工业化学漫谈--科海漫游丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京师范大学出版社

作者:张文朴

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:1997-11

价格:10.30

装帧:平装

isbn号码:9787303044948

丛书系列:科海漫游

图书标签:

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《分子之舞：现代化学的奇妙旅程》 内容简介 本书旨在带领读者穿越宏大而精密的现代化学世界，从基础的原子结构、化学键的奥秘，一直延伸到前沿的材料科学、绿色化学以及生物化学的交叉领域。全书力求以生动、直观的方式，揭示化学这门“中心科学”如何塑造了我们所处的物质世界和技术文明。 第一章：物质的基石——原子与元素的新视界 本章将重新审视我们对物质最基本构成的理解。我们不再仅仅满足于卢瑟福模型或波尔模型，而是深入探讨量子力学如何精确描述电子的轨道和能量状态。通过对原子轨道杂化理论的细致剖析，读者将理解为何碳原子能构建出无比多样的有机分子骨架。随后，我们将聚焦于周期表背后的深刻逻辑，不再将其视为简单的元素排列，而是理解元素周期性规律如何指导了新元素的预测与合成，以及过渡金属和稀土元素在现代工业中的独特电子结构贡献。本章还会引入同位素的原理与应用，阐述核反应与稳定态同位素在环境监测、地质年代测定乃至能源领域中的关键作用。 第二章：键合的艺术——从离子到超分子 化学反应的本质在于键的形成与断裂。本章将系统梳理化学键的分类与特性。除了经典的离子键、共价键和金属键，我们将重点阐述共价键的方向性与立体结构对物质宏观性质的决定性影响，例如晶格能与熔点之间的定量关系。随后，本书将迈入更为精妙的范畴：分子间作用力。范德华力、氢键、π-π堆积等微弱但至关重要的相互作用，如何控制了水的宏大特性、蛋白质的折叠，乃至液晶显示材料的排序。最后，本章将以超分子化学的概念收尾，探讨如何利用这些非共价键合，构建具有特定功能的“自组装”纳米结构，这是迈向智能材料的第一步。 第三章：化学反应的动力学与平衡 理解“什么会发生”仅仅是第一步，更重要的是理解“反应的速率与限度”。本章将深入探讨化学热力学的核心——吉布斯自由能，用以判断反应在特定条件下的自发性。在此基础上，我们将转向反应动力学。速率定律的推导、活化能的概念，以及催化剂——化学反应的“魔术师”——如何通过降低反应能垒而加速过程。我们将详细分析均相催化与多相催化的机制，特别是工业中广泛应用的费托合成和氨合成过程中的催化剂设计哲学。此外，对于化学平衡，我们不仅学习勒夏特列原理，更会探讨在非平衡态（如光化学反应）中如何通过持续能量输入来维持和驱动复杂的化学过程。 第四章：有机化学的广袤天地 有机化学是研究碳的化学，也是生命化学的基础。本章将构建一个清晰的有机化合物分类体系，从烷烃、烯烃、炔烃的基础结构，过渡到芳香族化合物的特殊稳定性。我们将重点解析官能团的反应特性，例如醇、醛、酮、羧酸及其衍生物的经典转化。对于有机合成方法学，本书将着重介绍几种具有里程碑意义的反应，例如格氏反应（构建C-C键的基石）、狄尔斯-阿尔德反应（构建环状结构的高效途径），以及现代有机化学中不可或缺的不对称催化技术，探讨如何精确控制产物的立体构型，这对于药物分子至关重要。 第五章：无机化学的结构与功能 无机化学关注的范畴更为广泛，涵盖了周期表上除碳氢化合物以外的大部分元素。本章将聚焦于配位化学。配位化合物的几何构型、晶体场理论与配位场理论如何解释了过渡金属配合物的颜色、磁性以及催化活性。我们还会探讨固体化学的基础，理解晶体结构对材料性能的影响，例如离子导电性、半导体特性以及超导现象的微观解释。此外，酸碱理论将被扩展到非水体系（如熔盐和有机溶剂），并介绍路易斯酸碱理论在现代化学反应中的指导作用。 第六章：材料科学的化学驱动力 化学是创造新物质的科学，本章将聚焦于如何基于化学原理设计和制造具有特定功能的先进材料。我们将讨论高分子化学，从聚合反应的机理（自由基、配位、逐步增长）到聚合物的形貌控制，例如热塑性塑料与热固性树木的结构差异。在功能材料方面，本书将详细介绍陶瓷材料（如氧化锆、碳化硅）的韧性与耐高温性来源，以及半导体材料（如硅、砷化镓）的掺杂技术如何调控其导电性能。最后，我们将展望纳米化学领域，探索尺寸效应如何改变了传统材料的化学和物理性质，例如量子点和金属纳米粒子的特殊光学行为。 第七章：化学与可持续发展的未来 面对全球性的环境挑战，化学工业正经历一场深刻的绿色转型。本章将探讨绿色化学的十二项原则，并阐述如何在合成路线设计中体现原子经济性、使用环境友好的溶剂（如超临界二氧化碳、离子液体）。我们将深入分析能源化学的前沿进展，包括新型电池技术（锂离子电池的电极材料与电解液优化、固态电池的挑战）、太阳能光电转换材料（染料敏化太阳能电池与钙钛矿电池的化学机制），以及碳捕集与转化（CCU）的化学策略。本书最后将强调化学在生物技术交叉领域的作用，例如药物递送系统的设计、生物相容性材料的开发，以及对生命过程分子机制的解析。 本书结构严谨，内容涵盖广博，力求在保证科学准确性的前提下，激发读者对物质世界深层规律的好奇心与探索欲。它不仅是化学专业人士的参考读物，更是所有对构建现代世界的化学力量抱有兴趣的求知者的理想指南。

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这本书的叙事节奏把握得极其精妙，不像某些科普读物上来就抛出一堆专业术语，而是采用了非常平缓的“故事化”导入。作者很擅长抓住那些看似微不足道，实则影响深远的化学发现作为切入点。比如，它从一种日常用品的诞生讲起，逐步深入到背后的复杂合成路线，这种层层剥开的结构，让读者感觉自己像个侦探，在历史的迷雾中寻找真相。我特别欣赏作者那种穿梭于历史与现代之间的叙述技巧，时而聚焦于某个实验室里科学家们为了一丝突破而彻夜不眠的场景，时而又跳跃到今天我们如何依赖这些成果生活。这种时间轴上的跳跃，让原本静态的化学知识变得鲜活、具有戏剧张力，完全没有传统教科书的刻板印象。读完一个章节，总有一种“原来如此”的豁然开朗，而非“我看了什么”的茫然失措。

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这本书给我最大的启发在于它对“创新”过程的描绘。它不仅仅是罗列了那些重大的工业成就，更是细致地还原了科学家们在面对“瓶颈”时的思维模式。很多时候，突破性的发明并非源于一个突然的灵感爆发，而是无数次失败、细微调整和对现有知识体系的质疑积累的结果。书中花了大量篇幅去讨论那些被历史边缘化的“失败案例”，指出正是这些看似走入死胡同的研究，才最终指明了正确的方向。这种对探索过程的忠实记录，极大地鼓舞了我在自己专业领域内面对困难时的态度。它让我明白，工业化学的发展史，本质上是一部人类不屈不挠、不断试错的精神史。这本书读下来，不仅是学到了知识，更像是上了一堂关于如何面对挑战、如何进行系统性思考的生动课程，收获颇丰。

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语言风格上，这本书的作者显然是一位极其有经验的化学家或科普作家，他成功地搭建了一座横跨专业人士与普通大众之间的“沟通桥梁”。他没有回避那些关键的化学反应原理，但处理方式绝对是“化繁为简”的典范。比如，当解释聚合反应的机理时，他没有直接使用复杂的反应动力学方程，而是巧妙地用“乐高积木的无限连接”或者“串珠成链”这样的比喻来打比方。这些生动的类比，让原本抽象的分子间作用力变得可感可知。我感受不到任何故作高深的卖弄，只有一种真诚的分享欲。这使得即便我对某些具体化学分支了解不多，也能轻松跟上思路，并且在脑海中构建出清晰的图像，而不是被一堆术语团团围住。这种行文的流畅性，是衡量一本优秀科普读物的重要标准，而这本书无疑做到了极致。

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我必须指出，这本书在“深度挖掘”方面的处理非常到位，它没有满足于停留在表面现象的介绍，而是深入剖析了工业化学背后的伦理困境和社会影响。很多化学品的发明无疑推动了人类文明的进步，但其伴随的环境污染和资源消耗问题，也同样是无法回避的沉重话题。作者以一种近乎冷静的笔触，平衡地展示了科技的“双刃剑”效应。这让我开始重新审视那些我们习以为常的工业产品，思考它们在生命周期中对地球造成的影响。这种批判性的视角，使得这本书超越了一般的知识普及，上升到了哲学思辨的层面。它迫使读者跳出“有用/无用”的简单二元对立，去思考人与自然、技术与社会之间复杂且微妙的相互作用关系。读完后，我感觉自己的知识结构里多了一个重要的维度——责任感。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面色彩饱和度很高，那种复古的油画质感，一下子就把我带回了那个工业革命的黄金年代。我原本以为这种题材的书籍会很枯燥，充满了晦涩难懂的公式和流程图，但拿到手上后才发现，作者在排版和插图的选择上花了不少心思。那些老旧的工厂照片、精密的化学仪器手绘图，穿插在文字之间，使得阅读过程变成了一种视觉上的享受。尤其是内页纸张的质感，摸起来很厚实，油墨印得很清晰，完全没有廉价印刷品的味道。这种对细节的打磨，无疑提升了阅读体验的档次，让人愿意花更多时间去细细品味。毫不夸张地说，光是这本书本身的实体，就足以成为我书架上的一道风景线，那种沉甸甸的、知识充实的重量感，是电子书无法替代的。

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