具体描述
本书是面向21世纪工科化学系列课程改革新体系模式中的第一套《实验化学》课程系列教材之一，本教材打破了传统的无机、分析、有机与物化等实验独立设课的体系，将几门课的基础实验进行整体优化组合，以基本操作与技能为主线，内容包括五个部分：化合物的制备、物质性质、物质组成分析、物性常数测定以及综合设计实验。为使学生掌握必备的实验技能及方法，本次修订不仅对实际内容做了调整，而且还另加一章化学实验的基本知识，丰富了综合设计性实验内容，使教材内容更完整，使用面更广。
本书为高等院校理工类专业的实验教材，也可供从事化学实验或化学研究的人员参考。
好的，以下是一份针对您的图书《实验化学》所撰写的、不涉及该书具体内容的、详细的图书简介，力求自然流畅： --- 探寻物质世界的奥秘：一部关于现代化学实践与理论前沿的指南 导言：站在学科交叉点的深刻洞察 本书并非聚焦于基础的实验室操作规程或某一特定化学分支的深入解析，而是一部致力于勾勒当代化学科学宏观图景与未来发展趋势的深度读物。它旨在为那些已经掌握了基础化学原理，渴望理解化学家如何在真实世界中解决复杂问题、推动科技进步的读者提供一个全新的视角。 我们生活在一个由分子和原子构成的世界，化学是理解和改造这个世界的关键钥匙。然而，现代化学已经远远超出了烧瓶和试管的范畴。它与材料科学、生命科学、信息技术乃至能源战略紧密交织，形成了一张复杂而精妙的知识网络。本书正是试图穿梭于这张网络之中，揭示驱动当代化学研究革新的核心驱动力。 第一部分：当代化学的范式转变——从定性到量化，从宏观到微观的飞跃 在过去的数十年里，化学研究的方法论经历了根本性的变革。本书首先探讨了这种范式转变的驱动因素。 1.1 计算化学与高通量筛选的崛起 传统的化学研究往往依赖于大量的试错和经验积累。如今，强大的计算能力和先进的算法，如密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟，正在以前所未有的精度预测反应路径、优化催化剂结构乃至设计新型功能材料。我们详细剖析了如何利用高性能计算集群来模拟极端条件下的分子行为，例如在深海高压或星际空间中的化学过程，这些都是传统实验难以触及的领域。 1.2 谱学技术的极限突破 理解物质的结构和动态行为，是化学的核心任务。本书深入探讨了当前最尖端的谱学技术如何不断突破分辨率和时间尺度的限制。例如，超快激光光谱技术如何捕捉到电子在分子轨道间跃迁的皮秒甚至阿秒过程；二维核磁共振（2D NMR）如何解析复杂生物大分子（如蛋白质和核酸）在溶液中的精细三维结构；以及同步辐射光源如何提供远超传统X射线衍射的结构信息。这些工具的演进，极大地拓宽了我们对化学键和反应机理的认知边界。 1.3 数据的海洋与人工智能的融入 化学研究正以前所未有的速度积累海量数据。本书将重点阐述数据科学（Data Science）如何被引入化学领域。机器学习（ML）和深度学习（DL）模型正在被用来识别复杂反应中的潜在关联、预测化合物的活性、优化合成路线，甚至在药物发现中加速先导化合物的筛选。这种人机协作的模式，正重塑着化学家进行科学发现的方式。 第二部分：前沿交叉领域的深度剖析 现代化学的活力体现在其强大的跨学科整合能力上。本书聚焦于几个最具颠覆性的交叉领域。 2.1 绿色化学与可持续性工程 在应对全球气候变化和资源枯竭的挑战中，化学家肩负着重任。本部分详细考察了新一代的催化体系，特别是那些基于地球丰裕元素（如铁、铜）而非贵金属的催化剂，及其在温和条件下实现复杂转化的能力。同时，我们审视了原子经济性反应的设计原则、溶剂选择的绿色化趋势，以及如何通过化学手段实现碳捕获与转化（CCU）的工业化潜力。 2.2 材料科学的分子级设计 功能材料的性能往往由其微观结构和界面特性决定。本书讨论了如何通过精确调控有机、无机乃至混合体系的分子堆积方式，来赋予材料特定的光、电、热、力学性能。这包括对共轭聚合物的能级调控以提升有机太阳能电池的效率、对金属有机框架（MOFs）孔道结构的精细控制以实现高效的气体分离与存储，以及对二维材料（如石墨烯的衍生物）异质结的构筑。 2.3 化学与生物学的无缝连接 生命系统本质上是复杂的化学反应网络。本部分探讨了化学生物学如何利用合成工具来理解和操控生命过程。我们讨论了化学探针的设计，用于实时追踪细胞内的代谢物或蛋白质的相互作用；化学修饰技术在基因编辑工具（如CRISPR系统）中的优化应用；以及设计新型的生物相容性高分子载体，用于药物的靶向递送系统（Drug Delivery Systems, DDS）。 第三部分：面向未来的化学：挑战与机遇 化学的未来充满挑战，但也蕴含着巨大的社会效益潜力。 3.1 能源存储与转化的新篇章 化学是解决能源问题的核心。本书探讨了超越传统锂离子电池的新型电化学系统，例如固态电解质的开发、钠离子电池和镁离子电池的研究进展，以及如何通过电催化或光电催化来实现高效的水分解制氢或二氧化碳还原。这些技术的突破，将直接影响未来的能源基础设施。 3.2 合成化学的自主化与机器人化 未来的化学合成将不再是纯粹的手工操作。本部分展望了合成化学的自动化未来。从流程化学（Flow Chemistry）到模块化合成平台（Modular Synthesis Platforms），再到利用自主决策的化学机器人系统，旨在提高合成的安全性和可重复性，并加速新分子实体的发现速度。 结语：成为塑造未来的化学家 本书提供了一个框架，帮助读者理解当代化学的广阔领域和深刻影响。它强调的不是单一的实验步骤，而是跨学科的思维模式、对前沿技术的敏锐洞察，以及将分子层面的理解转化为宏观社会效益的能力。对于渴望站在科学前沿，参与下一代技术革命的科研工作者和高阶学生而言，本书无疑是一部不可或缺的导览图，指引着通往物质世界更深层次奥秘的道路。 ---
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