●第0章緒論1
素同素異形體之新定義1
0.素同素異形體概念的演變1
0.1.2對概念的一般理解2
0.1.3嚴格定義的探討3
0.1.4同素異形體與原子電子層結構的關繫3
0.1.5同素異形體的穩定性判斷4
素同素異形體研究發展之原因5
0.2.1背景分析5
0.素同素異形體快速研究發展之條件7
0.3教學提示19
學習思考題20
參考文獻21
第素單質的同素異形體25
1.1氫的一般介紹25
1.1.1氫的一般性質25
1.1.2氫在自然界的存在26
1.1.3氫的發現和命名26
1.1.4氫的成鍵特征27
1.2原子氫28
1.3氫氣29
1.3.1氫氣的制備30
1.3.2氫氣的用途35
1.4三原子氫38
1.5金屬氫39
1.5.1金屬氫的發現史39
1.5.2金屬氫的應用43
1.6反氫原子45
1.6.1反氫原子的定義和結構45
1.6.2反氫原子的研究發展史45
1.7教學提示48
學習思考題49
參考文獻49
第素單質的同素異形體52
2.1硼的一般介紹52
2.1.1硼的一般性質52
2.1.2硼在自然界的存在53
2.1.3硼的發現和命名53
2.1.4硼的成鍵特征54
2.2硼的同素異形體簡介55
2.3無定形硼55
2.4晶態硼56
2.4.1α-菱形硼56
2.4.2β-菱形硼57
2.4.3四方相硼57
2.4.4正交相γ-B2858
2.5硼團簇是尋找硼富勒烯的基礎59
2.6硼富勒烯及內嵌硼富勒烯61
2.6.1B8061
2.6.2B4062
2.6.3硼富勒烯固體相64
2.7硼納米管65
2.8硼納米線和納米帶66
2.9新型硼單層平面結構研究67
2.10硼烯（硼墨烯）69
2.10.1硼烯的發現及其結構69
2.10.2硼烯的應用73
2.11硼量子點75
2.12教學提示76
學習思考題77
參考文獻78
第素單質的同素異形體82
3.1碳的一般介紹82
3.1.1碳的一般性質82
3.1.2碳在自然界中的存在83
3.1.3碳的發現和命名83
3.1.4碳的成鍵特征85
3.2石墨86
3.2.1一般介紹86
3.2.2結構87
3.2.3無定形碳87
3.2.4制備88
3.2.5柔性石墨88
3.3金剛石類88
3.3.1一般介紹88
3.3.2結構89
3.3.3金剛石的人工合成90
3.4富勒烯碳原子簇93
3.4.1一般介紹93
3.4.2碳富勒烯93
3.4.3碳納米材料98
3.4.4石墨烯101
3.4.5碳納米纖維106
3.4.6石墨炔106
3.4.7從富勒烯碳原子簇到金剛石的轉變109
3.5卡賓碳109
3.5.1漫長的研究史110
3.5.2結構111
3.5.3制備112
3.5.4應用113
3.6教學提示113
學習思考題114
參考文獻115
第素單質的同素異形體123
4.1硅的一般介紹123
4.1.1硅的一般性質123
4.1.2硅在自然界的存在124
4.1.3硅的成鍵特性124
4.1.4硅的發現和命名124
4.2硅納米晶的不同物相類125
4.2.1一般介紹125
4.2.2制備和結構125
4.2.3應用128
4.3納米結構硅物質129
4.3.1硅納米線和硅納米帶129
4.3.2硅納米管131
4.3.3硅空心球134
4.4硅原子簇134
4.4.1Si10135
4.4.2mSi20135
4.4.3Si136和Si24136
4.4.4hP12-Si136
4.4.5Si40136
4.4.6Si60137
4.4.7Si80137
4.4.8Si96138
4.5硅烯139
4.5.1制備139
4.5.2結構140
4.5.3應用141
4.6教學提示141
學習思考題142
參考文獻143
第素單質的同素異形體148
5.1氮的一般介紹148
5.1.1氮的一般性質148
5.1.2氮在自然界的存在149
5.1.3氮的發現和命名149
5.1.4氮的成鍵特征150
5.2氮的相圖152
5.2.1相圖的概念152
5.2.2氮的相轉變152
5.3氮單質的同素異形體153
5.3.1氮分子153
5.3.2聚合氮157
5.3.3金屬氮165
5.3.4原子簇氮166
5.4教學提示171
學習思考題172
參考文獻172
第素單質的同素異形體176
6.1磷的一般介紹176
6.1.1磷的一般性質176
6.1.2磷在自然界的存在176
6.1.3磷的發現和命名178
6.1.4磷的成鍵特征179
6.2塊體磷180
6.2.1塊體磷不同物相的一般介紹180
6.2.2塊體磷的制備、結構和性質182
6.3磷納米材料193
6.3.1磷納米材料不同物相的一般介紹193
6.3.2零維磷納米材料194
6.3.3一維磷納米材料199
6.3.4二維磷納米材料202
6.4教學提示218
學習思考題218
參考文獻220
第素單質的同素異形體227
7.1砷的一般介紹227
7.1.1砷的一般性質227
7.1.2砷的發現和命名228
7.1.3砷在自然界的存在229
7.1.4砷的毒性、污染及鋻定229
7.2塊體砷單質的研究進展230
7.2.1灰砷230
7.2.2黑砷233
7.2.3黃砷235
7.3新型砷單質的研究進展239
7.3.1一維結構砷單質239
7.3.2二維結構砷單質240
7.3.3籠狀及環狀砷單質242
7.4教學提示244
學習思考題245
參考文獻246
第素單質的同素異形體249
8.1氧的一般介紹249
8.1.1氧的一般性質249
8.1.2氧在自然界的存在249
8.1.3氧的成鍵特性250
8.1.4氧的發現和命名251
8.2氣態氧252
8.2.1氧氣（O2）252
8.2.2臭氧（O3）254
8.3固態O2256
8.3.1一般介紹256
8.3.2固態O2的結構及性質257
8.4四聚氧（O4）262
8.4.1制備262
8.4.2結構與性質263
8.5教學提示263
學習思考題265
參考文獻266
第素單質的同素異形體268
9.1硫的一般介紹268
9.1.1硫的一般性質268
9.1.2硫在自然界的存在268
9.1.3硫的成鍵特點270
9.1.4硫的發現和命名271
9.2硫的相圖272
9.3固態硫274
9.3.1環硫分子同素異形體275
9.3.2同素環硫的同素異形體296
9.3.3長鏈硫的同素異形體（聚合硫Sμ、Sψ和Sω）298
9.4氣態硫301
9.4.1S2的制備和結構301
9.4.2S3的制備和結構301
9.4.3S4的制備和結構302
9.4.4S5的制備和結構302
9.4.5其他氣態硫分子302
9.5液態硫303
9.5.1423K以下的液態硫303
9.5.2432.4K的液態硫303
9.5.3682K以上的液態硫303
9.5.4不溶性硫黃304
9.5.5不溶性硫黃的制備304
9.6教學提示306
學習思考題306
參考文獻307
第1素單質的同素異形體311
10.1硒的一般介紹311
10.1.1硒的一般性質311
10.1.2硒在自然界的存在311
10.1.3硒的成鍵特性312
10.1.4硒的發現和命名313
10.2氣態硒313
10.3液態硒314
10.4固體硒316
10.4.1晶態硒316
10.4.2非晶態硒319
10.5納米硒322
10.5.1零維納米硒323
10.5.2一維納米硒335
10.5.3二維納米硒341
10.5.4三維納米硒343
10.6硒團簇346
10.6.1理論計算346
10.6.2實驗研究348
10.7教學提示352
學習思考題353
參考文獻354
