Fundamentals of Chemistry (4th Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Ralph A. Burns

出品人:

页数:746

译者:

出版时间:2002-03-29

价格:USD 116.75

装帧:Hardcover

isbn号码:9780130337191

丛书系列:

图书标签:

• 自然科学
• Chemistry
• Fundamentals
• Textbook
• Science
• Education
• Higher Education
• College
• Chemistry Fundamentals
• 4th Edition
• Introductory Chemistry

物质世界的奥秘：深入探索化学基础的全新视角 《物质世界的奥秘：深入探索化学基础》 是一本旨在为化学学习者提供坚实、全面且富有洞察力的基础知识的教材。本书摒弃了传统化学教材中常见的枯燥说教和过度简化的倾向，致力于通过严谨的逻辑结构、精选的实例和前沿的视角，引导读者真正理解物质的构成、性质以及它们相互作用的基本原理。 本书的编写秉持着“理解而非死记硬背”的核心理念。我们深知，化学作为一门中心科学，其美妙之处在于它如何连接物理学的微观世界与宏观世界的各种现象。因此，本书的结构设计旨在构建一座坚实的桥梁，确保读者能够平稳地从基础概念过渡到复杂的化学理论。 第一部分：化学的基石与原子结构的精妙 本书的开篇将带您进入化学的核心——物质的本质。我们不会仅仅停留在元素周期表的罗列，而是会深入探讨原子的起源和结构。 原子理论的演进： 从道尔顿的早期模型，到汤姆森的“葡萄干布丁”模型，再到卢瑟福的金箔实验及其划时代的发现，我们详细描绘了科学家们如何一步步揭示原子内部的复杂性。特别地，对于玻尔模型及其局限性的讨论，将自然地引向量子力学的必然性。 量子化学导论： 我们用清晰、直观的方式介绍了量子力学的基本概念，例如波函数、薛定谔方程的哲学意义，以及轨道（s, p, d, f）的形状和空间取向。重点在于解释这些抽象的数学描述如何精确地对应于我们在实验室中观察到的原子光谱和化学键的形成。对角动量、自旋的概念，及其如何决定了电子的排布，将得到详尽的论述。 元素周期律的深层含义： 元素周期表不仅仅是一个图表，它是对宇宙中物质多样性的系统性分类。本书将深入剖析周期性趋势背后的物理化学原因，例如有效核电荷（$Z_{eff}$）的计算和影响、原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化。这些属性如何决定了元素在自然界中的反应倾向，将是本部分讨论的重点。 第二部分：化学键合与分子几何的艺术 化学的魔力在于原子如何结合形成分子。本部分将系统性地探讨不同类型的化学键，以及这些键如何塑造了分子的三维结构及其宏观性质。 离子键与晶格能： 我们详细分析了离子键的形成过程，包括电子得失的能量平衡。重点是晶格能的计算和影响因素，以及离子化合物的物理性质（如高熔点、导电性）如何与其内部的强静电作用力直接相关。 共价键理论的深化： 本部分将超越简单的路易斯结构。首先，价层电子对互斥理论（VSEPR）被用来预测分子的基本几何形状。随后，我们将引入更精确的成键模型： 1. 价键理论（VB）： 重点阐述了杂化轨道（$sp, sp^2, sp^3$ 等）的概念，如何解释例如甲烷、乙烯、乙炔的精确键角和键长。 2. 分子轨道理论（MO）： 这一理论提供了更全面的视图。我们将引导读者从原子轨道组合构建简单的双原子分子（如 $H_2, O_2$）的分子轨道图，并据此解释顺磁性等现象，这是VB理论难以完全解释的。对 $pi$ 键和共轭体系的讨论将奠定读者对有机化学和材料科学的理解基础。 分子间作用力： 宏观物质的相变、溶解性、表面张力等性质，往往由分子间的微弱作用力决定。本书将细致区分和量化范德华力（伦敦色散力、偶极-偶极力）和氢键。我们将通过实际案例（如水的高比热容、液体的沸点顺序）展示这些力在决定物质行为中的关键作用。 第三部分：物质的形态与相变动力学 物质存在于固态、液态、气态和等离子态。本部分专注于这些状态的物理化学特性以及它们之间的相互转化。 理想气体与真实气体： 从理想气体定律（PV=nRT）出发，我们将探讨气体行为的微观基础——动理论。随后，真实气体（如范德华气体）的引入将修正理想模型的局限性，讨论分子间吸引和分子自身体积对高压、低温下气体行为的影响。 凝聚态物质的结构： 固态化学将重点关注晶体结构。我们将介绍晶胞的概念，并详细分析面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和简单立方（SC）等基本晶格。X射线衍射原理将被简要介绍，说明我们如何“看见”这些原子尺度的结构。 相图与相变： 物质的相图（压力-温度图）是理解物质稳定性的重要工具。我们将详细解析三相点、临界点和亚临界区的物理意义，解释为什么加热冰（在标准大气压下）需要经历熔化和汽化两个吸热过程。 第四部分：化学反应的驱动力与速率 化学反应不仅要“发生”，还需要一定的能量和速率。本部分将引入热力学和动力学的核心概念，解释反应的自发性及其进行的速度。 化学热力学基础： 1. 能量的量度： 内能、焓（$Delta H$）的定义，以及 Hess 定律在计算反应热中的应用。我们将强调生成焓和键焓的概念区分。 2. 反应的自发性： 引入熵（$Delta S$）的概念，阐明为什么有些反应在吸热但自发进行。吉布斯自由能（$Delta G$）作为判断反应能否自发进行的关键判据，将得到深入探讨，并与平衡常数 $K$ 建立起精确的数学联系。 化学反应速率论： 反应速率如何依赖于温度和浓度？本书将系统性地介绍反应级数、速率定律的确定方法，并重点讲解 阿伦尼乌斯方程，解释活化能 ($E_a$) 的物理意义——即反应发生的“能垒”。碰撞理论和过渡态理论将被用来解释速率常数随温度变化的本质原因。 催化作用： 催化剂如何在不被消耗的情况下加速反应，以及它们如何通过降低反应的活化能实现这一目的，将作为本部分的收尾，衔接到现代化学工程的应用。 本书的最终目标是培养学习者用化学家的思维去观察和解析世界的能力，为未来在更高级的无机、有机、物理化学或应用科学领域深造，打下坚实且富有批判性的知识基础。

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