基础化学实验4 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:167

译者:

出版时间:2009-5

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787122023490

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 实验
• 高等教育
• 大学教材
• 基础化学
• 化学实验
• 理工科
• 教学参考
• 实验指导
• 教材

《分子世界的奥秘：现代化学基础理论与前沿进展》 内容简介 本书旨在为化学及相关学科的本科高年级学生、研究生以及科研工作者提供一个全面而深入的现代化学基础理论框架，并适度拓展至当前化学研究的前沿领域。我们力求超越传统教科书的叙述模式，着重于从微观层次理解宏观现象背后的化学原理，并展示这些原理在解决当代科学与工程挑战中的应用潜力。 全书共分为六大部分，涵盖了化学理论的基石、结构与性质的关联、反应动力学的精妙、热力学驱动力的深层解析，以及新兴材料化学的视角。 --- 第一部分：量子化学基础与电子结构（The Quantum Foundation of Chemical Behavior） 本部分是理解化学键合和分子稳定性的理论核心。我们从薛定谔方程的精确解在多电子体系中的困难性出发，系统介绍了近似方法和计算化学的基石。 1.1 电子的波粒二象性与量子力学公设： 简要回顾了量子力学的基本概念，重点阐述了波函数（$Psi$）的物理意义以及算符、本征值和本征态在描述体系能量和动量中的角色。 1.2 变分法与微扰论在分子体系中的应用： 深入探讨了如何利用变分原理来估算分子基态能量。重点解析了线性组合原子轨道（LCAO）方法，如何构造分子轨道（MOs），并详细讨论了Hartree-Fock（HF）方法的核心思想——自洽场（SCF）迭代过程。我们不会停留在公式推导，而是侧重于解释HF方法中平均场近似的局限性，为后续引入相关能（Correlation Energy）做铺垫。 1.3 电子相关效应与密度泛函理论（DFT）： 详尽阐述了电子相关能的物理图像及其对化学键的精确描述至关重要。系统介绍了密度泛函理论（DFT）的兴起，重点解析了Hohenberg-Kohn定理及其在实际应用中的挑战。对当前主流的交换-关联泛函（如LDA, GGA, Meta-GGA）的优缺点进行了细致的比较分析，特别强调了它们在预测分子几何构型、键能和激发态性质时的适用范围。 1.4 分子对称性与群论在光谱中的应用： 运用群论工具系统分析了分子的对称操作和点群。重点阐述了如何利用不可约表示（Irreducible Representations）来预测分子的振动模式数量、红外（IR）和拉曼（Raman）活性，以及电子跃迁的选择定则。这部分内容将与实验光谱学紧密结合，展示理论预测与实际观测的一致性。 --- 第二部分：化学键合的进阶理解（Advanced Concepts in Chemical Bonding） 本部分超越经典的价键理论和分子轨道理论的初步描述，聚焦于描述复杂分子和固体中键合的现代模型。 2.1 分子轨道理论的扩展： 深入讨论了如何处理涉及d轨道和f轨道的过渡金属和稀土元素配合物的分子轨道图。重点讲解了配位场理论（CFT）和更精确的配体场理论（LFT）如何解释d轨道分裂能（Δo, Δt）和低/高自旋态的选择。 2.2 杂化轨道概念的再审视： 从纯粹的数学描述（基函数线性组合）角度重新审视了sp、sp2、sp3等杂化概念的物理意义，并讨论了在复杂环状体系（如环烯烃）中，该模型的局限性以及如何用离域化的π系统来更准确地描述电子分布。 2.3 弱相互作用与非共价键： 详细分析了氢键（包括σ-hole相互作用）、π-π堆积、范德华力和卤键等在分子识别、超分子化学和生物体系中的关键作用。通过定量计算（如QM/MM方法），展示如何精确量化这些弱相互作用的能量贡献。 --- 第三部分：化学反应的微观动力学（Microscopic View of Chemical Dynamics） 本部分专注于描述化学反应发生的时空过程，从能量曲面到过渡态的精确捕获。 3.1 反应坐标与势能面（PES）： 深入解释了势能面的概念，并强调了鞍点（Saddle Point）即过渡态（Transition State, TS）在反应路径中的核心地位。讲解了如何使用梯度算法和二次解析来定位和表征鞍点。 3.2 过渡态理论（TST）及其修正： 系统阐述了准平衡假设下过渡态理论（TST）的推导，包括计算反应速率常数（k）的公式。重点讨论了TST的局限性，并引入了更精确的反应变分理论（RVB）和动态反应轨道理论（DRT）来处理反应路径的非绝热和量子效应。 3.3 反应中的量子效应： 讨论了原子和分子层面的量子隧穿效应（Quantum Tunneling）在低温反应（如酶催化）中的重要性，以及如何通过零点能校正或有限温度下的量子动力学模拟（如路径积分分子动力学）来定量描述这些效应。 3.4 碰撞理论与散射实验： 从气体动力学视角，介绍了基本碰撞理论，并将其提升到高级的量子化学散射理论层面，如S矩阵理论。这部分将连接理论计算与交叉分子束实验，解释反应截面随能量和角度的依赖关系。 --- 第四部分：热力学与统计力学的桥梁（Bridging Thermodynamics and Statistical Mechanics） 本部分旨在建立宏观可测的热力学量与微观粒子运动状态之间的精确联系。 4.1 统计热力学导论： 详细推导了配分函数（Partition Function, $Q$）与热力学势（如Helmholtz自由能 $A$）之间的关系。分别从平动、转动、振动和电子能级构建了各部分的配分函数，并精确计算了在不同温度下物质的热容和熵值。 4.2 玻尔兹曼分布与能量分布： 深入探讨了玻尔兹曼分布（Boltzmann Distribution）在描述分子系中能量状态分布的普适性，并解释了它如何决定反应的活化能和平衡常数。 4.3 相平衡与集体行为： 讨论了范德华方程的局限性以及更先进的格林-汤川理论在描述液体结构和相变中的应用。重点分析了溶液中依数性、活度和化学势的概念，为理解复杂化学过程中的非理想行为打下基础。 --- 第五部分：电化学与界面现象的理论描述（Theory of Electrochemistry and Interfacial Phenomena） 本部分关注电荷转移过程和界面两侧的物理化学效应。 5.1 电化学热力学： 从Gibbs自由能角度推导能斯特方程（Nernst Equation），并引入了电极电势的绝对零点问题——利用共轭酸碱对的参考电极选择。 5.2 电极/溶液界面结构： 详细解析了电荷在界面上的分布，包括双电层（Double Layer）模型，如Gouy-Chapman-Stern模型。讨论了电荷转移反应（如氧化还原）中的活化能如何受界面结构（如电荷转移系数 $alpha$）影响。 5.3 界面反应动力学： 阐述了Butler-Volmer方程的物理意义，并分析了在不同过电位限制下的简化形式（如Tafel方程）。重点讨论了电荷转移的Marcus理论，如何利用重组能（Reorganization Energy）来预测电子转移速率。 --- 第六部分：前沿视角：从计算到功能材料（Frontier Perspectives: From Computation to Functional Materials） 本部分将理论工具应用于现代化学研究的热点领域。 6.1 动力学与光谱学的耦合： 讨论了瞬态吸收光谱（TAS）和时间分辨技术（如飞秒光谱）如何直接“看到”反应中的瞬态物种和过渡态。强调了从光谱信号（如振动信号）中反演（Invert）出动力学信息的方法。 6.2 固态体系的电子结构： 介绍了晶体周期性势场下的电子行为，简要回顾了布洛赫定理（Bloch Theorem）。重点分析了能带理论（Band Theory）如何解释导体、半导体和绝缘体的区别，并讨论了掺杂效应如何调控材料的电学性质。 6.3 表面催化与吸附： 运用DFT计算方法，分析了分子在金属或氧化物表面上的化学吸附位点、吸附能和解离路径。引入了描述符（Descriptor）的概念，例如d带中心理论，用于筛选高效催化剂。 6.4 机器学习在化学中的应用初步： 探讨了如何利用大规模计算数据和高斯过程回归（GPR）等方法来快速预测分子性质，以及如何构建势能面代理模型，以克服传统量子化学计算在处理大规模体系时的局限性。 --- 本书特点： 本书的编写风格注重深度、逻辑性和现代性。它要求读者对微积分、线性代数和基础物理化学有一定的掌握。我们不提供大量基础性的实验操作步骤，而是聚焦于“为什么”和“如何精确计算”，为读者建立一个坚实的、能够应对未来化学研究挑战的理论武器库。书中穿插了大量近年来发表在顶尖期刊上的经典计算案例和理论突破的解析，确保内容的学术前沿性。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的内容极其丰富，并且条理清晰。在我进行实验之前，我总是会先仔细阅读书中的相关章节，它提供了一个非常全面的知识框架。书中的实验项目选择非常具有代表性，能够帮助我建立起对基础化学实验的整体认知。在描述实验步骤时，作者非常注重逻辑性和连贯性，每一个步骤都紧密衔接，并且用清晰的指令来指导操作。我特别喜欢书中在介绍实验原理时，会引用一些经典实验来佐证，例如在讲解阿伏伽德罗定律时，会提及普鲁斯特的定比定律，这种通过历史案例来阐释原理的方式，让枯燥的理论变得更加鲜活和易于记忆。书中对实验误差的分析也做得非常专业，它能够识别出在实验过程中可能出现的各种误差来源，并指导我如何尽量避免或者减小这些误差的影响。这对于培养我严谨的科学态度和提高实验数据的可靠性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体风格非常吸引人，它成功地将严谨的科学内容与生动的语言相结合。我注意到，在介绍化学反应机理时，作者会运用大量的类比和比喻，将抽象的化学过程形象化，例如在解释分子间的相互作用时，会将其比作人们在聚会中的交流，这种贴切的比喻，极大地帮助了我理解那些肉眼无法直接观察到的微观世界。书中的插图也十分精美，不仅美观，而且在传达信息方面起到了至关重要的作用。它准确地展示了实验装置的构成、试剂的添加方式以及实验现象的变化。我尤其欣赏书中在每个实验的最后，都会提供一些延伸性的思考题，这些问题往往能够引导我去探索更深层次的化学知识，或者将实验内容与实际生活联系起来。例如，一个关于物质分离的实验，最后的思考题可能会问“这种分离方法在现实生活中还有哪些应用？”，这促使我去关注化学在工业生产和日常生活中的广泛应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书在学术的严谨性和传授知识的趣味性之间取得了很好的平衡。虽然我是一名初学者，但这本书的语言风格非常亲切，没有使用过于晦涩难懂的专业术语，即使有，也会在首次出现时给出清晰的解释。在介绍一些复杂的化学概念时，作者常常会引用生活中的例子来帮助理解，例如在解释溶解度时，会提到糖在水中溶解的过程，这种“化繁为简”的处理方式，让我能够更容易地接受和掌握这些抽象的知识点。我印象特别深刻的是，在介绍化学平衡时，作者用了一个生动的比喻，将化学平衡比作一个动态的跷跷板，两侧的反应物和产物在不断地进行着相互转化，但整体的比例保持不变，这个比喻让我一下子就理解了这个看似复杂的概念。此外，书中对实验结果的预测和可能出现的问题的分析，也做得非常到位。它能够提前告诉我，如果实验结果与预期不符，可能是什么原因造成的，并给出相应的排查方法。这在很大程度上减少了我在实验过程中因为意外情况而产生的挫败感，让我能够更专注于实验本身。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我最大的感受就是它的实用性和指导性。书中所包含的实验项目，种类繁多，涵盖了基础化学的多个重要分支，从物质的性质测定到化学反应的动力学研究，再到简单的有机合成，几乎囊括了我学习阶段需要接触到的核心实验内容。每一个实验的设计，都充分考虑了可操作性和安全性。在实验准备部分，作者不仅列出了所需试剂和仪器，还详细说明了注意事项，比如“佩戴护目镜”、“在通风橱中操作”等，这些安全提示贯穿始终，让我时刻保持警惕，确保实验过程的安全。我特别欣赏书中对于数据记录和处理的指导。它不仅仅告诉你需要记录哪些数据，更重要的是教你如何科学地记录，例如如何避免读数误差，以及如何对实验数据进行初步的分析和讨论，甚至是绘制图表来直观地展示实验结果。这为我日后进行更深入的科学研究打下了坚实的基础。书中的示例数据和结果分析，也为我提供了一个参照，让我能够更好地理解实验数据的意义，并从中吸取经验。这种对细节的关注，使得这本书不仅仅是一本实验手册，更像是一位经验丰富的导师，在我学习的道路上给予我耐心的指导和有益的启示，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简约而充满学术气息，那种淡淡的纸张颜色和清晰的字体，总能勾起我对化学世界的无限遐想。翻开书的第一页，迎面而来的是一种严谨而又充满活力的氛围，仿佛置身于一个精心布置的实验室，各种仪器设备整齐排列，等待着我去探索它们的奥秘。书中的文字，虽然是关于化学实验的指导，却被作者巧妙地融入了生动有趣的描述，让我即使在阅读理论部分，也能感受到实验操作时的那种专注与期待。例如，在描述酸碱滴定时，作者没有仅仅列出步骤，而是用了“如同两位老朋友的握手，小心翼翼地试探，直到达到完美的平衡”这样的比喻，瞬间将枯燥的化学反应具象化，让我在脑海中勾勒出一幅生动的画面。这种语言上的匠心独运，使得原本可能令人望而生畏的化学实验，变得亲切而富有吸引力。更重要的是，书中对实验原理的阐释，总是深入浅出，不会让我感到理论与实践脱节。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么这么做”，这种追根溯源的学习方式，对我这样的初学者来说，无疑是宝贵的指引。我尤其欣赏书中在每一个实验开始前，都会详细解释实验目的和预期结果，这让我有一个清晰的目标，并且在实验过程中，能够时刻对照自己的操作，及时发现和纠正可能出现的偏差。这种循序渐进的引导，让我对化学实验的理解更加透彻，也培养了我严谨的科学态度。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我最大的感受就是它的权威性和科学性。作为一本基础化学实验的指导手册，它在内容上力求准确和严谨。每一个实验的原理阐述，都基于扎实的化学理论基础，并且引用了相关的研究文献或经典教材作为参考。在描述实验步骤时，作者也严格遵循了化学实验的标准操作规程，确保了实验的可重复性和可靠性。我印象特别深刻的是，书中在介绍一些复杂的实验操作时，会提供多种可行的替代方案，并分析不同方案的优缺点，这让我能够根据实际情况选择最合适的操作方法。这种“授人以渔”的教学方式，比单纯的指令式教学更为有效。此外，书中还包含了一些关于实验报告撰写的指导，包括如何清晰地描述实验过程、如何准确地呈现实验数据、如何进行有深度的讨论等等。这些指导对于我日后撰写实验报告、参与学术交流非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书，我仿佛在与一位经验丰富、耐心细致的化学教授对话。书中的每一页都充满了智慧的结晶，并且以一种非常易于理解的方式呈现出来。我特别喜欢书中对实验安全的高度重视。不仅仅是在显眼的位置标注安全守则，更是在每个实验操作的步骤中，都会反复强调相关的安全注意事项，例如在处理腐蚀性试剂时，会提醒要戴手套和在通风良好的地方进行，这种“安全第一”的理念贯穿始终，让我能够从一开始就养成良好的实验习惯。对于实验现象的描述，作者也极为细致，不仅仅是记录“变色”、“沉淀”等表面的变化，还会进一步解释这些现象背后所代表的化学意义，比如某种颜色变化可能意味着发生了氧化还原反应，或者沉淀物的形成是由于难溶性物质的生成。这种深入的分析，让我能够不仅仅停留在观察层面，更能理解化学反应的内在机制。书中还包含了一些非常实用的实验技巧，例如如何准确量取液体、如何进行有效的搅拌、如何加热试管等，这些都是日常实验中必不可少的技能，书中将其归纳总结，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是非常扎实的，内容组织得井井有条，逻辑清晰。每个实验都像是经过精心设计的一堂课，从导入到展开，再到总结，都环环相扣。我注意到，在介绍实验目的时，往往会先给出这个实验在化学学科中的重要性，或者它能够帮助我们理解哪些更深层次的化学原理，这种“宏观视角”的引入，让我对接下来的具体操作有了更明确的认识，也更容易将所学知识与更广阔的化学领域联系起来。在实验步骤的描述上，作者采用了非常严谨的语言，精确到每一个动作的细节，例如“用滴管吸取溶液至刻度线”、“轻轻摇晃烧瓶使溶液混合均匀”等，这些细致的指导，能够帮助我最大限度地减少因操作不当而导致的实验误差。我尤其喜欢书中在实验结束后的“讨论与思考”环节。这个环节通常会提出一些开放性的问题，引导我去思考实验过程中可能遇到的问题，或者对实验结果进行更深层次的解读。这些问题往往能够激发我的求知欲，促使我去查阅更多的资料，进一步深化对实验内容的理解。这种主动学习的模式，让我觉得非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计堪称教科书级别的典范，每一页的布局都经过了深思熟虑，确保了信息的清晰传达和视觉的舒适度。我注意到，在实验步骤的讲解部分，作者非常细心地采用了分点列举的方式，并且用不同颜色或加粗字体来突出关键的操作提示，比如“确保玻璃仪器干燥”、“缓慢加入试剂”、“密切观察颜色变化”等，这些细节的标注，对于初学者来说至关重要，能够有效避免许多不必要的错误。而且，书中对实验器材的介绍，也并非简单的图片展示，而是配以精准的文字说明，解释了各种仪器的名称、用途以及正确的使用方法，甚至包括了日常的维护和存放建议。这使得我在准备实验时，能够更加得心应手，对所需器材的特性有更全面的了解。我特别喜欢书中在实验原理部分，会穿插一些相关的化学史故事或者著名化学家的逸闻趣事，这些小插曲不仅让阅读过程更加轻松有趣，也让我感受到化学科学背后的人文关怀和历史积淀，使得学习过程不再是冷冰冰的知识灌输，而是充满了鲜活的生命力。例如，书中在介绍元素周期表时，详细讲述了门捷列夫创立周期表的艰辛历程，以及他在冥冥之中预测未知元素存在的智慧，这种故事性的叙述，让我对那些抽象的化学符号和规律，有了更深刻的情感连接。

评分☆☆☆☆☆

这本书的设计理念非常人性化，充满了为读者着想的细节。我注意到，在实验步骤的最后，通常都会有一个“实验总结”或者“思考题”的部分，这促使我去回顾整个实验过程，并对实验结果进行反思和归纳。这些问题往往非常具有启发性，能够引导我将实验知识与理论知识融会贯通，从而达到更深层次的学习效果。例如，一个关于催化剂的实验，最后的思考题可能会问“如果改变催化剂的用量，会发生什么变化？”，这促使我去思考催化剂的作用机理以及其在反应速率中的影响。此外，书中对常用化学试剂的性质和储存方法的介绍，也做得非常详细，这对于我了解和管理实验室的化学品非常有帮助。我尤其欣赏书中在介绍每一个实验时，都会配以高质量的插图或者示意图，这些图示清晰地展示了实验装置的搭建过程、操作手法以及预期的实验现象，极大地降低了理解的难度，也让整个学习过程变得更加生动有趣。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆