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出版者:陕西科学技术出版社

作者:常琳/班丽瑛/舒秦编

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2005-3

价格:18.50元

装帧:简裝本

isbn号码:9787536939219

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现代化学基础：从微观到宏观的探索之旅 本书旨在为初涉化学领域的学习者提供一个系统、深入且富有启发性的入门指南。它聚焦于现代化学的核心概念、基本原理及其在自然界和人类社会中的广泛应用。全书结构严谨，内容覆盖面广，力求在深度与广度之间取得完美平衡，帮助读者构建起扎实的化学知识体系，并培养科学的思维方式。 --- 第一部分：物质的本质与结构（The Nature and Structure of Matter） 本部分是理解整个化学世界的基石。我们从物质的最基本构成单元——原子出发，逐步深入到分子和晶体结构。 第一章：化学的基石——原子结构与周期性 原子模型的演进： 追溯从道尔顿的原子论到卢瑟福的核式结构，再到玻尔模型和现代量子力学模型的历史脉络。详细阐述电子的能级、轨道概念（s, p, d, f轨道）以及波粒二象性在化学中的体现。 核化学基础： 探讨原子核的组成、放射性衰变规律（α, β, γ衰变），半衰期的计算，以及核反应的能量变化。简要介绍核能的和平利用与潜在风险。 元素周期律的精妙： 深入剖析元素在周期表中的排列规律如何反映其电子排布的周期性。重点分析主族、过渡金属、内过渡元素的特性差异，并解释电负性、电离能、电子亲和能等周期性趋势背后的量子化学本质。 第二章：化学键的形成与分子几何 成键理论基础： 系统介绍离子键、共价键（包括极性和非极性共价键）的形成机制。重点阐述路易斯结构、形式电荷的判定。 价层电子对互斥理论（VSEPR）与分子轨道理论（MOT）的结合： 利用VSEPR理论预测简单分子的空间构型，理解键角和分子极性的决定因素。在此基础上，引入分子轨道理论，解释双键、三键的性质，以及HOMO/LUMO的概念在反应活性预测中的应用。 分子间作用力： 详述范德华力（偶极-偶极力、伦敦色散力）和氢键的本质及其对物质宏观性质（如沸点、溶解度）的决定性影响。分析大分子和聚合物中特殊键合现象。 第三章：物质的三态与相变 气体动力学理论： 详细推导理想气体状态方程（$PV=nRT$），并深入探讨真实气体的行为（范德华方程），解释分子间作用力和分子体积对气体性质的影响。 液体与固体的微观结构： 探讨液体的内聚力、表面张力、粘度等性质的微观根源。在固体部分，重点讲解晶体结构（晶格类型、晶胞的几何关系），并区分晶体与非晶体。 相图的解读与热力学意义： 教授如何读取和分析单组分系统的相图（三相点、临界点），并将其与吉布斯相律联系起来，理解相变过程中的热力学驱动力。 --- 第二部分：化学反应的驱动力与速率（Thermodynamics and Kinetics） 本部分将从能量和时间两个维度，探讨化学反应为何发生、反应进行的方向性以及发生的快慢。 第四章：化学热力学——能量的守恒与转化 热化学基础： 定义系统与环境、吸热与放热过程。详细介绍焓（$Delta H$）的概念，利用盖斯定律进行焓变的计算，并探讨标准生成焓、燃烧焓的应用。 熵与吉布斯自由能： 引入热力学第二定律，阐释熵（$Delta S$）在描述过程自发性中的核心作用。系统推导并应用吉布斯自由能（$Delta G = Delta H - TDelta S$）作为判断反应方向的判据。 化学平衡的建立： 解释平衡常数（$K_c$, $K_p$）与热力学函数（特别是$Delta G^ominus$）之间的定量关系。深入探讨勒夏特列原理，并分析温度和压力对平衡位置的移动效应。 第五章：化学反应速率论 反应速率的定量描述： 定义化学反应速率，并阐述其与反应物浓度的指数关系（速率定律），确定反应级数。 反应机理与速率控制步骤： 区分反应的整体方程与微观反应机理。重点讲解对行反应、平行反应和连串反应的速率方程分析。 碰撞理论与过渡态理论： 从微观角度解释反应发生的必要条件（有效碰撞、活化能）。详细介绍阿累尼乌斯方程，并探讨温度对速率常数的影响。引入更精确的过渡态理论，理解反应活化能的本质。 催化剂的作用： 阐释催化剂如何通过提供新的反应路径来降低活化能，从而加速反应而不改变平衡位置。区分均相催化、多相催化和酶催化。 --- 第三部分：溶液中的化学过程（Chemistry in Solution） 本部分关注化学物质在溶剂中相互作用的现象，这是有机合成、生物化学和环境化学的共同基础。 第六章：酸碱平衡理论的深化 水的自电离与pH标度： 建立严格的pH、pOH定义，并计算强酸强碱的pH。 弱酸弱碱的平衡： 详细讲解弱酸/弱碱的电离常数 ($K_a, K_b$) 计算，以及同离子效应的影响。 缓冲溶液的设计与应用： 深入分析缓冲体系的构成原理，运用Henderson-Hasselbalch方程进行精确计算，并探讨缓冲区的选择。 酸碱滴定曲线的绘制与分析： 结合热力学与平衡原理，详细分析强酸强碱、弱酸强碱滴定曲线的特征点（半当量点、等当量点），以及选择合适指示剂的依据。 第七章：溶解、沉淀与氧化还原 溶解平衡与溶度积： 定义溶度积 ($K_{sp}$)，并利用其预测沉淀的生成，计算同离子和异离子对溶解度的影响。 沉淀与分离技术： 介绍沉淀的生成条件（pH控制沉淀、分步沉淀），并阐述沉淀在化学分析（如重量分析）中的实际应用。 氧化还原反应： 引入氧化数规则，识别氧化剂和还原剂。重点讲解半反应（半电池）的配平方法，特别是酸性、碱性条件下的复杂配平。 电化学基础： 将氧化还原反应与电化学电池联系起来，定义标准电极电势（$E^ominus$），并利用能斯特方程计算非标准条件下的电池电动势。阐述电池的工作原理及其在现代能源技术中的意义。 --- 第四部分：特定化学体系的深入探讨（Specific Chemical Systems） 本部分将应用前述原理来分析更复杂的化学系统，特别是涉及配位化合物和有机化学基础的部分。 第八章：配位化学基础 配位化合物的结构： 介绍中心金属离子、配体、配位数的概念。重点分析常见配位几何（四面体、平面四边形、八面体）及其晶体场理论的初步应用。 配位数的成因： 讨论配位化合物的异构现象（几何异构、光学异构）及其化学意义。 配位平衡与稳定性： 引入形成常数（$K_f$）的概念，解释配位化合物在溶液中的解离与络合平衡，及其在萃取和比色分析中的作用。 第九章：有机化学概述 有机分子结构与成键： 回顾碳原子独特的成键能力（杂化轨道），介绍不同类型的有机官能团（烷烃、烯烃、芳香烃、醇、醛酮等）。 有机反应的基本类型： 概述亲电取代、亲核加成、消除反应等核心反应类型，强调反应机理在理解有机化学中的重要性。 生物分子化学的初探： 简要介绍氨基酸、蛋白质、核酸等大分子结构与功能的关系，展示化学原理在生命科学中的延伸。 --- 本书特色： 注重数学工具的应用： 明确展示平衡常数、速率常数、电动势等关键物理化学量如何通过精确的数学推导和计算得出。 强调跨学科联系： 章节之间逻辑递进，从微观原子结构自然过渡到宏观热力学驱动力，并最终应用于电化学和材料科学等领域。 丰富的实例分析： 配备大量精心设计的例题和习题，覆盖概念理解、定量计算和定性分析的各个层面，帮助读者巩固知识并提升解决实际问题的能力。 通过系统研读本书，学习者将不仅掌握化学的基本定律和规律，更能培养严谨的科学态度和独立分析复杂化学现象的能力。

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这本书的阅读体验，很大程度上得益于其背后所蕴含的教学哲学——即物理学习不仅仅是知识的积累，更是一种思维方式的养成。作者在全书的字里行间都在强调物理图像的重要性。例如，在讲解波动光学中的干涉和衍射现象时，书中并没有过度依赖复杂的菲涅耳积分，而是花费大量的篇幅，通过光程差的概念，结合阿贝数等工具，帮助读者构建起一个三维的波前模型。这种强调“看见”物理过程的方法，对于我这种偏向于空间想象能力的学习者来说，简直是福音。而且，这本书的难度梯度设置非常科学，前几章内容扎实易懂，为后续的电磁学和光学打下了坚实的基础。当你感觉自己已经完全掌握了某个模块时，随后的习题和案例分析就会适时地抛出一个更高阶的问题，促使你主动去思考知识的边界和联系。这是一种高明的“驱动式学习”，让人在不知不觉中，思维的深度和广度都得到了显著的拓展。

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这本书的讲解方式给我带来了一种久违的“被理解”的感觉，它完全颠覆了我过去对传统物理教材那种干巴巴、公式堆砌的刻板印象。作者在行文中流露出的那种对物理学的热爱和深入思考，是无法被刻意模仿出来的。最让我印象深刻的是它对解题思维的引导，很多习题后面不仅仅给出了标准的解答步骤，更重要的是，它详细分析了“为什么选择这种方法”以及“是否存在其他解题路径”，这种深层次的剖析，远超出了应试教育的要求。例如，在处理涉及能量守恒和动量守恒的复合问题时，书中会清晰地划分出不同阶段的应用场景，并强调了物理模型的建立过程，这对于培养学生独立分析问题的能力至关重要。阅读过程中，我能感受到作者在力求精确性与通俗性之间找到了一个绝妙的平衡点，既能满足高阶学习者的严谨需求，又不至于让基础薄弱的读者感到挫败。这种平衡的艺术，在这本书里体现得淋漓尽致。

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这本书的装帧设计非常有心思，封面采用了深邃的蓝色调，搭配烫金的字体，显得既专业又不失稳重。初次翻开时，我就被它清晰的排版和合理的章节划分所吸引。从宏观的力学基础到微观的电磁现象，内容的逻辑递进非常自然，像是有一位经验丰富的老师在身边循循善诱。特别值得称赞的是，书中对于一些抽象概念的解释，比如矢量场的概念，作者没有停留在枯燥的公式推导，而是巧妙地结合了生活中的实例和生动的比喻，这极大地降低了初学者的入门难度。我记得有一次我在理解某个复杂的电磁感应现象时遇到了瓶颈，翻阅这本书时，恰好看到一个关于变压器工作原理的图示和文字描述，瞬间茅塞顿开。书中的插图质量也很高，不仅仅是示意图，很多细节都处理得非常到位，有助于我们构建清晰的物理图像。总的来说，这本书在内容呈现和视觉感受上都达到了很高的水准，让人有继续深入阅读下去的欲望，感觉这不是一本冷冰冰的教材，而更像是一本精心打磨的学术伙伴。

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这本书的编排结构，可以说是完全站在一个“初学者”的角度来设计的，这一点非常人性化。我留意到，每当引入一个新的复杂概念，比如热力学第二定律的熵增表述时，作者都会先从最简单的宏观现象（比如房间的自然混乱趋势）入手，用非常直观的方式建立起感性的认识，然后再逐步引入数学表达式，最后才讨论其在统计力学中的深层意义。这种“由浅入深、层层递进”的叙事结构，有效地避免了初学者在面对物理定律时容易产生的“畏难情绪”。此外，书中对“陷阱”的标注也非常及时和到位，通常会在某个容易混淆的公式应用边界处，用醒目的颜色或符号提示读者注意区分动量和角动量的守恒条件，避免了许多常见的思维误区。阅读起来，节奏感非常好，让人感觉每一步都是踏踏实实的，很少有那种读完一页却不知道自己学到了什么的空虚感。

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坦率地说，我是一位已经工作多年的职场人士，这次重拾物理知识是为了更好地理解一些工程上的新项目。我手中的许多参考资料都显得过于学术化，晦涩难懂。而这本“大学物理导学与导考”却像是一股清流。它的语言风格非常注重实效性，没有过多冗余的修饰词，直击核心原理。尤其是在涉及实验原理和误差分析的部分，它给出的指导非常具有操作性，不像有些书籍那样只是简单罗列公式。书中对于不同测量工具的精度讨论，以及如何根据实验数据进行合理的误差传播计算，都讲解得极其透彻。我特别喜欢它在章节末尾设置的“知识拓展”栏目，它常常会将书本上的理论知识与现代科技的应用，比如核磁共振成像（MRI）或者新型能源的转换效率等联系起来，这极大地激发了我将理论应用于实际工作的热情。这本书真正做到了“导学”，引导我快速地将旧知识与新需求对接起来。

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