实用化学基础

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出版者:复旦大学出版社
作者:许文英
出品人:
页数:251
译者:
出版时间:2004-8
价格:13.50元
装帧:
isbn号码:9787309025972
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
  • 基础
  • 实用
  • 高校教材
  • 大学教材
  • 实验
  • 理论
  • 化学原理
  • 入门
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具体描述

《实用化学基础》根据高职高专实用化学基础教材的基本要求编写,突出高职特色,强调基本知识及基础理论与生产实践和日常生活的紧密结合,旨在提高高职学生认识物质世界的水平,突出知识的实际、实践、实用。教材文字叙述精炼,简明扼要,通俗易懂。其主要内容有:基本概念和基本计算,化学反应速率和化学平衡,电解质溶液的平衡及应用,物质结构与元素周期系,烃及其衍生物,糖类、蛋白质和高分子化合物,金属与金属材料,非金属与非金属材料,环境与化学,健康与化学及化学实验。为巩固学习效果,每章都配备了习题和拓展学生视野的阅读材料。

介绍化学元素、化学反应及其衍生物,合成有机高分子材料及其应用等。

现代材料科学导论:从微观结构到宏观性能的桥梁 作者:张伟,李芳 出版社:高等教育出版社 ISBN:978-7-04-058765-4 --- 内容简介 《现代材料科学导论》旨在为学习者提供一个全面且深入的视角,理解构成我们日常世界和前沿科技的各种材料的本质。本书的核心目标是建立起微观原子结构、中观晶体缺陷与微观形貌、以及宏观可观测性能(力学、电学、热学、光学等)之间的清晰逻辑联系。 本书的编排遵循“基础原理先行,应用实例佐证”的原则,内容覆盖了材料科学的四大支柱:金属材料、陶瓷材料、高分子材料,以及新兴的功能材料。通过对这些材料体系的深入探讨,读者将掌握如何通过材料的设计、制备与加工,来精确调控其最终的应用性能。 全书共分十章,结构紧凑,逻辑严谨,力求在不牺牲科学深度和广度的前提下,保持高度的教学友好性。 第一部分:材料科学的基础原理(第1章至第3章) 第1章:材料科学的范畴与研究方法 本章首先界定了材料科学的学科边界,阐述了材料的四大基本类型及其在现代工程中的战略地位。重点介绍了材料科学研究的基本范式——结构-性能-加工-应用的关系链。随后,详细讨论了从原子尺度到宏观尺度的表征技术,包括X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的基本原理及其在材料结构分析中的应用。强调了计算材料学(如第一性原理计算)在预测材料行为方面日益增强的作用。 第2章:原子结构与化学键合 深入探讨了物质的基础——原子结构,包括电子排布、量子态的形成。详细解析了不同类型的化学键:离子键、共价键、金属键以及范德华力。通过对键合能和键长的分析,解释了不同材料类型(如高熔点陶瓷与低熔点金属)宏观性质的根本差异。本章还引入了晶体结构基础,介绍了晶格常数、密堆积结构等概念,为后续讨论晶体缺陷奠定基础。 第3章:晶体结构与晶体缺陷 本章是理解材料力学和导电性能的关键。系统介绍了晶体结构的基本描述方法,包括晶胞、晶面指数(Miller Indices)和晶向指数。重点剖析了晶体缺陷的分类及其对材料性能的决定性影响:点缺陷(空位、间隙原子、取代原子)如何影响扩散和导电性;线缺陷(位错)如何解释金属的塑性变形机制;面缺陷(晶界、堆垛层错)如何影响晶粒尺寸效应和材料的力学性能。通过定量分析位错密度与屈服强度的关系,展示了微观结构对宏观强度的直接控制。 第二部分:核心材料体系的性能与应用(第4章至第7章) 第4章:金属材料与合金设计 本章聚焦于工程中最常用的金属及其合金。详细阐述了纯金属的晶体结构、形变机制(位错运动)和强化原理(固溶强化、第二相强化、晶粒细化)。深入分析了相图(如Fe-C二元相图)在合金设计中的核心作用,重点讲解了钢铁材料的热处理工艺,包括退火、正火、淬火和回火,以及由此产生的微观组织演变(铁素体、奥氏体、贝氏体、马氏体)如何决定钢材的强度、韧性和硬度。此外,还涵盖了铝合金、钛合金等轻质高强金属的应用。 第5章:陶瓷材料的特性与制备 陶瓷作为一类具有高硬度、耐高温、耐腐蚀特性的无机非金属材料,在本章得到重点讨论。首先介绍了离子键和共价键在陶瓷结构中的主导地位,解释了其典型特征——脆性。详细分析了陶瓷的晶体结构,如氧化物、非氧化物陶瓷(碳化物、氮化物)的结构特点。着重探讨了粉体制备、成型(如压制、流延)和烧结过程,解释了烧结致密化过程中的原子迁移机理。最后,讨论了先进陶瓷(如工程陶瓷、生物陶瓷)的独特性能。 第6章:高分子材料:结构与粘弹性 高分子材料因其轻质、易加工和可设计性强而占据重要地位。本章从分子链结构入手,分析了聚合反应的类型。详细阐述了聚合物的微观结构(无定形与结晶态),以及分子量对力学性能的影响。引入了高分子的动态力学分析,解释了粘弹性行为,包括蠕变、应力松弛和玻璃化转变温度(Tg)的概念。通过对热塑性塑料和热固性树脂的比较,揭示了交联密度对材料性能的调控作用。 第7章:复合材料:优势互补的典范 复合材料是实现材料性能突破的关键。本章讲解了复合材料的基本分类,包括纤维增强复合材料(如碳纤维、玻璃纤维)和颗粒增强复合材料。重点分析了界面(纤维与基体之间的结合)在载荷传递中的关键作用。通过经典层压板理论(Laminate Theory)的初步介绍,阐明了各向异性材料的力学行为预测方法,并讨论了树脂基、金属基和陶瓷基复合材料的制备工艺及其在航空航天领域的应用。 第三部分:功能材料与前沿应用(第8章至第10章) 第8章:电子与电磁性能材料 本章聚焦于材料的电学和磁学特性。详细介绍了固体导电性(金属、半导体、绝缘体)的能带理论解释,重点剖析了半导体的本征激发与掺杂机制,这是现代电子器件的基础。磁性材料部分,区分了顺磁性、抗磁性、铁磁性与反铁磁性,并深入探讨了磁畴理论和磁滞回线,解释了软磁材料和硬磁材料的结构差异及其应用(如存储设备、电磁屏蔽)。 第9章:光学与热学性能材料 本章研究材料对光与热的响应。光学方面,阐述了光与物质的相互作用(吸收、反射、透射),解释了半导体发光原理(LED与激光器)和光电导现象。热学方面,分析了晶格振动(声子)在热传导中的作用,区分了高导热材料(如金刚石、金属)和低导热材料(如隔热陶瓷)。特别讨论了热电材料的塞贝克效应和珀尔帖效应,及其在能量转换中的潜力。 第10章:材料的制备、加工与性能优化 本章将理论知识回归到工程实践。系统概述了主要的材料加工技术,包括铸造、塑性加工(轧制、锻造)以及现代增材制造技术(3D打印)。强调了表面工程的重要性,如涂层、镀层技术,如何通过改变材料表面性能来提高耐磨性、耐腐蚀性或生物相容性。最后,展望了纳米材料、智能材料(如形状记忆合金)和生物医用材料等新兴领域的研究热点和未来发展方向。 --- 本书特色 1. 强调跨学科联系: 本书紧密结合了物理学、化学和工程学的原理,帮助读者建立起多维度的材料认知。 2. 图文并茂: 包含大量高质量的显微图像、相图和结构示意图,直观展示材料的微观世界。 3. 案例驱动: 每章末尾提供具有现实意义的工程案例分析,展示材料科学如何解决实际工程难题。 4. 侧重原理推导: 许多关键性能指标(如杨氏模量、热扩散率)的推导过程清晰完整,培养读者的理论分析能力。 《现代材料科学导论》是材料科学、化学工程、机械工程、电子信息等相关专业本科生及研究生入门的理想教材,同时也是工程技术人员更新知识结构、深入理解材料行为的宝贵参考书。

作者简介

目录信息

第一章基本概念和基本计算
第一节物质的量及单位
一、物质的量(n)
二、摩尔质量
第二节气体摩尔体积
一、摩尔体积
二、气体的摩尔体积
第三节物质的量浓度
一、物质的量浓度的含义
二、物质的量浓度的计算
三、溶液的配制和稀释
第四节化学方程式及其计算
一、化学方程式
二、有关化学方程式的计算
三、热化学方程式
第五节氧化 还原反应
一、氧化还原反应的概念
二、氧化剂和还原剂
三、氧化还原反应式的配平
阅读材料1.1
阅读材料1.2
本章小结
习题第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
一、化学反应速率
二、影响化学反应速率的外界因素
第二节化学平衡
一、可逆反应与化学平衡
二、平衡常数
三、化学平衡的移动
阅读材料
本章小结
习题第三章电解质溶液的平衡及应用
第一节酸碱平衡及应用
一、强电解质和弱电解质
二、水的电离与溶液的酸碱性
三、离子反应和离子方程式
四、盐类的水解及其应用
第二节沉淀 溶解平衡及其应用
一、溶度积
二、溶度积规则及应用
*第三节氧化还原平衡及其应用
一、原电池
二、电解及其应用
*三、化学电源
*第四节配位平衡及其应用
一、配位化合物的基本概念
二、配离子在水溶液中的稳
定性
三、配合物的应用
阅读材料3.1
阅读材料3.2
本章小结
习题第四章物质结构与元素周期系
第一节原子结构
一、原子的组成
二、同位素
*第二节原子核外电子的运动状态
一、核外电子的运动特征
二、核外电子的运动状态
三、原子轨道的能级
*第三节原子核外电子的分布
一、泡利不相容原理
二、能量最低原理
三、洪特规则
第四节元素周期律
一、核外电子分布的周期性
变化
二、原子半径的周期性变化
三、元素性质的周期性变化
第五节元素周期表
一、元素周期表的结构
二、周期表中主族元素性质递变
规律
第六节化学键
一、离子键
二、共价键
第七节共价键的极性和分子的
极性
一、非极性键和极性键
二、非极性分子和极性分子
阅读材料4.1
阅读材料4.2
本章小结
习题第五章烃及其衍生物
第一节有机化合物概述
一、有机化合物
二、有机化合物的结构
三、有机物的同分异构现象
四、有机化合物的分类
第二节饱和烃
一、烷烃的同系列和同系物
二、烷烃的命名
三、甲烷的结构及性质
四、环烷烃简介
五、常见烷烃的性质和用途
第三节不饱和烃
一、烯烃
二、炔烃
三、常见不饱和烃的性质和
用途
第四节芳香烃
一、苯分子的结构
二、苯的性质和用途
三、苯的同系物
四、稠环芳烃
五、常见芳香烃的性质和用途
第五节烃的衍生物
一、卤代烃
二、醇、酚、醚
三、醛和酮
四、羧酸
五、酯
六、油脂
阅读材料5.1
阅读材料5.2
本章小结
习题*第六章糖类、蛋白质和高分子化合物
第一节糖类
一、单糖
二、二糖
三、多糖
第二节蛋白质
一、α.氨基酸
二、蛋白质
第三节高分子化合物
一、高分子的基本概念
二、高分子化合物的基本性质
阅读材料6.1
阅读材料6.2
本章小结
习题第七章金属与金属材料
第一节金属元素
一、金属概述
二、铁及其化合物
三、铝及其重要化合物
四、铜
五、铬
六、锰
七、钛
第二节金属的腐蚀与防护
一、金属的腐蚀
二、金属的防护
阅读材料
本章小结
习题第八章非金属与非金属材料
第一节非金属元素
一、非金属概述
二、氯及其化合物
三、硫及其化合物
四、氮
五、硅
第二节常用非金属材料
一、无机非金属材料
二、合成有机高分子材料
三、复合材料简介
四、材料的循环和回收
阅读材料
本章小结
习题第九章环境与化学
第一节环境与化学概述
一、环境和环境问题
二、可持续性发展与环境
第二节大气污染与防治
一、大气的组成
二、大气污染和大气污染源
三、大气污染源及危害
四、大气污染的综合防治
第三节水污染与防治
一、水体和水体污染
二、水体污染物及危害
三、水污染的综合防治
第四节土壤的污染与防治
一、土壤污染的概念
二、土壤污染及危害
三、土壤污染的防治
阅读材料9.1
阅读材料9.2
本章小结
习题第十章健康与化学
第一节生命元素与健康
一、生命必需元素
二、几种必需矿物质元素的生理
功能简述
三、几种有毒的微量元素
第二节生命物质与健康
一、蛋白质与健康
二、脂类与健康
三、糖与健康
四、维生素与健康
第三节食品与健康
一、食品添加剂与健康
二、食品污染与健康
三、烧烤、膨化、油炸食品与
健康
四、饮酒、功能饮料、饮茶与
健康
第四节生活用品与健康
一、化妆品与健康
二、洗涤剂与健康
三、服装与健康
阅读材料
本章小结
习题附录一相对原子质量表
附录二一些常见元素中英文名称对照表
附录三部分酸、碱和盐的溶解性表(20℃)
参考文献
元素周期表
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《实用化学基础》真是让我大开眼界!作为一个对化学一窍不通的“小白”,我原本以为化学就是一堆枯燥的公式和抽象的概念,但在阅读这本书之后,我的看法彻底改变了。作者的叙述方式非常接地气,仿佛身边有一位和蔼可亲的老师,耐心地为我解答每一个疑惑。书中通过大量生活中的实例,将看似深奥的化学原理变得通俗易懂。比如,关于酸碱度的解释,不再是单纯的pH值图表,而是联系到了我们日常烹饪中用小苏打发面,或者用醋来清洗水垢的实际操作。这种“理论与实践相结合”的编排方式,极大地激发了我学习的兴趣。尤其是关于物质的结构和反应那部分,作者巧妙地运用了大量的图示和比喻,让我这个视觉学习者能够轻松地构建起微观世界的图像。我已经开始尝试运用书中学到的知识,去分析一些生活中的现象了,比如为什么有些清洁剂可以有效去除油污,而另一些却不行。这本书真的成功地把我从一个化学的门外汉,变成了一个对这门学科充满好奇的探索者。

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这本书的语言风格实在是太清新独特了,完全没有那种传统教材的刻板印象。作者的文字中充满了对化学世界的好奇与热情,读起来简直是一种享受。它有一种魔力,能让你在不知不觉中吸收知识。例如,在讲解热力学定律时,作者没有直接抛出复杂的数学表达式,而是用一个生动的比喻——想象一个永不停歇的“魔力永动机”的失败故事,来阐述能量守恒和熵增的不可逆性。这种叙事性的讲解方式,让原本高冷的物理化学概念变得充满人情味和故事性。我甚至觉得它更像是一部优秀的科普文学作品,而不是一本教科书。我常常在睡前翻阅几页,那些优美的文字和巧妙的类比,总能在我脑海中留下深刻而清晰的印象。它让我明白,科学并非冰冷,它也可以拥有诗意的表达和迷人的魅力。这本书成功地打破了我对“基础读物”的认知,它既有深度,又不失趣味。

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作为一名爱好实验的朋友,我发现《实用化学基础》在实验设计和数据分析方面的阐述非常出色。很多科普读物往往会忽略实验细节,但这本书却花了大量篇幅来讨论如何设置合理的对照组、如何处理实验误差,以及如何用统计学的方法验证实验结果的可靠性。它引导读者去思考“为什么”要这样做,而不是简单地告诉“该”怎么做。书中对仪器使用的介绍也十分到位,即便是一些基础仪器的操作,作者也描述得非常细致,包括维护保养的注意事项。我尝试着根据书中的指导,在家里的简易实验室里重现了几个经典的化学实验,结果都非常成功。更重要的是,它培养了一种批判性的思维——当我看到别人的实验数据时,我能立刻识别出潜在的系统误差或人为失误。这本书真正做到了教会我们如何“像化学家一样思考和操作”,而不仅仅是学习化学知识本身。

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我必须要为《实用化学基础》的深度和广度点赞。虽然书名听起来很基础,但它所覆盖的内容远远超出了我最初的预期。它不仅仅停留在高中化学的层面,而是将很多大学基础化学中的核心概念进行了提炼和简化,并以一种非常实用的角度呈现出来。我特别欣赏它在材料科学和环境化学这两个章节的深入探讨。在材料部分,它详细介绍了常见高分子材料的合成原理及其性能差异,这对我理解我们日常使用的塑料制品、纤维的特性至关重要。而在环境部分,作者对水污染和大气污染的处理技术进行了系统性的梳理,读完之后,我对当前的一些环保政策和技术瓶颈有了更深刻的认识。这本书的知识体系非常完整,逻辑衔接自然流畅,从原子分子层面到宏观化学反应,层层递进,没有丝毫的跳跃感。对于希望系统提升自己化学素养的读者来说,这本书无疑是一份宝贵的资源,它提供的知识结构非常扎实,为后续更深入的学习打下了坚实的基础。

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说实话,我拿起《实用化学基础》主要是因为工作需要——我的新岗位涉及到一些化工流程的优化。我本来担心专业的教材会过于晦涩难懂,但我发现这本书的编排思路非常注重“应用导向”。它不是堆砌知识点,而是围绕着“解决实际问题”来组织内容的。比如,书中专门开辟了一个章节讲解化学计量学的实际应用,详细演示了如何根据反应物比例来精确控制生产批次,这对我解决车间里的投料配比问题起到了立竿见影的作用。另一个让我印象深刻的是,书中对安全操作规程的强调,不仅仅是列出清单,而是结合具体的化学反应,解释了为什么某些操作是危险的,以及背后的化学原理是什么。这种将安全意识融入知识传授的方式,比单纯的死记硬背要有效得多。这本书的实操指导性很强,让我感觉自己不是在读一本理论书,而是在学习一套实用的操作手册,极大地提升了我的工作效率和专业信心。

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