大学化学原理及应用(上下) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:樊行雪

出品人:

页数:754

译者:

出版时间:2000-7-1

价格:65.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502528133

丛书系列:

图书标签:

• 大学化学
• 化学原理
• 应用化学
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• 化学基础
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• 分析化学

科技前沿探索：材料科学与纳米技术导论 作者：[虚构作者姓名，例如：张伟、李明] 出版社：[虚构出版社名称，例如：华夏科技出版社] ISBN：[虚构ISBN号] --- 图书简介 本册《科技前沿探索：材料科学与纳米技术导论》旨在为对现代材料科学和纳米技术领域感兴趣的读者，特别是高年级本科生、研究生以及相关领域的科研人员，提供一个全面而深入的理论基础与前沿应用综述。本书严格避开了基础化学原理的重复论述，聚焦于材料的结构、性能、设计与功能化等方面，力求展现该学科的广阔图景和发展趋势。 第一部分：现代材料的结构与性能基础 本部分深入探讨了决定材料宏观性能的微观和介观结构特征。不同于传统的化学键合和热力学平衡态分析，我们更侧重于非晶态材料的结构无序性及其对力学性能的影响，例如玻璃转变温度（Tg）的精确测定和结构弛豫行为。在晶体材料方面，本书详细分析了缺陷工程在调控半导体和功能陶瓷性能中的关键作用，包括点缺陷（空位、间隙原子、替位原子）的引入、迁移机制及其对电学、光学特性的耦合效应。 此外，本书专门开辟章节讨论表面与界面科学。材料的性能往往由其表面的原子排列、能级结构和吸附环境决定。我们将探讨表面能的理论计算方法，如密度泛函理论（DFT）在预测催化剂活性位点的应用，以及界面扩散和反应动力学在多层膜器件中的重要性。对晶界工程的讨论，侧重于如何通过控制晶粒尺寸和晶界相的组成，来优化材料的强度、韧性及高温稳定性。 第二部分：先进功能材料的原理与设计 本部分着眼于当前科技领域中需求最为迫切的几类功能材料。 2.1 电子与磁性材料：超越经典模型 本书不拘泥于基础半导体物理，而是侧重于拓扑绝缘体和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的电子结构设计。详细阐述了狄拉克锥的形成机制、自旋轨道耦合的效应，以及如何利用外场（电场、磁场）调控其拓扑性质。在磁性材料方面，重点讨论了斯格明子（Skyrmion）的动力学行为、稳定条件以及在超低功耗存储器中的应用潜力。对于铁电与压电材料，则深入分析了电畴耦合机制、弛豫铁电体的非线性响应，以及如何通过纳米化实现性能增强。 2.2 光电与能量转换材料：从光子到电子的转化 本章深入研究了钙钛矿材料在太阳能电池中的载流子传输机制、缺陷钝化策略，以及长期稳定性的挑战。同时，对有机发光二极管（OLED）的材料体系进行了梳理，特别是关注了延迟荧光材料（TADF）的分子设计原则，以实现高效率的电致发光。在储能领域，本书侧重于固态电解质的离子导电性模型，包括准二维通道效应、空间电荷层对界面阻抗的影响，以及锂金属电池负极的界面兼容性研究。 2.3 生物医用与环境响应材料 本部分探讨了材料与生物系统的相互作用。重点分析了生物相容性和可降解性高分子材料的设计逻辑，如形状记忆聚合物在微创手术中的应用。此外，对智能响应材料的探讨，聚焦于pH敏感、温度敏感水凝胶的溶胀/收缩动力学，以及其在药物缓释系统中的精确控制。对于环境催化，则分析了新型光催化剂（如非贵金属基复合氧化物）在污染物降解中的表面反应路径优化。 第三部分：纳米技术与尺度效应 本部分是本书的核心特色之一，专注于材料尺寸降至纳米尺度时所展现出的新颖物理和化学性质。 3.1 纳米材料的合成与表征 本书详细介绍了自下而上（如化学气相沉积、溶剂热法）和自上而下（如光刻、机械剥离）的先进合成技术。特别关注了量子点（Quantum Dots）的尺寸依赖性光发射机制，以及如何通过表面配体工程实现其功能化。在表征方面，本书侧重于透射电子显微镜（TEM/STEM）的高级成像模式（如环形暗场成像、EELS谱学）在解析亚纳米尺度晶格畸变和元素分布中的应用，以及原子力显微镜（AFM）在局部力学和电学性质测量中的定量分析方法。 3.2 纳米尺度的输运现象 在纳米尺度，经典的连续介质理论失效。本书讨论了电子、声子和热量的量子输运。在热学方面，重点分析了界面声子散射对热导率的显著影响，以及如何利用超晶格结构实现热电材料的“拉锯效应”（声子玻璃-电子晶体）。在电学方面，探讨了单壁纳米管和纳米线的电荷载流子迁移率的限制因素，以及量子隧穿效应在纳米器件中的实际影响。 3.3 纳米器件集成与未来展望 本部分将目光投向纳米技术在集成电路、传感器和生物检测中的应用。重点分析了后摩尔时代的器件挑战，如静电控制的极限和功耗问题。讨论了纳米线阵列在高灵敏度化学传感器中的信号放大机制，以及DNA纳米机器的设计原理与可编程性。最后，本书对人工智能（AI）在材料结构预测、高通量筛选以及工艺优化中的作用进行了前瞻性讨论，强调了数据驱动型材料科学的兴起。 结论 《科技前沿探索：材料科学与纳米技术导论》是一本面向未来、注重深度和广度的专业参考书。它旨在帮助读者超越基础化学的框架，直接进入现代材料科学研究的动态前沿，掌握理解和设计新一代功能材料所必需的理论工具和实验视角。本书的结构旨在引导读者理解从原子尺度到宏观器件性能的跨尺度关联性，为从事尖端科技研究与开发奠定坚实的理论基础。

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这套书的装帧和排版，作为一套工具书来看，真的做得很用心。要知道，很多化学教材的图表都是黑白灰的，看起来毫无生气，知识点也显得很拥挤。但这本书在色彩运用上非常克制但有效。例如，在讨论光谱吸收时，它用不同深浅的颜色来区分不同波段的吸收强度，这对于视觉学习者来说，简直是福音。再者，书中的术语标注非常规范，很多专业名词第一次出现时，旁边都会附带一个非常简洁的定义，让你不用频繁地去查阅后面的词汇表。我发现我自己在做笔记时，也潜移默化地模仿了它的简洁清晰的风格。虽然这是一套厚重的上下册，但它的索引做得非常详尽，查找特定反应或理论时，定位速度远超我的预期，这极大地提高了我的复习效率，尤其是在考前冲刺阶段。

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这本书啊，我得说，真有点意思，但也不全是冲着那些高大上的理论去的。我买它主要是为了解决我那门无机化学实验课上遇到的种种难题。说实话，书里对那些基础的定性分析和定量分析的步骤描述得非常到位，特别是关于误差分析和数据处理那块儿，简直是救命稻草。我记得有一次实验，我们配的标液浓度总是不对，折腾了好几天。翻到书里讲标准曲线制作和回归分析那一节，茅塞顿开。作者没有仅仅罗列公式，而是结合了实际操作中可能遇到的温度波动、滴定终点判断失误等具体场景来分析误差来源，这一点比我上课听的那些理论课本实用多了。而且，书里还附带了一些常见化学仪器（比如pH计、分光光度计）的操作注意事项和常见故障排除，这点对我们这种动手能力不强的学生来说，简直是福音。我甚至用它指导我用更精确的方法去制备一些缓冲溶液，效果立竿见影，实验报告的分数也因此提高了不少。可以说，这本书在我手里，更多的是扮演了一个“实验助手”的角色，而不是一本纯粹的理论参考书。

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我更关注的是它所展现出的思维方式，而不是它是否涵盖了某一个特定的化学反应。这本书最打动我的地方，在于它对“不确定性”的坦然接受。在讨论到化学计量学的极限时，作者并没有给出“完美”的答案，而是反复强调了实验条件的微小变化如何导致宏观结果的巨大差异。它似乎在暗示，化学研究的精髓，恰恰在于对这些边界条件（Boundary Conditions）的精确控制和对随机性的管理。这种哲学层面的探讨，在很多强调“标准答案”的教材中是看不到的。它让我明白了，科学探索不是一条直线，而是无数次接近真实的过程。读完后，我感觉自己对待问题的态度都变得更加严谨和辩证了，不再轻易接受任何一个孤立的结论，总会去追问其成立的前提条件。

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我之前对化学的理解，基本停留在高中那种“背公式、记反应”的层面，直到我开始接触这套书的后半部分，才真正体会到“应用”二字的重量。这本书的叙事方式很特别，它不是那种枯燥的堆砌概念，而是更像是在编织一个从基础理论到工业实践的桥梁。比如，在讲到热力学平衡时，它没有止步于ΔG的计算，而是紧接着引入了电化学在现代电池技术中的应用，甚至用相当篇幅探讨了催化剂的筛选过程。我特别欣赏它对“过程化学”的关注，它把化学反应看作是一个动态的、受环境影响的系统。很多教科书只是告诉你“A+B=C”，这本书却会追问“在什么温度、什么压力、使用什么溶剂时，C的产率最高？”这种深入到工程层面的思考，让我对“化学家”这个身份有了更实际的认知。对于那些想读化学工程或者材料科学的同学，这本书里的案例分析部分绝对是拓宽视野的绝佳材料。

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坦率地说，我当初入手这套书，是抱着“搞定期末考试”的功利目的。一开始看前几章，内容确实有点深，什么量子力学基础对分子轨道理论的解释，看得我头皮发麻。我不得不承认，对于一个基础没打牢的学生来说，直接啃这部分内容，难度系数非常高。但是，随着阅读的深入，我发现它有一个很巧妙的结构设计——它会把最难啃的骨头放在前面，一旦你咬过去了，后面的内容就变得相对平滑。举个例子，它对化学键的描述，从最基本的静电吸引力讲起，然后逐步过渡到杂化轨道、分子间作用力，逻辑链条非常清晰。当我把那些抽象的概念通过大量的插图和对比实验（书中列举的）联系起来后，很多过去“似懂非懂”的知识点突然间串起来了。这本书的价值在于，它强迫你不仅要知道“是什么”，还要理解“为什么是这样”。

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