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出版者:Brooks/Cole Publishing Co.

作者:John McMurry

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780495409069

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 化学
• 大学教材
• 有机化合物
• 化学反应
• 结构式
• 命名法
• 光谱学
• 合成
• 试剂

基础无机化学：元素世界的构建与相互作用 本书面向对象： 化学、材料科学、环境科学、生物化学等相关专业本科生，以及对无机化学基础知识有系统性需求的科研人员和工程技术人员。 核心内容概述： 《基础无机化学：元素世界的构建与相互作用》是一部全面、深入且注重现代应用的基础无机化学教材。它系统地阐述了元素周期律背后的深层原理，详细解析了各类单质和化合物的结构、性质、反应活性及其在现代科技中的实际应用。本书旨在引导读者从原子和分子的尺度理解物质的宏观行为，构建坚实的化学基础。 第一部分：化学基础与周期性原理的深入探讨 本部分是理解整个无机化学体系的基石。它从量子力学的基本概念出发，而非简单地罗列薛定谔方程，而是侧重于解释这些数学模型如何精确地描述电子的排布和能量状态。 原子结构与电子排布： 我们将深入探讨原子轨道理论（s, p, d, f轨道）的细节，以及洪特规则、泡利不相容原理等如何决定了元素的基态电子构型。重点分析有效核电荷（$Z_{eff}$）的概念及其对原子半径、电离能和电子亲和力的影响。不同于仅给出数据表格，本书通过理论模型推导，解释了为什么碱金属的电离能远低于卤素，以及过渡金属的电子构型为何如此复杂多变。 周期律的本质： 周期律不再被视为一个观察到的现象，而是被系统地归因于量子力学对电子壳层填充的内在要求。我们将详细讨论主族元素、过渡金属和内过渡金属的电子排布特征，以及它们如何系统地影响元素的氧化态范围、配位能力和化合物的离子性/共价性倾向。例如，对$d$区和$f$区元素镧系收缩和锕系收缩的成因分析，将结合相对论效应进行探讨，使读者对周期表的规律性理解提升到新的深度。 化学键合的统一视图： 本书摒弃了简单地将化学键划分为“离子键”和“共价键”的传统做法。我们采用更统一的观点，从分子轨道理论（MO理论）出发，构建了理解化学键的框架。对于主族元素，重点解析杂化理论（如$sp^3d^2$）如何解释如$ ext{SF}_6$等复杂几何结构。对于过渡金属和固态物质，则引入晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT），详细分析了$d$轨道分裂能（$Delta_o$或$Delta_t$）对配合物颜色、磁性及反应活性的决定性影响。 第二部分：主族元素——多样性的展现 本部分聚焦于周期表中$s$区和$p$区元素，展示了它们在不同环境下的独特行为。 $s$区元素（碱金属与碱土金属）： 讨论了锂、钠、钾等元素在非水溶剂（如液氨）中的特殊溶解行为，解释了溶剂化过程的能量学原理。对于$ ext{Mg}$和$ ext{Ca}$等碱土金属，重点分析了它们在生物系统中的关键作用（如ATP结合、肌肉收缩中的钙离子信号），以及其化合物（如石灰、水泥）的工业制备和化学性质。特别强调了钌、锶等放射性同位素在核能和医学成像中的应用。 $p$区元素（非金属与类金属）： 这部分内容最为丰富，结构化地分析了硼族、碳族、氮族、氧族和卤素的特性。 碳族： 除了对金刚石、石墨的传统结构描述，本书大量篇幅介绍现代无机材料，如富勒烯、碳纳米管（$ ext{CNT}$）的合成、电子性能调控（例如，手性$ ext{CNT}$的半导体特性）以及石墨烯在储能器件中的应用前景。硅和锗的半导体特性成因分析是本节的重点。 氮族： 深入探讨了氮在工业上的哈伯-博斯法（$ ext{Haber-Bosch}$）过程的催化机理，硝酸的制备与环境影响。磷的各种氧化物和聚合物（如聚磷酸盐）在农业和阻燃材料中的作用。 氧族： 重点解析了硫的各种氧化态（如硫酸的接触法），以及臭氧的高效氧化能力。对于氧气和水分子，会从分子对称性和振动光谱的角度进行深入剖析。 卤素： 讨论了卤素单质的强氧化性及其在有机合成中的应用（如卤代烃的形成），以及卤化物离子在水溶液中溶解度和沉淀平衡的控制。 第三部分：过渡金属化学——配位世界的复杂性 过渡金属化学是无机化学中最具挑战性也最有应用价值的部分之一。 配位化学基础： 详尽阐述了配位化合物的命名法、异构现象（几何异构、光学异构）。重点解析了晶体场理论（CFT）如何解释$d$轨道分裂，并用此理论解释了不同配体（强场/弱场）对颜色的影响，以及“高自旋”与“低自旋”态的能量差异。 配位化合物的反应性： 区别于有机反应的亲核取代，过渡金属配合物的反应主要涉及惰性配合物和快反应配合物。本书详细分析了八面体配合物中，取代反应（$S_N1, S_N2, I_a, I_d$机理）的特征和影响因素。对于平面四方和四面体结构，则着重讨论其独特的反应路径。 金属有机化学与催化： 本部分将过渡金属化学与现代工业催化紧密结合。对齐攻（$ ext{Ziegler-Natta}$）催化、烯烃复分解反应（$ ext{Grubbs}$催化剂）、以及各种均相催化反应（如$ ext{Monsanto}$法）中的金属中心活性位点、氧化态变化和反应循环进行详尽的机理剖析。 第四部分：固态化学与材料科学的交叉 本部分将无机化学的原理应用于构建宏观功能材料。 晶体结构与堆积： 从最基本的紧密堆积（$ ext{HCP}$和$ ext{FCC}$）开始，详细介绍了离子晶体（如$ ext{CsCl}$, $ ext{ZnS}$, $ ext{CaF}_2$）的结构类型、晶格能的计算（采用$ ext{Born-Landé}$方程的修正形式），以及这些结构如何影响化合物的熔点和硬度。 半导体与功能材料： 讨论了金属氧化物（如$ ext{TiO}_2, ext{ZnO}$）的光催化活性，重点解释了其能带结构（价带与导带）如何决定其光吸收特性。对钙钛矿（Perovskite）材料在太阳能电池中的最新研究进展也进行了介绍，分析了其结构稳定性与缺陷化学的关系。 磁性材料： 区分了抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性，并用分子轨道理论解释了铁磁性中电子自旋的平行排列机制。 第五部分：生物无机化学——生命的元素基础 本部分将无机化学知识应用于生命科学领域，探讨了生命活动中关键无机元素的角色。 金属在生命中的作用： 详细分析了血红蛋白中铁原子的氧气结合机制、酶活性中心（如锌指蛋白）中金属离子的催化作用。讨论了必需元素（如$ ext{Na}^{+}, ext{K}^{+}, ext{Cl}^{-}$）的离子通道功能，以及重金属（如$ ext{Hg}, ext{Pb}$）的毒性机理，即它们如何干扰正常的金属酶功能。 本书力求通过严谨的理论推导、丰富的现代实例和清晰的图示，使读者不仅掌握无机化学的基本事实，更能理解元素世界运行的内在逻辑和其在尖端科技中的核心地位。本书的侧重点在于机理分析和现代应用，而非简单的性质罗列。

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我发现《Organic Chemistry-Package》在某些章节中，会穿插一些关于有机化学发展历史的小故事或者著名化学家的研究经历。这些内容虽然不是核心知识点，但却极大地增加了学习的趣味性，也让我对有机化学这门学科的演进有了更深的认识。这些小插曲，如同在漫长的学习旅途中休憩的驿站，让我在紧张的学习之余，能够放松心情，同时又能从中获得一些额外的启发和知识。

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这本书的章节结构安排得非常紧凑而有条理。它将庞杂的有机化学知识点，按照逻辑关系巧妙地划分到不同的章节中，每个章节都有明确的主题和学习目标。在学习过程中，我总能清晰地知道我正在学习什么，以及这些知识点与整体知识体系的关系。这种结构化的学习方式，极大地避免了知识点的碎片化，让我能够建立起一个完整而坚实的有机化学知识框架。

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这本书的语言风格非常亲切，就像一位经验丰富的导师在和我交流。作者没有使用过多的专业术语，或者在引入新术语时，都会给出清晰的定义和解释。即使是对于一些非常细微的实验条件对反应结果的影响，作者也能娓娓道来，解释得头头是道。这种平实的语言，让我感到学习有机化学并非一项艰巨的任务，而是可以循序渐进，享受其中的过程。

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这本书最令人印象深刻的一点是其对于学习者的耐心和细致。在处理复杂的概念时，它会反复强调关键要点，并通过多种方式进行解释。比如，对于立体化学这个常常让初学者头疼的领域，作者不仅提供了详细的图示，还引入了模型构建的建议，甚至模拟了在实际实验中如何通过旋光仪等仪器来辨别对映异构体。更重要的是，它注重培养学生的解题能力，提供了大量的例题，并且对每一步解题思路都进行了详尽的剖析，让我能够一步步学习，掌握解决问题的逻辑。我常常会在一个章节学习完毕后，反复回顾这些例题，每一次都能有新的体会。

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这本书的学习曲线设计得非常合理。它并没有一开始就抛出过于复杂的知识点，而是从最基础的原子结构、化学键开始，逐步深入到官能团、反应类型，最终涵盖到复杂的合成策略。每个章节都建立在前一章节的基础上，使得知识的积累过程自然而然。我尤其欣赏书中对“为什么”的深入探讨。例如，在解释某个反应的立体选择性时，它不仅告诉我们结果，还会深入分析电子效应、空间位阻等因素如何共同作用，最终决定了产物的立体构型。

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《Organic Chemistry-Package》在讲解一些比较复杂的反应机理时，会采用多角度的分析方法，例如结合电子理论、能量学理论等，从不同的层面来阐释反应的发生过程。这使得我对反应的理解不再停留在表面的电子流动，而是能够更深入地探究其背后的原理。而且，书中对于某些经典反应的演变和发展，也有所提及，这让我看到了有机化学的动态性和不断进步的特点。

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这本《Organic Chemistry-Package》的学习体验，可以说是如同一场精心编排的探索之旅。从翻开第一页开始，我就被其逻辑清晰的叙事和深入浅出的讲解所吸引。作者并非简单地罗列枯燥的化学方程式，而是巧妙地将有机化学的原理融入到生动的案例和实际应用中。例如，在讲解官能团的反应性时，书本并没有停留在抽象的理论层面，而是联系了药物的合成、天然产物的分离，甚至生活中常见的塑料和染料的构成。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让我对有机分子的行为模式有了更深刻的理解，不再是死记硬背，而是能够通过理解反应机理来预测产物。

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《Organic Chemistry-Package》最让我受益匪浅的一点在于它对“练习”的重视。书中的练习题种类繁多，难度也从易到难，覆盖了该章节的所有核心概念。更重要的是，它不仅仅是提供答案，很多题目都附带了详细的解答过程，让我能够清晰地看到解题思路，并找出自己在理解上的盲点。我曾花费大量时间去钻研那些看似简单的练习题，通过反复的练习和思考，我发现自己对有机化学的反应判断能力有了质的飞跃。

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我发现这本书在解释抽象概念时，非常善于运用类比和比喻。这使得一些原本可能非常晦涩的知识点变得易于理解。例如，在讲解共振结构时，作者用“橡皮泥”的比喻来形容电子的离域，形象地说明了电子在分子中的流动性。这种生动形象的描述，让我能够跳出死板的符号和箭头，从更直观的层面去把握化学原理。同时，书中对于反应机理的阐述，也是层层递进，循序渐进，从最基本的电子转移，到复杂的重排反应，都提供了清晰的步骤和电子流动的指示。

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《Organic Chemistry-Package》的排版和设计也是值得称赞的。它采用了清晰的字体和合理的行间距，使得长时间阅读也不会感到疲劳。关键概念和重要反应都会以醒目的方式突出显示，例如使用不同的颜色或粗体字，这极大地提高了学习效率。此外，书中大量的插图和化学结构式都绘制得十分精美且准确，这对于理解分子的空间构型和反应过程至关重要。我特别喜欢它在介绍新概念时，会先从其在自然界或工业中的应用出发，这种“应用导向”的学习方式，让我更能感受到有机化学的魅力和重要性。

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