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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:David T Harvey

出品人:

页数:1098

译者:

出版时间:1999-10-14

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780072375473

丛书系列:

图书标签:

• 分析化学
• 现代分析化学
• 化学分析
• 仪器分析
• 分析方法
• 定量分析
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• 化学
• 科学
• 高等教育

《基础无机化学：结构、性质与应用》 本书简介 《基础无机化学：结构、性质与应用》是一本面向大学本科阶段化学、材料科学、环境科学及相关工程领域学生的教材。本书旨在为读者系统地构建无机化学的核心知识体系，深入探讨元素、化合物的结构、性质、反应规律及其在现代科技与日常生活中的广泛应用。 本书的编写遵循“从微观到宏观，从理论到实践”的教学理念，力求在严谨的科学性和清晰的逻辑性之间取得完美平衡。我们深知，无机化学是化学学科的基础，它连接着物理化学的理论深度和有机化学的应用广度。因此，本书在介绍基本概念时，尤其注重引入现代化学的视角，帮助学生理解无机化学原理是如何支撑起整个化学领域的。 第一部分：原子结构与周期性 本部分奠定了整个无机化学学习的理论基石。我们将从量子力学的基本原理出发，回顾电子的能级结构、原子轨道理论（包括s, p, d, f轨道）以及电子排布的规则。重点章节将详细阐述洪特规则、泡利不相容原理在复杂原子体系中的应用。 随后，我们将深入探讨元素周期表的起源与发展，并以现代原子结构理论为基础，系统解析周期性规律的微观起源。这包括但不限于原子半径、离子半径、电离能、电子亲和能、电负性等关键物理量的周期性变化趋势。我们不满足于简单地描述这些趋势，而是通过深入讨论有效核电荷（$Z_{eff}$）的变化、电子构型对能级的影响，来解释这些宏观性质背后的量子力学本质。例如，过渡金属的d电子如何影响其氧化态的变化范围和磁性。 第二部分：化学键与分子结构 化学键是无机化学的灵魂。本部分系统地介绍了主要的化学键类型：离子键、共价键、金属键以及较弱的分子间作用力。 在共价键部分，本书采用了多层次的描述方法。首先，从价层电子对互斥理论（VSEPR）出发，直观地预测简单分子的几何构型。随后，引入杂化轨道理论，解释sp、sp$^2$、sp$^3$等杂化模式及其在分子形状和键角确定中的作用。更进一步，本书详细介绍了分子轨道理论（MO理论），特别是对于双原子分子（如$ ext{O}_2, ext{N}_2$）和简单多原子分子（如$ ext{BF}_3, ext{SF}_6$）的分子轨道能级图的构建与分析。我们着重阐述了如何利用MO理论来解释键级、磁性以及分子稳定性，超越了简单价键理论的局限性。 此外，本书对晶体结构进行了详尽的讨论。内容涵盖离子晶体（如$ ext{CsCl}, ext{ZnS}$的结构类型）、共价晶体（如金刚石、石墨）和金属晶体。通过计算晶格能、理解密堆积原理（如面心立方、六方最密堆积）和布拉维点阵，读者将能够预测和理解无机固体材料的基本物理性质，如硬度、导电性等。 第三部分：酸碱理论与溶液化学 本部分聚焦于酸碱反应的普适性与多样性。我们从经典的阿伦尼乌斯、布朗斯特-洛瑞理论入手，迅速过渡到更具包容性的路易斯酸碱理论。为了适应现代无机化学的需要，本书专门辟出章节讨论溶剂效应和硬软酸碱（HSAB）原理。HSAB原理的应用被扩展到配位化学和有机金属化学的入门理解中，解释了为什么某些金属离子倾向于形成特定的配合物。 在溶液化学方面，本书详细讨论了沉淀平衡、溶解度积（$K_{sp}$）的计算及其在分离和提纯过程中的应用。电化学部分则系统回顾了氧化还原反应的平衡常数计算，并引入了电极电势、能斯特方程，以及电化学在电池技术和腐蚀控制中的实际意义。 第四部分：配位化学导论 配位化学是无机化学研究的核心领域之一，也是许多现代材料科学的基础。本部分将介绍配位化合物的基本概念，如中心原子、配体、配位数的确定、以及异构现象（结构异构、几何异构、光学异构）。 我们采用晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT）作为分析工具。CFT部分详细解释了配体场分裂能 ($Delta_o$ 或 $10Dq$) 的形成机制，以及它如何解释配合物的颜色、磁矩和稳定性。通过实例分析，读者将理解高/低自旋态的选择性。LFT则作为更深入的理论工具，引入了分子轨道概念，解释了$pi$供体和$pi$受体配体对电子结构的影响。 此外，本书还探讨了配位化合物的热力学稳定性和反应动力学，特别是取代反应的机理（如惰性与活泼配合物）。 第五部分：主族元素化学 本部分采取“按族深入”的系统编排方式，详细考察1A至8A族元素单质、典型化合物的制备、结构、性质及其在工业中的应用。 例如，在研究氮族元素时，我们会聚焦于氨的合成（哈柏法）与硝酸的工业流程，并对比磷酸的结构多样性。对于硫族元素，除了传统的硫酸工业外，还将讨论硫化物在半导体材料中的重要性。对于卤素，重点在于其强氧化性的体现及其在有机合成中的地位。在稀有气体部分，本书讨论了第一个惰性气体化合物的发现与结构解析，挑战了传统的惰性观念。 对于每一个族，我们都强调特殊性质的解释：例如碱金属和碱土金属的还原性差异、硼氢化物和硅酸盐骨架结构的独特性。 第六部分：过渡金属与内过渡金属化学 过渡金属因其d轨道未填满而表现出独特的化学性质，是现代化学研究的热点。本部分将专注于d区元素的共同特征：变价态、形成有色化合物、顺磁性、以及作为催化剂的能力。 我们将详细分析镧系元素和锕系元素的特性，特别是镧系收缩现象及其对后继元素的物理化学性质的影响。对于锕系元素，本书将介绍其核化学性质和在核燃料循环中的基本原理。 在催化方面，本书将介绍均相催化（如齐格勒-纳塔催化、羰基配合物的催化循环）和非均相催化的基本概念，展示过渡金属在现代有机合成和高分子材料制备中的不可替代的作用。 第七部分：无机化学的前沿与交叉应用 为使学生了解无机化学的最新发展方向，本书的最后一部分将介绍几个重要的交叉领域： 1. 固体化学与材料科学：如钙钛矿材料的基本结构、固态电解质在能源存储中的潜力。 2. 生物无机化学基础：探讨金属离子（如$ ext{Fe}, ext{Cu}, ext{Zn}$）在生命体系中的功能，如血红蛋白的氧气运输、酶的活性中心。 3. 环境无机化学：涉及重金属污染物的迁移、络合反应在水处理中的应用，以及大气中重要无机物的循环。 教学特色与资源 本书的每一章都包含“案例分析”部分，将理论知识与具体的工业过程或前沿科研成果相结合。同时，精心设计的“概念辨析”环节，旨在澄清学生在学习过程中容易混淆的相似概念。习题部分难度适中，涵盖了计算题、解释题和简答题，确保读者能够通过练习巩固和深化对无机化学原理的掌握。 通过系统学习《基础无机化学：结构、性质与应用》，学生将建立起一个坚实、全面的无机化学知识框架，为未来深入学习专业化学课程或从事相关研究工作打下坚实的基础。

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我之所以对《Modern Analytical Chemistry》这本书如此喜爱，很大程度上是因为它为我打开了一个全新的视角。我之前可能只关注分析技术的表面操作，而这本书则让我深入了解了这些技术背后的深层逻辑和理论基础。 例如，在讲解光谱分析的定量方法时，作者详细阐述了比尔-朗伯定律的适用条件和局限性，以及如何通过校准曲线来提高分析的准确度。书中还讨论了各种可能影响结果的因素，如溶剂效应、温度变化等，并给出了相应的对策。这让我明白了，在实际的分析工作中，仅仅掌握仪器的操作是远远不够的，还需要对影响分析结果的各种因素有深入的理解和控制能力。这本书无疑提升了我对分析化学的认知高度。

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总而言之，《Modern Analytical Chemistry》这本书已经成为了我案头必备的参考书。它不仅仅是一本关于分析化学的书，更是一本关于如何用科学的思维方式去探索世界的指南。我强烈推荐给所有对分析化学感兴趣的读者，无论你是初学者还是有一定基础的研究人员，都能从中受益匪浅。这本书的价值，远超于它的价格，它为我带来的知识和启发，是无价的。

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这本书的结构设计堪称完美，它就像一条精心编织的线索，将抽象的化学概念一一串联起来。从基础的样品前处理技术，到各种精密的仪器分析方法，再到数据处理和质量控制，整个流程都梳理得井井有条。尤其值得称赞的是，作者在介绍各种方法时，都会穿插一些历史的渊源和发展脉络，这不仅增加了阅读的趣味性，更让我能够理解这些技术是如何一步步演进到今天的成熟状态的。 我尤其欣赏作者在讲述仪器分析时，对于细节的关注。例如，在讲解色谱技术时，不仅仅是描述了固定相和流动相的作用，还深入探讨了不同类型的色谱柱对分离效率的影响，以及流动相的组成、流速等参数如何优化。书中还包含了大量的图表和示意图，这些视觉化的辅助材料极大地提升了理解的效率，让我能够更直观地把握复杂的仪器构造和工作原理。读完这一章节，我感觉自己对色谱技术有了前所未有的深刻认识，甚至跃跃欲试，想要亲自去操作一下。

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这本书的文字表达非常有特色，它不像很多学术著作那样生涩难懂，而是充满了学术的严谨性，又不失生动性和可读性。作者在遣词造句方面下了很大的功夫，使得每一个概念的阐述都既精准又易于理解。 我特别喜欢作者在引入新的概念时，会先从一个实际的化学问题出发，然后逐步引出解决这个问题的分析方法。这种“问题驱动”的学习方式，让我觉得学习过程非常自然和流畅。比如，在介绍样品分离技术时，作者并没有直接抛出各种色谱或电泳的原理，而是先描述了在分析复杂样品时，如何有效地将目标组分从复杂的基质中分离出来。这种循序渐进的讲解方式，让我能够更好地理解学习内容的意义和价值。

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我之前对一些分析技术，例如电化学分析，一直觉得比较晦涩难懂。但《Modern Analytical Chemistry》这本书的出现，彻底改变了我的看法。作者在讲解电化学分析的原理时，运用了很多类比和生活化的例子，让我能够迅速抓住核心概念。 比如，在讲解电位分析法时，作者将电极比作一个“化学传感器”，通过测量电极之间的电势差来判断溶液中离子的浓度。这种形象的比喻，让我一下子就理解了它的工作机制。而且，书中对于各种电化学传感器，如玻璃电极、离子选择性电极的构造和工作原理的讲解也非常细致，甚至还包括了它们在实际应用中可能遇到的问题和解决方法。我尤其欣赏书中关于伏安分析的讲解，它将电流与电位之间的关系描绘得淋漓尽致，让我感觉自己仿佛置身于实验室，亲手操作着电化学工作站。

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对于我这样一位在科研领域工作的学生来说，能够拥有一本如此全面而深入的分析化学参考书，无疑是一件幸事。《Modern Analytical Chemistry》这本书所提供的知识深度和广度，足以支撑我完成我的学业和未来的科研工作。 书中关于数据分析和统计处理的章节，为我提供了扎实的理论基础和实用的方法论。我学会了如何进行有效的实验设计，如何评估实验结果的不确定性，以及如何用统计学的方法来支持我的科学论证。这本书不仅仅是传授知识，更重要的是培养了我作为一名科学工作者应有的严谨性和批判性思维。

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我非常欣赏这本书在内容更新方面的及时性。分析化学作为一个发展迅速的领域，新的技术和方法层出不穷。《Modern Analytical Chemistry》能够紧跟时代步伐，及时引入最新的发展动态，这对于保持知识的先进性非常重要。 例如，书中对一些新兴的分析技术，如二维色谱、高分辨率质谱、表面增强拉曼光谱等都有详细的介绍，并讨论了它们在解决复杂科学问题中的潜力。这让我对分析化学的未来发展方向有了更清晰的认识，也激发了我进一步学习和探索的兴趣。读完这本书，我感觉自己不再是落后于时代，而是站在了分析化学的前沿阵地。

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这本书，我真的可以说是从封面翻到封底，几乎没有放过任何一个角落，因为它实在太吸引人了。我一直对化学这个学科抱有浓厚的兴趣，尤其是在分析化学领域，总觉得它像是科学世界的侦探小说，通过各种精妙的手段去揭示物质的本质和含量。当我第一次看到《Modern Analytical Chemistry》这本书的时候，就被它简洁而专业的封面设计所吸引。迫不及待地翻开，首先映入眼帘的是清晰的排版和逻辑严谨的章节划分。我特别喜欢它在介绍各种分析技术时，不仅仅停留在理论层面，更是深入浅出地讲解了这些技术背后的原理，以及它们在实际应用中的价值。 比如，它在讲解光谱分析的部分，不仅仅是罗列了各种光谱技术，如紫外-可见分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法等等，更详细地阐述了它们各自的适用范围、优缺点，以及如何根据待测物质的性质来选择最合适的技术。而且，书中提供了大量真实的案例研究，这些案例都非常贴近实际生活和科研工作，让我能够清晰地理解理论知识是如何转化为解决实际问题的工具的。我印象最深的是关于质谱分析的部分，作者用非常生动形象的比喻，将复杂的质谱仪器的原理和数据解读过程都讲得明明白白，甚至让我这个初学者也能体会到其中的魅力。

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在我看来，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师。它在讲解的过程中，始终保持着一种鼓励和引导的姿态，让我觉得学习分析化学不再是一件枯燥乏味的事情。作者在每章的结尾都会设置一些思考题和习题，这些题目往往能够引发读者更深层次的思考，并且能够将前面学到的知识融会贯通。 我特别喜欢它在讲解误差分析和统计方法的部分。这部分内容对于任何一个从事科学研究的人来说都至关重要，而这本书的处理方式则非常到位。它不仅介绍了各种误差的来源和类型，更详细讲解了如何通过统计学的方法来评估和控制这些误差，从而确保分析结果的准确性和可靠性。书中提供的实际案例，让我们能够清晰地看到，即使是最先进的分析技术，也离不开严谨的数据处理和误差分析。这本书让我明白，真正的分析化学不仅仅是掌握技术，更是要培养一种严谨的科学态度。

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这本书的实用性是我最看重的一点。很多分析化学的书籍，虽然理论知识扎实，但在实际操作层面却显得有些脱节。《Modern Analytical Chemistry》在这方面做得非常出色。 作者在介绍每一种分析技术时，都会详细地说明其在不同领域的应用案例，从环境监测、食品安全到药物分析、生物医学，几乎涵盖了所有重要的应用方向。而且，书中还包含了很多关于仪器选择、方法优化、结果解释的指导性建议。我尤其喜欢关于仪器故障排除和维护的部分，这对于任何一个在实验室工作的研究人员来说都是非常宝贵的知识。这本书让我觉得，我不仅仅是在学习理论，更是在学习如何将这些理论转化为实际的工作能力。

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