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出版者:McGraw-Hill College

作者:Spain, James D.

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:31.6

裝幀:HRD

isbn號碼:9780073025629

叢書系列:

圖書標籤:

• 化學
• 技能提升
• 在綫學習
• Chemskill
• V
• 2
• 練習
• 教學
• 化學基礎
• 實驗技巧
• 學習資源

《化學實踐精要：基礎與應用》 前言 化學是一門基礎且應用廣泛的科學，它不僅是理解物質世界運行規律的鑰匙，更是推動現代工業、醫藥、材料科學等領域發展的核心動力。然而，化學的學習往往被許多初學者視為枯燥的理論堆砌。本書旨在打破這一藩籬，通過聚焦於核心概念的深入剖析和實際操作技能的培養，為讀者構建一座堅實的化學知識橋梁。我們相信，真正的化學理解來自於動手實踐和邏輯推理的結閤。 第一部分：原子世界的基石——基礎化學原理的再審視 本部分將帶領讀者迴歸化學的本源，係統梳理和深化對原子結構、元素周期律以及化學鍵的理解。我們不滿足於簡單的概念羅列，而是著重於微觀結構如何決定宏觀性質的內在邏輯。 第一章：物質的構成與微觀粒子 超越元素的符號： 深入探討同位素的穩定性和放射性衰變，及其在測年和醫學成像中的實際應用。我們不僅僅是記住原子序數，而是理解原子核的精妙平衡。 摩爾概念的實用化： 摒棄純粹的數學計算練習，側重於在實際稱量和配製溶液中，如何精確應用阿伏伽德羅常數。通過一係列工業標準案例（如催化劑的負載量計算），展現摩爾質量的決定性作用。 波粒二象性與量子化能級： 采用類比和模型建構的方式，解釋德布羅意波長和海森堡不確定性原理，並將其與原子光譜的離散性緊密聯係起來，解釋為何某些元素會發齣特定顔色的光。 第二章：化學鍵的形成與分子幾何 共價鍵的精細差異： 詳細區分σ鍵、π鍵的形成機製，並引入雜化軌道理論（sp, sp², sp³）作為理解分子構象的工具。我們將分析乙烯、乙炔分子中獨特的鍵角和鍵長如何影響其反應活性。 離子鍵與晶格能： 闡述晶格能的決定因素——離子大小和電荷密度，並利用晶格能差異解釋為什麼氯化鈉是白色晶體而氧化鎂具有更高的熔點。 範德華力與氫鍵的“隱形推手”： 重點討論倫敦色散力、偶極-偶極相互作用，尤其是氫鍵對生物大分子結構（如蛋白質二級結構）和水異常性質（如高比熱容）的關鍵影響。 第二章：化學反應的驅動力——熱力學與反應速率 本部分緻力於揭示化學反應發生的“為什麼”和“多快”。我們將從能量和時間的兩個維度，剖析反應的自發性和速率控製。 第三章：化學熱力學的量化分析 焓變、熵變與吉布斯自由能： 建立一個從宏觀可測量的熱量變化到微觀混亂度增加的統一框架。通過分析一係列熔化、蒸發過程的ΔG計算，展示溫度如何成為反應方嚮的“開關”。 平衡態的動態本質： 深度解析勒夏特列原理，不僅是記憶規則，更是理解係統如何響應外部擾動以恢復能量和壓力梯度的平衡。我們將模擬工業閤成氨過程（哈柏法）中，如何通過精確調控溫度和壓力來優化産率。 第四章：反應動力學——速度的控製 反應級數與速率定律的確定： 詳細指導如何通過實驗數據（初始速率法）推導齣反應的速率錶達式，強調零級、一級、二級反應在圖譜上的區彆。 活化能的物理意義： 引入過渡態理論，解釋活化能作為反應勢壘的本質。利用阿倫尼烏斯方程，量化溫度對反應速率的指數依賴關係。 催化劑：效率的革命： 區分均相和多相催化劑的作用機製。重點分析酶催化如何通過降低活化能而非改變平衡點來加速特定生化反應。 第三部分：酸堿鹽與氧化還原——水溶液中的化學行為 水是生命的溶劑，也是化學反應最常見的介質。本部分聚焦於水溶液中離子的行為及其相互作用。 第五章：溶液中的酸堿平衡 布朗斯特德-洛瑞與路易斯酸堿理論的互補： 結閤兩種理論，更全麵地理解酸堿的本質。著重分析共軛酸堿對之間的關係。 強酸強堿與弱酸弱堿的滴定麯綫： 深入剖析滴定過程中的pH變化，重點講解緩衝溶液的配製原理（亨德森-哈塞爾巴赫方程的實際應用），及其在生物體係中的重要性。 酸堿解離常數的精確測定： 探討比色法和電導法在確定K_a/K_b值中的應用。 第六章：氧化還原反應與電化學基礎 氧化數的精確分配： 掌握復雜分子中氧化數確定的係統性方法，為配平氧化還原反應打下基礎。 電化學電池的構建與應用： 詳細解析原電池（如鋅銅電池）和電解池的工作原理。引入標準電極電勢（E°），用以預測反應的自發性，並計算電池電動勢。 腐蝕與保護： 將電化學知識應用於實際問題，如金屬的電解沉積和犧牲陽極保護法，理解腐蝕的本質是自發的電化學過程。 第四部分：麵嚮未來的化學——有機化學與材料基礎 本部分將連接基礎原理與前沿應用，展示化學如何構建復雜的分子世界。 第七章：有機化學的核心骨架與官能團 碳骨架的構築能力： 重點分析烷烴、烯烴、炔烴的結構特點及其反應特性（取代、加成、消除反應）。 官能團的反應性導嚮： 集中講解醇、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的命名、結構特徵及其特有的反應類型（如酯化、水解）。我們將強調官能團的電負性差異如何直接決定瞭分子的反應位點。 第八章：化學在材料科學中的初步體現 高分子化學簡介： 概述加聚反應和縮聚反應的機製，解釋聚閤物的鏈結構如何決定其機械性能（如彈性和韌性）。 晶體結構與材料特性： 迴顧離子晶體和金屬晶體的結構特點，引申到半導體材料中摻雜的概念，為理解現代電子設備奠定化學基礎。 結語 本書並非旨在取代任何某一特定領域的專業教材，而是作為一本“技能強化劑”，緻力於填補理論與實踐之間的鴻溝。我們鼓勵讀者在學習每一個概念時，都思考其在真實世界中的對應物——無論是實驗室中的玻璃儀器、工業流程中的催化反應器，還是我們日常生活中接觸到的材料。化學的魅力在於其無處不在的構建能力，掌握這些基礎技能，即是邁嚮高效化學傢的第一步。

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