Fundamentals of Biochemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Voet, Donald/ Pratt, Charlotte W./ Voet, Judith G.

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页数:0

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价格:17.05

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isbn号码:9780470228432

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物质与生命的交织：深入探索普通化学原理 本书旨在为读者提供一个坚实、全面的普通化学基础，帮助理解物质的构成、性质以及相互作用的规律。我们聚焦于化学的基石，从最基本的原子结构和元素周期律入手，逐步深入到分子间的作用力、化学键的形成，以及宏观现象背后的微观机制。 第一部分：物质的基石——原子、分子与化学计量学 本部分将带领读者进入化学世界的微观领域。我们将详细阐述原子的结构，包括原子核的构成、电子的排布，以及同位素的概念。通过量子力学的基本原理，我们解释了电子如何围绕原子核运动，并引入了原子轨道（s, p, d, f）的概念，这对于理解分子形状至关重要。 随后，我们将探讨元素周期表——化学家的“地图”。深入分析元素在周期表中的位置如何决定其化学性质的规律性变化，包括电负性、电离能和原子半径的趋势。理解周期律是预测反应活性的关键。 化学计量学是连接微观世界与宏观测量的桥梁。本书详细讲解了摩尔的概念、相对原子质量和分子量的计算。我们将使用大量实例，演示如何进行化学方程式的配平，并运用化学计量学原理解决质量、物质的量以及反应产率的实际问题。此外，气体定律（如理想气体定律、波义耳定律和查理定律）及其在不同状态下气体行为的分析，也将占据重要篇幅，帮助读者理解宏观状态变量如何相互关联。 第二部分：分子间的舞蹈——化学键与结构 分子是如何形成的？为什么有些物质易于溶解在水中，而有些则不然？这些问题的答案都隐藏在化学键的形成机制中。 我们首先深入解析离子键的形成过程，讨论电荷转移的本质以及晶格能对化合物稳定性的影响。接着，我们将重点分析共价键，解释电子共享的原理。为了更精确地描述键的性质，本书引入了路易斯结构式的绘制方法，并详细阐述了价层电子对互斥理论（VSEPR），用以预测和理解分子的三维几何构型。分子形状直接决定了其物理和化学性质。 理解极性是理解分子间相互作用的前提。我们将探讨键的极性和偶极矩的概念，以及分子整体偶极矩的计算。基于此，本书将系统性地介绍范德华力（包括伦敦色散力）、偶极-偶极力以及至关重要的氢键。这些分子间的作用力是解释物质熔沸点、溶解性、表面张力和粘度等宏观特性的核心理论。 第三部分：化学变化的驱动力——热力学与化学反应速率 任何化学过程的发生都离不开能量的驱动和速率的限制。本部分将化学系统置于热力学的框架下进行考察。 我们从热力学第一定律（能量守恒）出发，定义了内能、功和热。随后，详细阐述了焓（Enthalpy）的概念，并通过赫斯定律来计算复杂反应的标准焓变。接下来，我们将引入决定反应自发性的两个关键函数：熵（Entropy）和吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）。通过对 $Delta G$ 的分析，读者将能够预测在一个给定温度下，一个反应是否能够自发进行，以及反应的平衡位置。 反应速率的研究——化学动力学，解释了为什么有些反应瞬间完成，而有些则需要数年时间。我们将定义反应速率，并解释速率定律中反应物浓度的指数关系。影响速率的核心因素——活化能和反应机理将被深入探讨。过渡态理论和阿伦尼乌斯方程将提供一个量化温度对速率影响的模型。此外，催化剂的作用机制——即通过提供替代路径降低活化能——也将被清晰阐述。 第四部分：平衡状态的动态视角——化学平衡与酸碱理论 自然界中的许多过程并非完全走向终点，而是达到一个动态的平衡状态。本部分将聚焦于描述和量化这种平衡。 化学平衡的理论基础是质量作用定律，即平衡常数 $K$ 的定义。我们将学习如何根据反应的化学计量关系和温度变化来计算和应用 $K$ 值，以预测平衡混合物中产物的相对量。勒夏特列原理将作为核心工具，指导我们理解外界条件（如浓度、压力和温度）变化如何使体系“移动”以缓解这种变化，从而恢复新的平衡。 酸碱化学是普通化学中应用最广泛的领域之一。本书采用布朗斯台德-洛瑞酸碱理论作为核心框架，清晰定义酸和碱，并引入共轭酸碱对的概念。我们将详细讨论水溶液的离子积常数和 $ ext{pH}$ 值的计算，这是理解水溶液特性的基础。本书将系统性地介绍强酸强碱和弱酸弱碱的解离平衡，并使用缓冲溶液的Henderson-Hasselbalch方程来分析其稳定体系的能力。滴定曲线的分析将把理论与实验测量紧密结合，涵盖强酸/强碱、弱酸/强碱等常见滴定体系的等效点和半等效点。 第五部分：电化学——电子的流动与化学能的转化 本部分探讨化学反应与电能之间的相互转化，这是理解电池、电解和腐蚀现象的基础。 我们将从氧化还原反应的识别和配平入手。然后，引入电极电势的概念，使用能斯特方程来计算非标准条件下的电池电动势（EMF）。我们将区分原电池（Galvanic Cells）的工作原理和电解池（Electrolytic Cells）的应用。对于原电池，我们将关联吉布斯自由能与电池电动势，以确定其自发性。在电解部分，法拉第电解定律将用于量化通过电解反应转移的电荷量与物质的量的关系，为工业电镀和金属提纯提供理论支持。 通过对这五大核心领域的系统学习，读者将建立起对物质世界的深刻理解，掌握分析和解决复杂化学问题的基本工具和思维方式。本书的编写风格力求严谨而不失条理，注重概念的内在联系，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。

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