Principles of General Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Silberberg, Martin S.

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:

价格:148.05

装帧:HRD

isbn号码:9780073221052

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 普通化学
• 化学原理
• 大学教材
• 科学
• 理工科
• 化学基础
• 教科书
• 高等教育
• 化学学习

深入探索物质的奥秘：现代化学前沿与应用 本书聚焦于化学科学的当代发展、前沿研究领域及其在解决全球性挑战中的关键作用，旨在为读者提供一个全面且深刻的视角，理解化学如何驱动技术进步和社会变革。 本书并非对基础化学概念的重复阐述，而是着眼于超越经典框架的、面向未来和应用驱动的化学领域。它系统地梳理了过去二十年来化学科学在理论、实验方法和实际应用方面取得的重大突破，特别强调了跨学科研究的融合趋势。 第一部分：高级理论化学与计算化学的突破 本部分深入探讨了现代化学理论的基础，不再局限于平衡方程和基本热力学，而是聚焦于量子力学在分子系统预测中的精细化应用。 1. 密度泛函理论（DFT）的最新进展与局限性修正： 我们详细分析了新一代交换关联泛函的发展，特别是那些旨在准确描述长程相互作用（如范德华力）和过渡金属配合物电子结构的方法。讨论了如何通过混合泛函和后HF方法（如MP2、CCSD(T)）的精确度校准，解决复杂生物分子模拟中的精度难题。 2. 机器学习在化学中的集成： 本章重点介绍如何利用深度学习（特别是图神经网络，GNNs）来构建高维势能面，预测反应路径和过渡态结构。探讨了数据驱动的逆向设计（Inverse Design）策略，即从所需性质出发，反向推导出分子结构，极大地加速了新材料的筛选过程。 3. 超快动力学与阿秒科学： 阐述了利用高次谐波产生（HHG）技术实现的阿秒脉冲在追踪分子内电子运动中的应用。重点分析了如何通过时间分辨光谱学揭示化学键断裂和形成过程中的瞬态物种和隧穿效应，这是传统光谱学难以触及的领域。 第二部分：功能材料与纳米技术的创新前沿 本部分聚焦于具有特定宏观或量子性能的新型物质的理性设计与合成。 1. 二维材料的后石墨烯时代： 超越石墨烯，我们详尽考察了过渡金属硫化物（TMDs，如MoS₂，WS₂）、MXenes以及硼烯等新型二维材料的电子特性和机械性能。重点探讨了如何通过层间堆叠工程（Twisted Bilayer Engineering）来调控它们的新兴拓扑相和超导特性。 2. 金属有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）的功能化： 讨论了如何通过后合成修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）策略，精确地将催化位点、荧光团或药物分子锚定到MOF/COF的孔道内。应用案例集中在高效气体分离（如CO₂捕获与甲烷储存）和异相催化中的稳定性和可回收性。 3. 自组装与超分子化学的动态控制： 探讨了基于DNA折纸术（DNA Origami）和可逆共价键化学驱动的复杂自组装体系。分析了如何利用外部刺激（pH、光照、温度）实时调控纳米结构（如纳米机器人、药物递送胶囊）的形态变化和功能释放。 第三部分：绿色化学、能源转换与可持续发展 本部分关注化学在应对环境挑战和实现能源可持续性方面的核心贡献。 1. 高效电催化与燃料电池： 深入剖析了非贵金属催化剂（如Fe-N-C结构）在氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中的设计原理，以替代昂贵的铂族金属。讨论了固体氧化物燃料电池（SOFCs）和质子交换膜燃料电池（PEMFCs）中电解质材料的界面工程优化。 2. 光催化与人工光合作用： 重点介绍了新型半导体光催化剂（如钙钛矿量子点、双金属氧化物）在水分解制氢和二氧化碳还原（CO₂RR）中的最新进展。分析了光吸收、载流子分离效率以及表面反应动力学的耦合机制。 3. 药物化学与生物正交反应： 探讨了生物正交化学（Bioorthogonal Chemistry）如何实现对活体系统中复杂分子的无干扰标记和修饰。重点介绍点击化学（Click Chemistry）的演变，以及如何利用Strain-Promoted Azide-Alkyne Cycloaddition (SPAAC) 等技术，用于活细胞内蛋白质的实时成像和药物靶向递送。 第四部分：先进分析技术与结构解析 本部分涵盖了现代化学研究中不可或缺的尖端表征工具，它们如何以前所未有的精度揭示物质的结构和动态行为。 1. 单分子显微技术： 详细介绍了受激发射损耗（STED）超分辨显微镜、原子力显微镜（AFM）在单分子尺度上解析酶活性位点构象变化的应用。强调了Cryo-EM（冷冻电镜）在解析蛋白质复合物和病毒结构中的革命性作用及其数据处理算法的进步。 2. 高分辨质谱（HRMS）与组学关联： 讨论了高分辨质谱在代谢组学（Metabolomics）和蛋白质组学（Proteomics）中的整合应用。重点关注如何通过差速分析和同位素标记技术，精确鉴定复杂生物样本中的未知代谢物和蛋白质翻译后修饰（PTMs）。 3. X射线自由电子激光（XFEL）的应用： 阐述了XFEL如何提供飞秒级的时空分辨率，实现对瞬态化学反应中间体、非晶态物质（如玻璃或溶液）的“快照”捕获，并超越传统同步辐射光源的限制。 --- 本书面向具有坚实化学基础的高年级本科生、研究生以及活跃在科研和工业界的一线专业人士。它不仅提供了知识的深度，更重要的是，培养读者批判性地评估前沿文献、设计创新实验方案以及预测未来研究方向的能力。内容组织逻辑严密，案例翔实，旨在成为理解和推动21世纪化学进步的必备参考。

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