Chemistry from First Principles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Boeyens, Jan C.A.

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 123.17

装帧:

isbn号码:9781402085451

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 物理化学
• 量子化学
• 计算化学
• 从头算
• 分子结构
• 化学键
• 热力学
• 统计力学
• 化学原理

《化学的基石：洞悉物质本质的科学之旅》 化学，这门研究物质结构、性质、变化及其规律的学科，宛如一座宏伟的殿堂，其深邃之处吸引着无数求知者。而通往这座殿堂的路径，并非总是充满了曲折晦涩的公式和难以理解的概念。许多时候，最直观、最深刻的理解，恰恰源于对事物最根本、最原始原理的追溯。 《化学的基石：洞悉物质本质的科学之旅》正是这样一本致力于带您踏上追本溯源之旅的书籍。它并非是一本枯燥的教科书，更像是一位循循善诱的向导，引领您拨开层层迷雾，直抵化学世界的根本。本书的核心理念在于“从第一原理出发”，这意味着我们将抛开对繁复模型和复杂理论的依赖，回归到那些最基本、最普适的物理定律和化学思想。通过这种方式，我们不仅能够理解“是什么”，更能深刻洞悉“为什么”。 第一部分：原子与分子的微观宇宙——构建化学理解的基石 本书的开篇，我们将一同潜入原子与分子的微观世界，这是构成一切物质的基础。我们不会仅仅停留在“原子是构成物质的基本单元”这样的概念上，而是会深入探讨： 原子的结构与电子的行为： 了解原子核的构成，质子、中子的作用，以及电子如何在原子轨道中运动。我们将解释量子力学如何深刻地改变了我们对电子状态的理解，从简单的玻尔模型逐步过渡到更精确的原子轨道理论。我们将探讨不同元素的电子排布如何决定了它们的化学性质，以及周期表背后蕴含的深刻规律。例如，我们为何会看到同族元素性质相似？为什么原子半径会随着周期和族的变化而呈现特定的趋势？这些问题的答案，都隐藏在电子的能量状态和空间分布之中。 化学键的本质： 离子键、共价键、金属键……这些看似简单的分类背后，蕴含着能量的交换和电子的共用。本书将深入剖析这些化学键的形成机制，从静电吸引到轨道重叠，再到能量的最低原理。我们会解释为什么某些元素倾向于失去电子形成阳离子，而另一些则倾向于获得电子形成阴离子，以及它们如何通过静电吸引力结合成离子化合物。对于共价键，我们将详细讲解电子对的共享如何形成稳定的分子，并探讨极性共价键的形成及其对分子性质的影响。金属键的独特之处，即自由电子的“海洋”，也将得到详尽的阐述，这解释了金属的导电性、延展性等一系列特性。 分子的形状与性质： 分子并非是孤立存在的点，它们的空间排列形状，即分子构型，对它们的物理和化学性质有着决定性的影响。我们将运用价层电子对斥力理论（VSEPR）等原理，预测和解释各种分子的几何形状。例如，为什么水分子是弯曲的，而二氧化碳分子是线性的？这种形状差异如何影响分子的极性，进而影响它们的溶解性、沸点等宏观性质？我们将通过一系列生动形象的例子，让您直观地理解分子构型与宏观性质之间的联系。 第二部分：化学反应的驱动力与调控——理解物质转化的奥秘 化学的魅力不仅在于描述物质的静态结构，更在于揭示物质如何发生转化。本书将深入探究化学反应的本质，以及影响其发生和速率的关键因素。 能量与化学反应： 反应是吸热还是放热？为什么有些反应需要加热才能进行，而有些反应一旦开始便能持续进行？我们将从热力学的第一定律——能量守恒定律出发，理解反应热的来源，以及焓变（ΔH）如何表征反应过程中能量的得失。我们将介绍标准生成焓、燃烧焓等概念，并解释它们在计算反应热中的应用。更进一步，我们将引入吉布斯自由能（ΔG）的概念，阐释它如何同时考虑焓变和熵变，从而更全面地预测反应的自发性。 反应速率与机理： 为什么有的反应瞬间完成，有的则需要数年甚至更长的时间？我们将探讨反应速率的影响因素，如反应物浓度、温度、催化剂等。本书将详细阐述碰撞理论和过渡态理论，解释微观粒子碰撞的有效性如何决定反应速率。我们将引入化学动力学的概念，包括速率方程、速率常数，并解释如何通过实验测定这些参数。此外，我们还将探讨一些简单的反应机理，揭示反应并非一步到位，而是通过一系列中间步骤完成的。 化学平衡与方向性： 并非所有的化学反应都能进行到底。许多反应都存在一个动态平衡，正反应和逆反应速率相等。我们将深入理解可逆反应的动态平衡概念，以及勒夏特列原理如何预测平衡受外界条件改变时发生移动的方向。通过对平衡常数（K）的讨论，我们可以量化反应进行到什么程度，以及如何通过改变反应条件来优化产物的生成。 第三部分：溶液中的化学——探索我们熟悉的世界 我们生活的世界，大部分物质都以溶液的形式存在。无论是海洋、血液，还是我们日常使用的清洁剂，都离不开溶液化学。 溶液的组成与性质： 什么是溶质？什么是溶剂？浓度是如何表示的？我们将从摩尔浓度、质量分数、摩尔ality等基本概念出发，系统讲解溶液的组成表示方法。本书将深入探讨溶液的依数性，如蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压。这些性质的产生，并非源于溶质本身的性质，而是其“数量”对溶剂性质造成的改变，揭示了溶液的微观构成对其宏观性质的深刻影响。 酸碱的本质与理论： 酸和碱是化学中最为基础也最为重要的概念之一。本书将从阿伦尼乌斯酸碱理论开始，逐步深入到布朗斯特-劳里酸碱理论和路易斯酸碱理论。我们将详细解释质子得失、电子对接受与给予等核心概念，并阐释它们如何统一地解释各种酸碱反应。我们将探讨强酸、强碱、弱酸、弱碱的区别，以及酸碱中和反应的本质。 氧化还原反应——电子的转移游戏： 氧化与还原，是化学反应中最为普遍的转化形式之一。我们将从电子得失的角度，清晰地定义氧化态，并运用化合价变化来识别氧化还原反应。本书将深入讲解氧化还原反应的配平方法，以及氧化剂和还原剂的作用。我们将通过电化学电池的例子，生动地展示氧化还原反应如何转化为电能，以及电化学在现代科技中的重要应用。 第四部分：结构与性质的关联——化学的逻辑之美 化学的核心在于理解结构如何决定性质。本书的最后一部分，将致力于强调这一点，并通过一些重要的化学类别来展示这种关联的逻辑之美。 有机化学的基本骨架： 碳元素的独特性，使其能够形成千变万化的有机分子。我们将介绍碳链、碳环、官能团等基本概念，并阐释它们如何组合形成庞大的有机化合物家族。我们将简要介绍一些基本的有机反应类型，如取代、加成、消除反应，并理解它们在构建复杂有机分子中的作用。 无机物的多样性与规律： 从金属到非金属，从简单化合物到复杂配合物，无机物的世界同样丰富多彩。本书将通过对典型无机物类别的介绍，如氧化物、氢化物、盐类等，来展示无机化学的规律性和系统性。我们将强调不同元素在周期表中的位置如何影响它们的化合物性质，以及元素周期律在理解无机化学中的指导意义。 《化学的基石：洞悉物质本质的科学之旅》旨在提供一种全新的学习化学的视角。它强调通过理解基本原理来构建扎实的化学知识体系，而不是死记硬背繁复的公式和结论。本书的目标是让您在阅读过程中，能够深刻体会到化学学科的逻辑性、系统性和强大解释力，从而在面对新的化学问题时，能够具备分析和解决问题的能力。无论您是初次接触化学的学生，还是希望深入理解化学原理的进阶学习者，本书都将是您探索物质世界奥秘的理想伙伴。通过本书，您将不仅仅是学习化学知识，更是学习如何以一种科学的、理性的方式去观察和理解我们周围的世界。

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