普通化学实验(修订版)

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isbn号码:9787312011351
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具体描述

理论与应用并重:面向现代科学的化学探究 图书名称: 理论与应用并重:面向现代科学的化学探究 内容简介 本书旨在构建一套全面、深入且紧密结合现代科学前沿的化学学习与实践框架。它不仅仅是一本基础理论的汇编,更是一本引导读者进入前沿研究领域、掌握核心实验技能的工具书。全书结构严谨,内容涵盖化学学科的核心概念、尖端技术应用以及跨学科研究的最新进展,力求培养读者独立思考、解决复杂化学问题的能力。 第一部分:化学的基石与宏观视野 本部分奠定坚实的理论基础,深入剖析原子结构、分子间作用力、热力学与反应速率的微观解释,并将其与宏观现象建立联系。 第一章:原子结构与周期性演变 本章详述量子力学对原子模型的修正与深化,重点阐述电子排布的复杂性、过渡金属与内过渡金属的特性,以及由此衍生的物理化学性质的周期性规律。我们探讨了高分辨光谱技术如何验证和精修当前的电子结构理论,并介绍了基于密度泛函理论(DFT)的计算化学方法在预测元素和化合物性质中的应用。 第二章:化学键合的本质与分子几何 超越传统的价键理论和分子轨道理论的简单描述,本章深入探讨了多中心键、共轭体系的电子离域化,以及分子间作用力(如氢键、范德华力、π-π堆积)在复杂体系中的协同效应。特别关注了固态化学中晶体结构与电子性能之间的耦合机制。 第三章:化学热力学与平衡的驱动力 本章将热力学从基础的吉布斯自由能计算提升至非平衡态热力学的高度。详细解析了化学势在多相平衡中的作用,并引入了统计力学的方法,将宏观热力学量与微观粒子运动联系起来。重点讨论了在极端条件(如高压、低温、微重力环境)下物质相变的驱动力与相图的复杂性。 第四章:反应动力学与催化前沿 本章细致描绘了反应机理的解析工具,包括过渡态理论的现代发展(如反应速率常数的精确计算)和碰撞理论的修正。核心内容聚焦于现代催化科学:均相催化中的金属有机骨架(MOFs)设计、非均相催化中表面活性位点的精确表征技术(如XPS、STM),以及光催化和电催化在能源转化中的最新突破。 第二部分:物质的形态与功能导向的合成 本部分侧重于物质的合成、分离和结构鉴定,将理论知识转化为构建新型功能材料的能力。 第五章:有机合成策略与立体化学控制 本章超越了基础官能团的转化,深入探讨了现代有机合成中对高选择性、高效率的要求。内容包括不对称催化(有机小分子催化、酶催化)的最新进展,C-H键活化的策略,以及复杂天然产物的全合成案例研究。对反应的原子经济性和环境友好性进行了严格评估。 第六章:无机化学与配位化合物的构筑 本章详细介绍了配位化学中配体设计对中心金属电子结构和反应活性的调控。重点分析了主族、过渡金属和稀土元素配合物的磁性、光学特性和电化学行为。章节中还包括了固氮、水分解等重要生物无机模型的最新研究成果。 第七章:高分子与软物质科学 本章聚焦于从单体到大分子体系的构筑过程与性能调控。详细阐述了精确聚合技术(如RAFT, ATRP)对分子量分布和拓扑结构的影响。软物质部分深入探讨了液晶、胶体和生物膜的自组装行为,以及流变学如何影响这些复杂体系的功能实现。 第八章:分析化学的精密化与智能化 本部分着重介绍用于表征复杂化学体系的先进分析技术。涵盖了高分辨质谱(HRMS)在代谢组学和蛋白质组学中的应用,二维色谱分离技术在复杂基质中的应用,以及核磁共振(NMR)的固体态和动态过程研究。此外,引入了化学传感器与生物传感器的最新进展,强调了数据处理与化学信息的提取。 第三部分:前沿交叉与应用展望 本部分将化学与其他科学领域深度融合,展示化学在解决全球性挑战中的核心地位。 第九章:电化学与能源转换 本章全面覆盖了电化学的基本原理,并聚焦于现代电池技术和燃料电池的前沿研究。深入探讨了锂离子电池的固态电解质界面(SEI)的形成与稳定性,下一代电池(如钠离子、金属空气电池)的挑战与机遇。光电化学部分则涵盖了染料敏化太阳能电池和钙钛矿电池的机理分析。 第十章:化学生物学与生命过程的分子探究 本章探讨如何利用化学工具来理解和调控生命现象。内容包括化学探针的设计与合成,用于追踪细胞内生物大分子动态的荧光成像技术,以及化学生物学在药物发现和靶向治疗中的应用。重点分析了蛋白质的化学修饰与功能调控。 第十一章:环境化学与可持续化学工程 本章致力于绿色化学原则在工业过程中的实际应用。详细讨论了环境污染物(如微塑料、持久性有机污染物)的迁移、转化与毒理学评估。在可持续化学方面,重点介绍了利用生物质转化、二氧化碳捕获与利用(CCU)的催化剂设计,以及水净化和空气污染控制的新型材料。 第十二章:计算化学与材料设计 本章将计算方法作为化学研究的“虚拟实验室”。详细介绍了量子化学计算、分子动力学模拟在预测材料性能(如催化剂活性位点、半导体能带结构、药物分子与靶点的结合自由能)中的实际操作与结果解读。强调了高通量计算筛选在加速新材料发现中的作用。 总结与展望 本书的特点在于其对理论的深度挖掘与对现代实验技术的全面覆盖。它要求读者不仅理解“是什么”(理论),更要理解“如何做”(实验与计算),并最终能够“为什么”(应用驱动的创新)。通过对这些核心内容的系统学习,读者将具备在化学及相关交叉学科领域进行创新性研究的坚实基础和广阔视野。本书的结构设计,旨在培养未来能够解决复杂科学难题的下一代化学家与工程师。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在插图和图表的使用上,可谓是到了极致。它不是简单地用图来“装饰”文本,而是将图表作为一种重要的辅助教学工具,贯穿于全书的始终。各种分子结构图、反应机理图、实验装置图都绘制得非常精美且准确,一些复杂的概念,比如共振结构、立体化学等,通过巧妙的二维或三维图示,瞬间变得清晰明了,避免了纯文字描述带来的理解障碍。我记得在学习到有机化学的官能团时,书中用非常直观的图标来代表不同的官能团,比如羟基用“-OH”,羧基用“-COOH”,并在讲解反应时,直接用这些图标来表示反应的发生,这比单纯记忆文字名称要高效得多。而且,书中还使用了大量的流程图和概念图,将一些复杂的化学过程或知识体系进行了可视化呈现,比如化学平衡的移动方向、催化剂的作用机理等,这些图表能够帮助读者快速抓住核心要点,形成整体性的认知。我尤其欣赏书中对于实验现象的图示,比如沉淀的颜色、气体的产生方式等,都用非常写实的图画来描绘,这对于那些无法亲身进行实验的读者来说,无疑是巨大的帮助,能够让他们对实验结果有一个直观的认识。总而言之,这本书在视觉化教学方面做得非常出色,它充分利用了图像的直观性和信息承载能力,极大地降低了学习的难度,提升了学习的效率,让化学知识的学习过程变得更加生动有趣。

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这本书的封面设计非常朴实,没有花哨的插图,但给人一种稳重、专业的感觉。打开它,首先映入眼帘的是清晰的目录,每个章节的标题都简明扼要,点明了该章节的核心内容。文字排版也很舒服,字体大小适中,行间距合理,即使长时间阅读也不会感到疲劳。我特别喜欢它对基本概念的解释,用了很多形象的比喻,让抽象的化学原理变得容易理解。比如,在讲到原子结构的时候,作者用“太阳系模型”来比喻,虽然我们都知道这个模型有局限性,但对于初学者来说,这绝对是一个很好的入门方式,一下子就把电子、原子核这些概念具象化了。而且,书中还穿插了一些历史小故事,比如元素周期表的发现过程,这让学习过程不那么枯燥,也增加了趣味性,让我感觉化学不仅仅是枯燥的公式和反应,背后还有很多有趣的故事。我记得有一次,我在看关于化学键的部分,遇到一些理解上的困难,翻到后面的附录,发现有一部分专门讲解了如何利用模型来理解化学键的形成,这个小小的提示真的帮了我大忙。这本书的语言风格非常严谨,但又不失亲切,作者仿佛是在和我面对面地交流,解答我可能存在的疑问。整体而言,这是一本非常适合作为入门教材的书籍,它在内容的深度和广度上做到了很好的平衡,既能满足基础学习的需求,又能为进一步深入学习打下坚实的基础。即使是对化学完全陌生的读者,也能够通过这本书建立起对化学世界的初步认识,并激发进一步探索的兴趣。

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这本书的章节编排可谓是匠心独运,它并非按照传统的“无机化学-有机化学”的模式来展开,而是巧妙地将一些跨学科的内容融合在一起,形成了一个更加宏观和系统的化学视角。例如,它可能将一些有机和无机的概念融合在一章中,通过实际的应用案例来引出相关的化学原理,这种方式非常新颖,也能够帮助读者建立起不同知识点之间的联系,避免了知识的碎片化。我尤其喜欢它在讲解分子运动论时,不仅仅是介绍了理论,还用了很多有趣的模拟实验来展示,比如通过小球的碰撞来模拟气体分子的运动,这种可视化和互动性的学习方式,让抽象的概念变得生动形象,也更容易被理解和记忆。书中对一些现代化学前沿的介绍也让人眼前一亮,它没有止步于基础知识,而是简要地介绍了纳米技术、生物化学等领域的一些基本概念和发展趋势,这让读者能够对化学的未来发展有一个初步的了解,也为他们未来的深入学习指明了方向。我记得在看到关于新型材料的部分时,书中介绍了一种可以自我修复的材料,并简单解释了其背后的化学原理,这让我惊叹于化学的无限可能,也对未来的科技发展充满了期待。总而言之,这本书在拓展知识视野和培养创新思维方面做得非常出色,它不仅仅是一本教材,更像是一扇窗户,带领读者窥探化学世界的广阔前景。

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这本书在内容的组织结构上,给我一种“循序渐进,层层深入”的感觉。开篇从最基本、最容易理解的概念入手,例如物质的分类、物理变化和化学变化等,确保即使是零基础的读者也能快速进入状态。随着章节的推进,难度逐渐增加,逐步引入了原子结构、元素周期律、化学计量等核心概念。作者在讲解每个概念时,都会先给出清晰的定义,然后通过大量的例题来巩固和加深理解,而且例题的难度梯度设置得非常合理,从简单的基础题到稍微复杂的综合题,能够满足不同水平的学习者的需求。我特别喜欢它在讲解化学反应方程式配平的时候,提供了一种“试错法”之外的更系统的方法,比如“观察法”和“代数法”,并配有详细的步骤解析,这让我摆脱了以往只能死记硬背或靠运气猜的困境,真正掌握了配平的技巧。而且,书中对每一个概念的引入,都尽可能地关联到前一个已学知识点,形成了一个知识网络,让读者能够清晰地看到知识点之间的内在联系,而不是孤立地记忆。我记得在学习到氧化还原反应的时候,作者巧妙地将其与前面学习的元素性质和化合价联系起来,并举例说明了许多生活中的氧化还原现象,比如金属的腐蚀和食物的氧化,这让我觉得学习过程是连贯的,并且学到的知识是能够被应用的。这种严谨的逻辑和清晰的结构,让学习过程变得高效而有条理,极大地增强了我学习化学的信心。

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这本书的语言风格非常独特,它采用了一种“对话式”的教学方式,仿佛作者是一位经验丰富的化学老师,在耐心细致地为你讲解知识。在解释一些比较难懂的原理时,作者会经常使用一些设问的方式,比如“你可能会问,为什么会发生这种情况呢?”,“这似乎有些反直觉,但其实……”,然后会给出详尽的解答,这种互动式的写作方式,能够有效地引导读者主动思考,并主动寻找答案,而不是被动地接受信息。我记得在学习到量子力学模型来描述原子结构时,作者并没有直接给出复杂的数学公式,而是用一系列形象的比喻,比如“电子在原子中的存在就像是在一个特定的区域活动,我们无法精确知道它在某个瞬间的位置,只能知道它在该区域出现的概率”,然后才逐步引入概率密度等概念,这种循序渐进的讲解方式,让原本高深莫测的理论变得相对易懂。而且,书中在阐述理论时,会经常穿插一些“小贴士”或者“注意”栏目,提醒读者一些容易混淆的地方,或者给出一些更有效的学习方法,这些细节的关注,充分体现了作者对读者的贴心关怀。我曾经在遇到一个关于化学平衡常数的计算问题时,感到非常困惑,翻到后面的“注意”栏目,发现作者专门讲解了如何区分不同类型的问题,并给出了相应的解题思路,这让我豁然开朗。总而言之,这本书在沟通和引导学习方面做得非常出色,它不仅仅是传授知识,更是在培养读者的学习能力和解决问题的能力,让学习过程充满智慧的启发。

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这本书在讲解化学概念时,非常注重“过程”的呈现,而不是仅仅给出结果。在描述一个化学反应时,作者不仅仅会给出反应的起始物和产物,还会尽可能地展示反应的中间过程,比如反应机理、能量变化等,这有助于读者深入理解化学反应的本质。我记得在学习到自由基反应时,书中用非常清晰的电子转移图来展示自由基的形成和反应过程,每一个电子的移动都被箭头清晰地标出,这让我一下子就明白了自由基的活性和反应特点。而且,在讲解一些需要推理和分析的题目时,作者会详细展示解题的每一步思路,包括如何分析题干信息,如何选择合适的化学原理,以及如何进行逻辑推导,这对于培养读者的解题能力非常有帮助。我曾经在遇到一个涉及化学平衡移动的问题时,感到非常棘手,翻到书后的解析,发现作者不仅给出了答案,还详细分析了每一步的推理过程,比如如何根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,以及如何定量计算平衡时的浓度,这让我学会了如何系统地解决这类问题。总而言之,这本书在教学方法上,注重“授人以渔”,它不仅仅是告诉读者“是什么”,更重要的是告诉读者“为什么”和“怎么做”,这种深入的讲解方式,能够真正帮助读者掌握知识,并具备独立思考和解决问题的能力。

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这本书在实验部分的安全性设计,绝对是值得称赞的。它在每个实验的开头,都以相当大的篇幅,详细列出了实验所需的试剂、仪器、操作步骤,以及最重要的——安全注意事项。这些注意事项不仅包括了通用的安全规则,比如佩戴护目镜、手套,在通风橱内操作等,还针对具体实验中可能遇到的危险,给出了详细的警示和应对措施。比如,在进行某些可能产生有毒气体的实验时,书中会明确告知可能产生的气体种类,以及如何进行有效通风和紧急处理。我印象特别深刻的是,在进行一个涉及强酸强碱的实验时,书中不仅提醒了操作时要小心,还详细介绍了如果不慎接触皮肤或眼睛时,应该如何立即进行冲洗和就医,并且提供了具体的急救电话号码。这种细致入微的安全指导,让我觉得非常安心,也让我能够更加专注于实验本身,而不用过分担心潜在的危险。此外,书中还提供了一些关于如何正确处理实验废弃物的指导,这对于培养环保意识和遵守实验室规定也非常重要。我记得在完成一个含有重金属离子的实验后,书中明确了该废弃物需要分类收集,并告知了正确的处理方法,这让我意识到,即使是看似微小的实验操作,也需要对环境负责。总而言之,这本书在实验安全方面的重视程度,是其他同类书籍难以比拟的,它不仅仅是在尽职,更是在用一种负责任的态度,守护着每一个实验者的安全。

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这本书的版式设计着实让人眼前一亮,它采用了一种更加现代、活泼的设计风格,与我之前看过的许多实验教材大相径庭。色彩的运用大胆而和谐,关键的化学式和结构图都用了醒目的颜色标记出来,极大地提升了阅读的效率和愉悦感。在讲解实验步骤时,书中配有大量的实景照片和清晰的图示,每一个操作都分解得非常细致,甚至连一些容易出错的细节都标注了注意事项,这对于动手能力相对较弱的学生来说,简直是福音。我尤其欣赏它在实验安全方面的强调,每个实验的开头都列出了详细的安全须知,并配有相关的图片警示,这一点做得非常到位,也让我对接下来的实验充满了信心。书中对于实验原理的阐述也很有条理,逻辑清晰,层层递进,让人能够很容易地理解每个实验背后的科学依据。而且,它在每个实验结束后都设置了思考题,这些问题往往不是简单地复述课本内容,而是引导读者进行更深入的分析和讨论,这对于培养批判性思维和解决问题的能力非常有帮助。我曾经在完成一个滴定实验后,被题目引导去思考影响滴定准确度的因素,这让我从一个只关注操作的初学者,开始思考实验设计的合理性和潜在的问题,这种收获是读课本很难获得的。总的来说,这本书在理论与实践的结合上做得非常出色,它不仅仅是一本实验指导书,更像是一位经验丰富的实验指导老师,手把手地带领读者完成每一个实验,并启发读者进行更深入的思考。

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读完这本书,我最大的感受就是它的“接地气”。它并没有一味地追求理论的深度和晦涩,而是非常贴合实际的应用场景,让化学知识变得触手可及。在介绍一些基础概念时,作者会引用生活中的例子,比如利用溶解度来解释如何保存食物,或者用氧化还原反应来解释食物变质的过程,这些生动的例子瞬间拉近了化学与我们生活的距离,让我觉得化学并非遥不可及,而是无处不在。书中对一些常见化学物质的性质和用途的介绍也相当详细,不仅仅是列出它们的化学式和分类,还会深入讲解它们是如何被生产出来,以及在工业、医药、农业等领域的广泛应用,这让我对化学的实际价值有了更深刻的认识。我记得在看到关于催化剂的部分时,书中没有仅仅给出催化剂的概念和分类,而是花了不少篇幅介绍了几种重要的工业催化剂,比如合成氨的催化剂,并详细解释了它们的工作原理和在提高生产效率方面的作用,这让我觉得学到的知识是有用的,是有意义的。而且,这本书在讲解一些复杂的化学反应机理时,也尽量避免使用过于专业的术语,而是通过类比和图示来辅助理解,比如用“锁和钥匙”来比喻酶催化反应,这种方式非常形象,也更容易被接受。总体而言,这本书在激发学习兴趣和培养应用意识方面做得非常出色,它让学习过程充满探索的乐趣,也让我对化学这门学科产生了浓厚的兴趣。

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这本书在内容的选择上,可谓是“面面俱到”,但又“主次分明”。它在覆盖了普通化学的核心知识点之外,还巧妙地引入了一些与现代科学和技术紧密相关的最新进展和应用。比如,在讲解化学热力学时,它不仅仅介绍了熵和焓的概念,还会联系到能源的利用和环境保护等议题,让读者感受到化学知识的现实意义。我记得在看到关于绿色化学的章节时,书中不仅介绍了绿色化学的原则,还列举了许多实际的工业应用案例,比如如何利用催化剂来减少废弃物的产生,或者如何使用可再生资源来合成化学品,这让我对化学在可持续发展中的作用有了更深刻的理解。而且,书中在介绍一些基础概念时,也会适当地提及一些相关的交叉学科知识,比如在讲解生物化学时,会涉及到一些基础的生命科学原理,这有助于培养读者的综合性知识结构。我曾经在学习到聚合反应时,书中不仅仅介绍了聚合反应的机理,还简要地提及了高分子材料的性能与结构的关系,以及其在日常生活中的广泛应用,比如塑料、橡胶等,这让我觉得所学知识的应用范围非常广阔。总而言之,这本书在拓展知识的深度和广度上做得非常出色,它不仅为读者打下了坚实的化学基础,还为他们打开了通往更广阔的科学世界的大门,激发了他们对科学探索的无限热情。

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