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出版者:高等教育出版社

作者:周剑涛

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:2005-7

价格:16.90元

装帧:

isbn号码:9787040172010

丛书系列:

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• 生物化学
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• 生命科学
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• 理学
• 化学
• 分子生物学

《物质的奥秘：从微观到宏观的化学探索》 图书简介 本书旨在带领读者进入一个由原子、分子和化学反应构筑的奇妙世界。我们不聚焦于生命体的具体代谢过程，而是将目光投向物质世界的普适性规律，探究构成万物的基本单元及其相互作用的本质。这是一部面向所有对化学基础原理、物质结构与性质充满好奇心的读者的著作，它力求以清晰、严谨又不失生动的笔触，勾勒出化学这门核心科学的宏大蓝图。 第一部分：物质的基石——原子与周期性 本部分从最微小的尺度出发，构建起我们理解化学现象的理论框架。 第一章：原子的构造与基本粒子 我们首先回顾原子模型的演变历程，从道尔顿的坚硬小球到卢瑟福的核式结构，再到波尔的能级概念。重点阐述质子、中子和电子的性质、质量与电荷，以及它们如何决定元素的同一性。深入探讨同位素的概念及其在核化学和地质年代测定中的应用。强调质量数、原子量与相对原子质量的精确定义，为后续的化学计量学打下坚实基础。 第二章：电子排布与化学键的起源 本章深入探讨电子的量子特性。从薛定谔方程的理念引入，讲解电子在原子轨道中的概率分布（s, p, d, f轨道）。详细阐述泡利不相容原理、洪特规则和能量最低原理，这些规则是构建复杂原子结构的基础。 在此基础上，我们过渡到化学键的形成。详细分析共价键的本质——电子的共享与轨道重叠，引入价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）的初级概念，用以解释单键、双键和三键的强度差异与几何构型。接着，探讨离子键的形成机制，解释晶格能的概念及其对化合物性质的影响。最后，引入金属键的“自由电子海”模型，解释金属的导电性、延展性等宏观特性。 第三章：周期律的精妙与元素性质的趋势 本章聚焦于元素周期表这一化学的“地图”。详细剖析元素的电子排布如何直接决定其在周期表中的位置。系统性地分析关键的周期性趋势：原子半径、离子半径的变化规律，电离能、电子亲和能的能级解释，以及电负性与氧化态的范围。通过比较不同族（如碱金属、卤素、稀有气体）的特征反应性，展示周期律如何指导我们预测未知元素的性质。 第二部分：连接与转化——化学反应的动力与平衡 物质的性质往往在相互作用中得以体现。本部分关注宏观物质如何通过化学反应实现转化。 第四章：化学计量学与溶液中的物质量 本章是实现精确化学计算的基石。详细讲解摩尔、阿伏伽德罗常数以及质量守恒定律在化学方程式中的应用。重点阐述溶液的浓度表示法（摩尔浓度、质量百分比、溶解度），以及滴定分析中等量点和化学计量的精确计算。通过大量实例演示如何平衡复杂的氧化还原反应和酸碱反应的化学方程式。 第五章：能量的流动——热力学基础 本章引入化学热力学的基本概念，探究反应中能量的吸收与释放。定义系统、环境、功和热。核心讲解焓变（$Delta H$），介绍标准生成焓、燃烧焓的概念，并运用赫斯定律进行间接焓变的计算。随后，引入熵（$Delta S$）的概念，解释混乱度的增加趋势，并最终构建吉布斯自由能（$Delta G$），用以判断一个过程在特定条件下的自发性。这为理解反应方向提供了强有力的工具。 第六章：反应的速度与影响因素 本章聚焦于“反应多久发生”这一动态问题。介绍反应速率的定义，包括平均速率和瞬时速率。深入探讨反应机理与速率决定步骤的概念。详细分析影响反应速率的关键因素：反应物浓度（速率定律）、温度（阿累尼乌斯方程与活化能）、催化剂的作用原理（通过降低活化能加速反应，但不影响平衡）。催化剂的专一性与高效性是本章的亮点。 第七章：化学平衡的建立与移动 本章阐述可逆反应的特征，并定义化学平衡常数（$K$）。详细解释平衡常数与热力学数据之间的定量关系。核心内容是勒夏特列原理，系统分析浓度、压力、温度变化如何使体系向平衡移动，并结合平衡常数的变化来解释温度对平衡的实际影响（这是热力学和动力学的交汇点）。 第三部分：物质的多样性——无机化学的广阔领域 本部分将理论应用于具体的物质类别，考察不同类型化合物的结构、性质和反应特性。 第八章：酸碱理论的拓展与溶液中的平衡 本章超越了简单的质子得失概念。全面介绍布朗斯特-洛瑞酸碱理论和路易斯酸碱理论。在水溶液中，重点分析强酸、弱酸的电离平衡，引入$ ext{pH}$值的精确计算，以及缓冲溶液的原理与最大缓冲能力。讨论酸碱滴定曲线的特征，并介绍沉淀溶解平衡与溶度积常数（$K_{sp}$）在定性分析中的应用。 第九章：氧化还原反应与电化学基础 本章探索电子的转移过程。详细介绍氧化数的确定方法，并系统讲解配平复杂的氧化还原反应。随后，引入电化学基础：半电池反应、标准电极电势（$E^circ$）的意义及其与反应自发性的关系。阐述原电池（如干电池、燃料电池）的工作原理，以及电解池中电解质的分解过程，强调法拉第定律在工业电解中的应用。 第十章：配位化学导论 本章介绍过渡金属化合物的特殊性。定义配位化合物、中心金属离子、配体、配位数和络合物的结构。探讨配位酸根的形成及其在溶解、萃取和颜色变化中的作用。简要介绍晶体场理论，用以解释为何某些过渡金属离子呈现出独特的颜色和磁性，这为理解生物体内金属离子的功能提供了结构基础。 第十一章：固态物质的结构与晶体学入门 本章关注物质的宏观形态与其微观结构的关系。介绍晶体与非晶体的区别。着重分析晶体结构的类型，如离子晶体、分子晶体、共价晶体和金属晶体，并解释每种结构决定了其独特的物理性质（硬度、熔点等）。对简单的晶胞结构进行几何分析，为理解材料科学的基石做铺垫。 本书的叙述风格力求严谨，强调概念的逻辑推导和原理的普适性。它不涉及复杂的生物分子结构、特定的生物催化机制或遗传物质的化学组成，而是聚焦于原子、分子层面的基本规律，为读者建立起坚实的化学思维框架，是后续深入学习任何应用化学分支的必备基础读物。

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这本《生物化学基础》的封面设计得相当朴实，封面的配色和字体选择透露出一种严谨与传统的学术气息，但坦白说，初次拿起它时，我内心深处还是有些忐忑的。毕竟“生物化学”这四个字，对于非科班出身或者基础不太扎实的读者来说，简直就是一座难以逾越的大山。我原本期望这本书能像一位经验丰富、耐心十足的大学教授，能用最直白的语言，将那些复杂的分子结构、晦涩的代谢通路，层层剥开，展现在我们面前。然而，读完前几章后，我发现这本书的叙事节奏稍微有些跳跃，它似乎默认了读者已经具备了一定的化学背景知识。比如在讲述酶促反应动力学时，公式的推导和变量的引入几乎是水到渠成的，对于那些在高中阶段仅仅接触过皮毛的读者来说，可能需要频繁地停下来查阅更基础的化学参考书，才能真正理解作者想要表达的核心概念。尽管如此，书中对某些经典实验的介绍还是非常详尽的，比如Sanger测序法的演变过程，那种历史的厚重感和科学探索的艰辛，通过文字被很好地捕捉到了，这无疑是本书的一大亮点，它让我们看到了理论知识背后的科研实践历程。总体而言，它更像是一本为已经打下坚实基础的学生准备的、用于查漏补缺和深化理解的工具书，而非一本完全面向初学者的“零起点”入门读物。

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说实话，我对这本书的期望值其实并不高，毕竟市面上关于基础学科的教材汗牛充栋，真正能让人眼前一亮的凤毛麟角。我购买这本书主要是因为我的一个科研项目涉及到一些蛋白质修饰的机制研究，急需一本能快速提供可靠参考的资料。这本书的优点在于其内容的广度令人印象深刻，它几乎涵盖了现代生物化学的每一个主要分支，从核酸的结构到信号转导通路，信息的密度非常高。当我翻阅到关于代谢网络的章节时，我立刻被其详尽的图示所吸引。那些复杂的克氏循环、脂肪酸氧化等流程，不再是抽象的文字堆砌，而是被精心绘制成色彩分明、逻辑清晰的流程图。这极大地帮助我这种视觉型学习者理清了分子间复杂的相互作用关系。不过，正因为信息量过载，这本书在某些关键概念的“深度挖掘”上显得有些力不从心。例如，在解释某些结构生物学的新发现时，作者仅仅是简单地罗列了结论，缺乏对支撑这些结论的分子力学或量子化学层面的深入探讨。这使得对于那些追求“知其所以然”的读者来说，读完之后可能会有一种“知其然而不知其所以然”的空虚感。它更侧重于“是什么”和“如何发生”，而对于“为什么会这样”的追问，则留下了相当大的空间给读者自行探索。

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初次接触《生物化学基础》时，我的感受是“内容浩瀚，但脉络清晰”。这本书的结构设计非常巧妙，它采用了递进式的章节安排，从最基础的氨基酸、蛋白质折叠，逐步深入到基因表达调控，最后落脚于细胞信号网络。这种由简入繁的组织方式，极大地降低了初学者的心理门槛。作者在关键术语的定义上毫不含糊，几乎在每一章的开始，都会用加粗或斜体的形式明确给出定义，确保读者不会在复杂的生物学术语中迷失方向。然而，这种面面俱到的叙述风格，也带来了一个副作用：某些章节的论述显得冗长，缺乏必要的精炼。比如，在介绍DNA修复机制时，对每一个具体的修复途径（如碱基切除修复、核苷酸切除修复等）都进行了详尽的步骤拆解，这对于需要精通细节的专业人士固然有用，但对于仅仅想了解大致流程的学生来说，可能会感到信息过载，难以抓住核心的机制差异。我个人认为，如果能在这些复杂的序列中穿插更多的“总结性方框”或者“关键对比表格”，帮助读者快速提炼主要差异点，这本书的实用价值将会得到进一步的提升。

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这本书的排版风格有一种奇特的“复古”感，不是那种现代教材中常见的简洁、模块化的设计，而更接近于上世纪八九十年代的经典教科书风格，厚重而扎实。我个人对这种风格不甚感冒，尤其是在阅读一些涉及空间结构的章节时，图文的混排有时会显得有些拥挤。但抛开形式不谈，其核心内容的严谨性是无可挑剔的。作者在引用文献和构建理论框架时表现出了极高的学术标准，几乎每一个重要的概念和结论都有明确的来源支持，这对于需要撰写严谨报告的学生来说，无疑是一大福音。这本书最大的特点或许在于其对“平衡”的把握——它试图在宏观的生命活动和微观的分子机制之间架起一座桥梁。例如，当它讲解到细胞呼吸时，不会仅仅停留在ATP的生成数量上，还会穿插讨论环境因素（如氧气浓度、pH值）如何动态地调控整个代谢流的方向和速率。这种动态的、系统性的视角，是许多只关注单个分子反应的教材所欠缺的。缺点在于，对于计算生物学或结构预测等新兴领域，这本书的覆盖面相对较弱，更新速度似乎跟不上领域发展的速度，这使得它在“前沿性”上略显保守。

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这本书带给我最深刻的印象是其对“生命活动统一性”的强调。在阅读过程中，我明显感觉到作者试图打破学科壁垒，将化学原理、物理概念和生物功能紧密地联系起来。比如，在解释水分子如何影响蛋白质二级结构形成时，书中不仅涉及了氢键的形成，还穿插了对范德华力和疏水效应的物理化学解释，这使得对水和分子间作用力的理解变得更加立体和深刻。这种跨学科的视角，让我意识到生物化学远不止是“细胞里的化学反应”，它是一门根植于物理和化学定律的综合性科学。不过，这种高强度的知识融合对读者的认知负荷提出了更高的要求。书中在某些物理化学概念的引入上，没有提供足够的背景回顾，这对于那些偏向生物学背景的读者来说，可能是一个不小的挑战。他们可能需要不断地停下来，回溯那些被略过的物理学基础知识。总的来说，这本书像是一份沉甸甸的学术承诺，它承诺了全面和深入，但同时也要求读者付出相匹配的专注和努力，才能真正领略其精髓。

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