具体描述
This book presents theoretical models for interpreting and predicting solubilities in solutions. It evaluates the collection techniques used to obtain solubility data and presents the most appropriate methods. It is reviewed and commissioned by IUPAC, an internationally renowned society.
大气之中的化学交响曲：一部深入探索地球气态环境的综合著作 本书聚焦于我们赖以生存的大气层中发生的复杂化学反应、物质循环及其对地球系统产生的深远影响。 本书并非仅仅罗列化学物质的名称和公式，而是一部旨在揭示大气化学这一交叉学科内在逻辑和前沿进展的深度指南。它将引导读者穿越从对流层到平流层、再到中间层的广阔空间，领略气体分子、气溶胶颗粒以及辐射场之间错综复杂的相互作用。 引言：从呼吸到全球变化 本书的开篇部分将奠定理解大气化学的必要基础。我们将从最基本的概念入手，详细介绍大气的主要成分（氮气、氧气、氩气、水蒸气等）的物理化学性质。随后，重点转向痕量气体的关键作用，特别是那些在能量平衡、臭氧循环以及空气质量控制中扮演核心角色的物种，如一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）、臭氧（O₃）和各种氮氧化物（NOx）。 一个核心章节将专门剖析大气中光化学反应的基础。读者将学习到紫外线辐射如何驱动大气中的自由基（如羟基自由基 $cdot ext{OH}$）的生成，以及这些高度活性的物种如何成为大气化学反应的“总指挥”。我们不会止步于理论方程，而是会深入探讨反应速率常数、量子产率等实验参数在模型构建中的实际应用。 第一部分：气相化学的精妙构造 气相化学是大气化学的基石。本部分将对大气中主要的化学循环进行系统梳理： 1. 臭氧的平衡与失衡： 臭氧在平流层是紫外线辐射的天然屏障，而在对流层却是主要的空气污染物和温室气体。本书将详细阐述查普曼（Chapman）循环，解释臭氧的生成与损耗机制。更进一步，我们将分析自然源（如雷电、生物排放）和人为源（如化石燃料燃烧）如何向大气中注入催化剂，导致臭氧的净消耗，特别是在极地平流层中发生的氯和溴介导的催化破坏机制。 2. 碳氢化合物的氧化与转化： 甲烷和非甲烷挥发性有机化合物（NMOCs）是大气中重要的碳库。我们将深入研究甲烷的寿命及其通过与 $cdot ext{OH}$ 反应开启的氧化链式反应。对于更复杂的有机分子，本书将分解其光化学降解路径，揭示它们如何通过一系列氧化步骤最终转化为更稳定的终产物，如二氧化碳、甲醛和有机酸。 3. 氮的循环： 氮氧化物（$ ext{NO}_x$）是光化学烟雾形成的关键前体。我们将描绘 $ ext{NO}$ 到 $ ext{NO}_2$ 的快速循环，以及 $ ext{NO}_2$ 如何在日光照射下产生臭氧。同时，本书将关注硝酸的形成及其在去除大气中 $ ext{NO}_x$ 方面的作用，以及这些过程如何与酸雨的形成紧密关联。 第二部分：气溶胶——漂浮的固体与液体 大气并非只有气体，固体和液体的微小颗粒——气溶胶——对辐射传输、云的形成乃至人类健康起着决定性的作用。本部分专注于气溶胶的物理化学过程： 1. 气溶胶的来源与组成： 我们将区分原生气溶胶（如海盐、矿物粉尘、火山灰）和次生气溶胶（由气相前体物凝结或反应形成，如硫酸盐、有机碳）。书中会详细介绍关键的次生有机气溶胶（SOA）的形成机制，探讨低挥发性有机化合物（LVOCs）在气相氧化后如何凝结成颗粒。 2. 气溶胶的动态学： 颗粒的演化是气溶胶科学的核心。本书将详述凝结（nucleation，新颗粒的形成）、凝并（coagulation，小颗粒合并成大颗粒）和生长过程。此外，我们将讨论气溶胶的湿沉降和干沉降机制，这些过程决定了颗粒在大气中的停留时间（$ au_p$）。 3. 辐射效应与气候： 气溶胶与太阳辐射的相互作用是气候模型中的不确定性来源之一。我们将量化直接效应（颗粒对光线的散射和吸收）和间接效应（作为云凝结核，CCN，影响云滴的数量和寿命）。 第三部分：界面与传输——气-固/液相互作用 大气化学的许多重要反应发生在气-固或气-液界面上，例如云滴和雾滴的内部。 1. 云化学与水相反应： 云水和雾水为许多在干燥气相中反应缓慢的物种提供了高浓度的反应环境。我们将探讨亚硫酸氢盐向硫酸盐的氧化、醛类物质的水解以及酸性气体的吸收过程。特别关注云中如何促进污染物向酸性沉降物的转化。 2. 表面化学与催化： 矿物粉尘和碳质颗粒的表面具有催化活性。本书将考察这些表面如何促进硝酸的吸附、二氧化硫的氧化等异相反应，尤其是在贫瘠或高海拔地区。 第四部分：遥感、模型与未来挑战 要理解全球大气化学，必须依赖先进的观测技术和复杂的数值模拟。 1. 观测手段： 本部分将介绍用于监测大气成分的主要技术，包括地面光谱测量、飞机采样以及卫星遥感技术（如对流层臭氧、气溶胶光学厚度 $ ext{AOD}$ 的反演）。 2. 数值模拟： 我们将探讨一维、二维和三维化学传输模型（CTMs）的结构，解释如何将反应动力学、湍流混合和大气输送有效地耦合在一起，以预测污染物的扩散和化学变化的长期趋势。 3. 展望： 最后，本书将聚焦于当代大气化学面临的紧迫问题：新兴的超痕量污染物（如挥发性有机硫化物）、生物排放的复杂性、以及在气候变化背景下，大气氧化能力（$ ext{OH}$ 浓度）的未来变化趋势。 总结而言，本书旨在为读者提供一个全面、严谨且与时俱进的视角，理解大气如何作为一个动态的、相互连接的化学反应器，塑造着地球的环境和气候。
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