如变温动力学和反演理论。其中的反演理论包括了地质年代学（同位素定年）、热年代学（反演温度一时间历史）和地质速率计（推测冷却速率）。本书的章在基础水平上综述了地球化学动力学的整个研究领域，其后各章分别针对均相反应、物质迁移、多相反应，以及反演问题阐释了理论和应用。
　　本书的大多数例子取自高温地球化学研究，也有一些例子取自天文学和环境科学。本书还提供了附录、章末习题以及丰富的参考文献。读者好具备简单微分方程、线性代数和热力学（本科物理化学课程水平）的基本知识。本书是所有对地球化学动力学问题感兴趣的学生和学者的珍贵资源。

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符号表
物理常数
第1章 简介和综述
　1.1 热力学与动力学
　1.2 化学动力学与地球化学动力学
　1.3 均相反应动力学
　　1.3.1 反应进度参数}
　　1.3.2 基元反应与总反应
　　1.3.3 反应的分子数
　　1.3.4 反应速率定律、反应速率常数和反应级数
　　1.3.5 不同级数反应的浓度演化
　　1.3.6 反应速率常数随温度的变化：阿伦尼乌斯方程
　　1.3.7 变温反应动力学
　　1.3.8 更复杂的均相反应
　　1.3.9 确定反应速率定律、反应速率常数和反应机制
　1.4 物质迁移和热传递
　　1.4.1 扩散
　　1.4.2 对流
　1.5 多相反应动力学
　　1.5.1 控制因素和“反应定律”
　　1.5.2 多相反应中的步骤
　1.6 反应速率常数与扩散系数的温度和压力效应
　　1.6.1 碰撞理论
　　1.6.2 过渡态理论
　1.7 反演问题
　　1.7.1 冷却过程中的反应和扩散
　　1.7.2 地质年代学、封闭年龄和热年代学
　　1.7.3 地质温度计、表观平衡温度和地质速率计
　　1.7.4 两相或多相交换反应的地质速率计
　　1.7.5 小结
　1.8 附注
　　1.8.1 动力学问题中所需要的数学
　　1.8.2 揭开一些似乎违反热力学的反应之谜
　　1.8.3 其他“似是而非”之谜
　　1.8.4 对未来研究的展望
　习题
第2章 均相反应动力学
　2.1 可逆反应
　　2.1.1 一级可逆反应的浓度演化
　　2.1.2 二级可逆反应的浓度演化
　　2.1.3 冷却过程中的可逆反应
　　2.1.4 斜方辉石中的Fe-Mg有序一无序反应
　　2.1.5 流纹岩浆中水的种型反应
　2.2 链式反应
　　2.2.1 放射性衰变系列
　　2.2.2 链式反应导致的负活化能
　　2.2.3 臭氧的热分解
　2.3 平行反应
　　2.3.1 水溶液中Fe2+Fe3+间的电子转移
　　2.3.2 溶解的C02形成碳酸氢根
　　2.3.3 氢的核燃烧
　2.4 特殊主题
　　2.4.1 臭氧的光化学合成和分解与臭氧层空洞
　　2.4.2 受扩散控制的均相反应
　　2.4.3 玻化转变
　习题
第3章 物质迁移：扩散和对流
第4章 多相反应动力学
第5章 反演问题：地质年代学、热年代学和地质速率计
附录
习题答案
参考文献
索引