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出版者:

作者:杨勇 编

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2009-9

价格:33.00元

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isbn号码:9787560841281

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《物质的奥秘：探索无机与有机世界的精微》 本书是一部深入浅出、系统严谨的化学探索之旅，旨在为广大化学爱好者、高校学生以及科研工作者提供一本全面而实用的参考。我们不在这里赘述任何已有的化学实验教材内容，而是将目光聚焦于化学原理背后更为宏大的图景，以及那些尚未被广泛认知却又至关重要的化学分支。本书将带领读者穿越物质的微观世界，揭示其构成的本质，理解其转化的规律，并展望其在未来社会发展中的无限可能。 第一部分：超越基础的元素周期律——奇特的元素行为与新元素探索 传统的元素周期律是我们理解元素性质的基石，但在这坚实的地基之上，隐藏着更为奇妙的景观。本书将颠覆你对周期表“规律性”的刻板印象，深入探讨那些“反常”元素的行为。我们将解析为什么某些元素的化学性质与其在周期表中的位置看似不符，例如稀土元素的复杂电子构型如何导致其独特性质，以及过渡金属d轨道电子的不完整填充所带来的丰富氧化态和催化活性。 更进一步，本书将带你走进元素探索的最前沿。你将了解到人工合成超重元素的艰辛历程，从原子核的碰撞与衰变，到探测和识别这些瞬息即逝的“幽灵原子”的技术挑战。我们将探讨这些新元素的潜在性质，以及它们可能颠覆现有化学理论的可能性。你将触摸到科学突破的脉搏，理解科学家们如何在高能粒子加速器中“编织”出新的物质，并推测这些新元素在极端条件下可能展现出的化学特性，为未来新材料的设计提供理论依据。 第二部分：非经典化学键的诡谲世界——超越共价与离子 化学键是构成物质的基石，我们熟知共价键和离子键，但化学键的定义远比这更为广阔和精妙。本书将深入挖掘那些“非经典”的化学键，揭示其形成机制和独特作用。 你将在这里遇到“金属键”的深度剖析，不仅仅是自由电子的海洋，更包括了复杂的电子云分布、能带理论如何解释金属的导电性、延展性和光泽。我们将探讨金属键在合金设计中的重要性，以及如何通过调控金属键的强度来获得具有特定功能的材料。 “氢键”的奥秘将得到更细致的展现。除了水分子之间的相互作用，我们还将深入研究氢键在生物大分子（如蛋白质和DNA）三维结构稳定中的关键作用，以及它如何影响相变、溶解度和反应速率。你将理解，看似微弱的氢键，却是生命运转和物质形态变化的重要“胶水”。 本书还将为你揭示“范德华力”家族的复杂性。从短暂的伦敦色散力，到极性分子之间的偶极-偶极相互作用，再到氢键的特殊形式，我们将详细解析它们的作用强度与分子结构、极性、大小的关系。你将看到，即使是中性、无极性的分子，也能通过范德华力聚集在一起，形成宏观的聚集体，这对于液晶、聚合物材料的自组装以及气体吸附等现象至关重要。 最后，我们将涉足一些更为前沿的键合概念，例如“三中心两电子键”在硼化学中的应用，以及“π-π堆叠”在有机电子材料和DNA识别中的重要作用。这些看似陌生的概念，将为你打开理解复杂分子间相互作用的全新视角。 第三部分：催化作用的无尽前沿——从均相到多相，从生物到人工 催化剂是现代化学工业的灵魂，它们以惊人的效率改变着化学反应的方向和速率，却自身在反应中不被消耗。本书将超越传统的催化剂分类，带领读者深入探索催化作用的无限可能。 我们将从“均相催化”的精妙之处出发，解析金属有机配合物如何通过精确调控配位环境来激活惰性键，例如不对称催化如何在手性分子的合成中扮演“魔术师”的角色，以及均相催化在烯烃聚合、氧化还原反应中的广泛应用。 紧接着，我们将深入“多相催化”的领域。你将理解固体催化剂表面的原子排布、表面缺陷、活性位点如何决定其催化性能。我们将探讨金属、金属氧化物、载体材料（如氧化铝、二氧化硅）的协同作用，以及如何通过纳米化、形貌控制等手段来提升催化剂的表面积和活性。本书还将聚焦于多相催化在石油化工、环保（如汽车尾气净化）、新能源（如燃料电池）等领域的关键技术突破。 “生物催化”——酶的超凡能力，也将是本书浓墨重彩的一笔。你将理解酶的高度选择性、高效性以及在温和条件下的催化机制，探索酶的活性中心结构与功能的精妙匹配。我们将讨论酶在生物合成、药物研发、食品工业等领域的应用，以及如何通过酶工程来改造和设计新型酶。 最后，本书将展望“人工催化”的未来。你将了解到模仿生物酶的分子模拟催化剂、新型光催化剂（用于分解水制氢、二氧化碳还原）、电催化剂（用于能量转换）等前沿研究方向。你将看到，人类正试图从大自然中汲取灵感，创造出更为高效、环保、可持续的催化体系，解决能源危机和环境污染等全球性挑战。 第四部分：材料科学的化学基石——从纳米尺度到宏观结构 材料的性质由其微观结构决定，化学原理是构建和理解各种先进材料的根本。本书将从化学的角度，深度剖析各类材料的形成机制、结构特点以及应用潜能，绝非简单罗列。 我们将从“纳米材料”的独特魅力开始。你将理解纳米尺度下量子尺寸效应、表面效应的显著体现，解析纳米颗粒、纳米线、纳米管的制备方法（如溶胶-凝胶法、化学气相沉积法）及其在电子学、光学、生物医学领域的创新应用。我们将探讨纳米材料的自组装现象，以及如何通过精确控制纳米结构来实现特定功能。 “聚合物科学”将得到全面的审视。我们将超越简单的单体聚合，深入研究聚合物的链结构、聚集态结构、高分子链的动力学行为，以及如何通过聚合方法（如自由基聚合、离子聚合、缩聚）和后修饰来调控聚合物的力学性能、热学性能、光学性能和生物相容性。你将了解到工程塑料、弹性体、生物可降降解聚合物等材料的设计原理，以及它们在日常生活和尖端科技中的重要作用。 “无机功能材料”同样不容忽视。我们将探讨陶瓷材料的晶体结构、相变与性能的关系，例如氧化物陶瓷在高温、耐腐蚀方面的优势；探索半导体材料的能带结构与导电、发光特性的关联，理解硅、锗、砷化镓等材料在电子和光电子器件中的核心地位；分析磁性材料的微观磁矩排列与宏观磁性的联系，以及它们在存储、传感领域的应用。 最后，本书将触及“智能材料”和“仿生材料”的最新进展。你将了解到形状记忆合金、液晶高分子、响应性凝胶等如何根据外界刺激（温度、光、电场、pH等）改变自身形态或性质，以及如何从自然界中提取灵感，设计出具有自修复、自清洁、自适应功能的材料。 第五部分：化学与生命、环境、能源的深度对话——可持续未来的化学蓝图 化学并非孤立存在的学科，它与生命科学、环境科学、能源科学以及人类社会的未来发展息息相关。本书的最后一章，将展现化学在解决全球性挑战中的关键作用。 你将了解到“生物无机化学”如何揭示生命体中金属离子的重要功能，例如血红蛋白中的铁、叶绿素中的镁，以及酶活性中心中的金属配位。我们将探讨金属在生命活动中的信号转导、氧化还原反应、DNA复制等方面的作用。 “环境化学”的视角将带你审视污染物的转化、迁移与归宿，解析大气、水体、土壤中的化学过程，并探讨化学在环境监测、污染治理、绿色化学中的应用。你将理解，如何通过化学手段来修复受损的生态系统，减少对环境的影响。 “能源化学”将聚焦于未来能源的探索。我们将分析化石燃料的化学转化和利用，但更重要的是，深入探讨新能源技术背后的化学原理，例如太阳能电池的光电转换机制、燃料电池的电化学反应、氢能的制备与储存、核能的链式反应与安全控制。你将看到，化学是推动能源革命、实现可持续能源供应的关键力量。 本书的结语，将以“化学家的责任与展望”为主题。我们将思考化学研究的伦理边界，强调绿色化学的理念，以及如何利用化学的智慧，为构建一个更清洁、更健康、更繁荣的未来贡献力量。 《物质的奥秘：探索无机与有机世界的精微》是一本为你量身打造的化学探索指南，它将为你提供一个与众不同的视角，让你看到化学那令人着迷的深度和广度，激发你对未知世界的好奇心，并为你在未来的学习和研究中奠定坚实的基础。

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初次翻开这本书，最深刻的感受是其内容的广度和深度达到了一个令人称赞的平衡点。它并非那种只停留在基础概念表面的入门读物，而是深入到了许多核心反应机理的探讨之中。比如，在介绍酸碱平衡那一章时，作者没有仅仅给出教科书式的定义，而是引入了多种溶剂体系下的差异性分析，结合了近期的研究成果，使得即便是已经学过基础化学的我，也从中挖掘出了新的理解角度。特别是对于热力学和动力学章节的阐述，逻辑链条构建得非常严密，从宏观的能量变化到微观的分子碰撞，层层递进，让人能够清晰地把握住“为什么会发生”和“发生得有多快”这两个关键问题。唯一的遗憾是，在讲解某些高级有机合成反应时，配图的分子轨道理论示意图略显简化，如果能辅以更详细的能量势垒剖面图，想必能更好地服务于那些有志于从事前沿研究的读者。总体而言，内容扎实，体系完整，是值得反复研读的案头必备书。

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我是在备考一个专业资格考试的冲刺阶段接触到这本书的，说实话，一开始还有些担心它会不会过于学术化，导致效率低下。然而，事实证明我的担忧是多余的。这本书的实用性体现在其对经典和现代实验技术的精妙整合上。它不仅仅罗列了操作步骤，更重要的是，它详细解释了每一步骤背后的化学原理和安全考量。比如，在处理高活性试剂时，它会用生动的语言描述如何控制温度和惰性气氛，并配有详尽的风险评估表格，这对于实验室安全规范的建立是极其宝贵的参考资料。更让我惊喜的是，书中还穿插了对常见仪器维护和故障排除的实用技巧，这些内容往往是其他教材中被忽略的“软技能”。这本书让我感觉自己不仅仅是在为考试积累知识点，更是在为未来进入实验室工作打下坚实的操作基础和风险意识。它是一本把理论与实践无缝对接的典范之作。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了哑光材质，触感细腻，拿在手里感觉沉甸甸的，透着一股专业的气息。色彩搭配上，深蓝色与少许亮黄色的点缀，既稳重又不失活力，很符合科学书籍的调性。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，图表线条分明，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。排版上，作者显然花了不少心思，内容逻辑清晰，章节之间的过渡自然流畅，阅读起来毫无滞涩感。特别是那些复杂的化学结构图和实验流程图，都以高分辨率呈现，细节之处处理得非常到位，这对于需要反复研读的理工科学生来说，绝对是一个加分项。不过，如果能再增加一些历史背景的插图或者实验发展历程的视觉化呈现，或许能让本书的文化底蕴更上一层楼，让读者在学习化学原理的同时，也能感受到科学发展的脉络和魅力。总的来说，从物理层面上看，这是一本制作精良，让人爱不释手的工具书。

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这本书的价值，或许在于它所构建的知识网络结构。它并不是孤立地讲解各个单元反应，而是巧妙地将无机、有机、物化等分支学科的知识点串联起来，展现了化学这一整体学科的内在联系。举例来说，在讨论某一催化剂的活性时，作者会回溯到其晶体结构和电子构型（物化内容），再延伸到其在目标反应中的机理选择性（有机内容），最后会联系到实际工业生产中的反应釜设计和条件优化（工程应用）。这种跨学科的视野，极大地拓宽了读者的知识边界，让人能跳出单一模块的局限，从更宏观的角度理解化学的魅力。这种体系化的梳理方式，让记忆不再是孤立的碎片，而是形成了相互支撑的知识树，使得长期知识的保留率大大提高。对于希望建立全面化学认知框架的学习者而言，这本书提供了极佳的参照系和结构蓝图。

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阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一种沉浸式的思维训练。作者的行文风格非常独特，它不倾向于那种枯燥的说教式陈述，而是大量采用设问和引导的方式，仿佛一位经验丰富的导师在身边循循善诱。例如，在处理实验误差分析的部分，书里没有直接罗列公式，而是设计了一系列贴近实际操作的场景，让读者自己去思考哪种变量最可能引入系统误差，如何通过设计更精巧的对照组来消除它。这种“做中学”的教学理念贯穿始终，极大地激发了读者的主动探索欲。我尤其欣赏其中对“为什么不这样做”的探讨，很多教材只是告诉你标准操作，而这本书会解释为什么一些看似合理的替代方案反而会大大降低产率或增加危险性。这种深层次的批判性思维培养，远超出了单纯知识传授的范畴，让读者学会了用化学家的眼光去审视和解决问题，这也是我将其视为“宝典”的重要原因。

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