北京大学优秀教材·21世纪化学规划教材·基础课系列

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出版者:北京大学出版社
作者:严宣申
出品人:
页数:306
译者:
出版时间:2016-8-1
价格:CNY 46.00
装帧:平装
isbn号码:9787301274477
丛书系列:21世纪化学规划教材·基础课系列
图书标签:
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具体描述

现代化学导论:探索物质世界的基石与前沿 本书旨在为初学者构建一个全面、系统且富有启发性的现代化学知识框架。它不仅仅是一本教科书,更是一扇通往物质世界奥秘之门的钥匙,旨在培养读者严谨的科学思维和解决实际问题的能力。 全书内容组织遵循从宏观现象到微观本质的递进逻辑,内容覆盖化学学科的广度与深度,确保读者在掌握基础理论的同时,对化学的当代发展方向有所了解。 第一部分:化学的基石——原子、分子与化学键 本部分聚焦于化学现象背后的微观粒子基础。我们将深入探讨原子结构,从卢瑟福的原子模型到玻尔的能级概念,再到量子力学对电子轨道的精确描述。 1.1 原子结构与周期性: 详细介绍核外电子排布规则(如洪特规则、泡利不相容原理),并以此为基础,系统阐述元素周期表的构建原理。重点分析不同族、周期元素的物理和化学性质的周期性变化规律,包括原子半径、电离能、电子亲和能和电负性等关键参数的趋势及内在原因。 1.2 化学键的本质: 化学键是连接原子的基本力量。本章将剖析不同类型的化学键。 离子键: 考察离子晶体的形成、晶格能的计算及其对物质宏观性质(如熔点、硬度)的影响。 共价键: 深入解析价键理论(VB理论)与分子轨道理论(MO理论)。借助杂化轨道理论(sp, sp2, sp3)解释分子构象和几何形状,并引入价层电子对互斥理论(VSEPR)进行预测。 分子间作用力: 区分和比较范德华力(偶极-偶极力、伦敦色散力)和氢键的特性及其对物质状态(气、液、固)的影响。 1.3 物质的形态与结构: 探讨固体物质的晶体结构,包括立方晶系、六方晶系等基本晶体学概念,并介绍晶格缺陷对材料性能的影响。液体的结构特性,如表面张力、粘度,也将被纳入讨论范围。 第二部分:化学反应的驱动力——热力学与化学平衡 化学反应的自发性、方向和限度由热力学定律所支配。本部分旨在为读者提供一套量化描述能量转化和反应进程的工具。 2.1 化学热力学基础: 引入热力学的三个基本定律。重点阐述内能、焓($Delta H$)、熵($Delta S$)和吉布斯自由能($Delta G$)的概念及其计算方法。通过赫斯定律和标准生成焓,对复杂反应的热效应进行精确评估。 2.2 化学平衡: 化学平衡是化学研究的核心议题之一。本章详述化学平衡常数($K$)的意义、计算及其与温度、压力的关系。深入解析勒夏特列原理,指导如何通过外部条件调控平衡位置,实现反应效率的最优化。 2.3 相平衡: 讨论纯物质和混合物(如稀溶液)的相图,包括单组分相图(水的三相点)和双组分相图(如液-液萃取、共晶点)。重点解析依数性(依分子数不依分子种类)在蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低以及渗透压中的应用。 第三部分:化学反应的速率与机理 反应“能不能发生”由热力学决定,而反应“多快发生”则由反应速率理论决定。本部分关注反应的动态过程。 3.1 反应速率定律: 定义反应速率,并介绍影响速率的主要因素(浓度、温度、催化剂)。通过实验确定反应级数和速率常数,构建速率表达式。 3.2 反应动力学理论: 深入讲解碰撞理论和过渡态理论,解释活化能的概念及其在反应速率常数(阿伦尼乌斯方程)中的作用。讨论基元反应和复杂反应的反应机理,强调速率控制步骤的重要性。 3.3 催化作用: 详细区分均相催化与多相催化。阐述催化剂通过降低反应活化能,从而加速反应速率的本质机理,并简要介绍酶催化在生物化学中的重要地位。 第四部分:溶液中的化学——酸碱电离与氧化还原 水溶液是化学实验和生命活动的主要场所。本部分聚焦于溶液中重要的离子反应。 4.1 酸碱理论: 贯穿布朗斯特-洛里酸碱理论和路易斯酸碱理论。详细计算强酸、强碱溶液的 $ ext{pH}$ 值,并对弱酸、弱碱的电离平衡进行定量分析。重点讨论缓冲溶液的配制原理与 $ ext{pH}$ 缓冲能力。 4.2 水解平衡: 分析盐类溶液的酸碱性,阐述水解反应的程度,并结合酸碱电离常数进行计算。 4.3 氧化还原反应: 介绍氧化数规则与配平方法(如半反应法)。深入解析电化学电池(原电池和电解池)的原理,理解标准电极电势($E^circ$)的意义及其与吉布斯自由能、平衡常数之间的定量联系。对腐蚀与防护进行简要讨论。 第五部分:化学的广阔前沿 为了展现化学作为中心科学的活力,本部分将目光投向现代化学研究的前沿领域。 5.1 配位化学导论: 介绍配位化合物的基本结构(中心原子、配体、配位点位)。讨论晶体场理论(CFT)和配位场理论(LFT)对过渡金属配合物颜色、磁性和稳定性的解释。 5.2 现代合成与材料化学: 简要介绍有机合成化学中的重要反应类型,如亲电取代、亲核加成等。同时,引入高分子化学的基本概念,如聚合反应的类型与聚合物的结构-性能关系。探讨纳米材料在化学、物理和工程领域的交叉应用潜力。 5.3 环境与可持续化学: 讨论化学在解决全球性环境问题中的角色,包括清洁能源(如燃料电池)、绿色溶剂的使用、原子经济性反应的设计,以及化学如何促进资源的可持续利用。 本书特色: 概念清晰化: 每一个核心概念都配有详尽的文字解释和直观的图示辅助理解。 计算实例丰富: 包含大量的例题和习题,覆盖不同难度级别,旨在巩固理论知识并训练计算技能。 联系实际: 章节中穿插“化学与生活”、“化学与工业”等拓展阅读材料,帮助读者建立理论与现实世界的桥梁,激发学习兴趣。 学习本书后,读者将不仅掌握化学学的基本规律和方法,更能体会到化学这门学科在理解自然界、指导技术创新中的不可替代的核心地位。

作者简介

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读后感

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用户评价

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作为一名化学初学者,我常常为复杂的化学反应式感到头疼,尤其是那些涉及多步反应和中间产物的过程。然而,这部教材在这方面提供了极大的帮助。它不仅仅是简单地列出反应式,而是从反应机理的角度,一步一步地剖析了反应的发生过程。通过对过渡态、活化能等概念的详细讲解,我开始能够理解为什么某些反应容易发生,而另一些则需要特殊的条件。书中还穿插了大量精心设计的例题,这些例题不仅巩固了我们对理论知识的理解,更重要的是,它们展示了如何将理论知识应用于解决实际问题。 我尤其欣赏的是,教材在介绍不同化学领域时,都尽可能地强调了它们之间的联系。例如,在讲解有机化学的官能团时,书中并没有将它们孤立地呈现,而是与无机化学中的元素性质以及物理化学中的热力学、动力学原理相结合,揭示了官能团的反应性是如何由其电子结构和能量状态决定的。这种跨学科的视角,让我对化学这门学科的整体有了更深刻的认识,也打破了我之前对不同化学分支的刻板印象。书中的一些思考题也非常有启发性,它们引导我去探索更深层次的问题,而不是仅仅停留在表面。

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这本书的语言风格非常适合我们这些非母语为中文的学习者。虽然学术性很强,但整体上读起来并不费力。作者在遣词造句上非常讲究,力求准确性和简洁性,避免了不必要的晦涩难懂的术语堆砌。即使是第一次接触到的概念,通过书中清晰的定义和生动的例子,也能较快地理解。我很喜欢书中对于一些关键概念的类比和比喻,它们帮助我将抽象的理论与日常生活中熟悉的现象联系起来,从而加深了记忆。 此外,教材的排版设计也让人眼前一亮。字体大小适中,行距合理,使得长时间阅读也不会感到疲劳。重要的概念和公式都用醒目的方式呈现,方便我们查找和复习。书中还配有大量的插图和表格,这些视觉元素不仅美化了版面,更重要的是,它们直观地展示了复杂的化学结构、过程和数据,极大地提升了学习效率。我尤其喜欢书中对于一些三维分子结构的渲染,它们比简单的平面示意图更能帮助我们理解分子的空间构型。

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这本书的出版,无疑为我们这些正在攻读化学专业的学生带来了一股清流。一直以来,对于化学这门学科的理解,总感觉有些零散,概念的连接不够顺畅。但当我翻开这部教材时,立刻被它清晰的逻辑脉络和严谨的结构所吸引。作者在阐述每一个基本概念时,都力求做到深入浅出,从最基础的原理讲起,逐步引导读者深入到更复杂的理论层面。比如,在讲解原子结构时,书中不仅罗列了各种模型的发展历程,更重要的是,它详细分析了每个模型提出的背景、解决了哪些问题,以及它的局限性,这使得我们不再是被动地记忆,而是主动地去理解这些科学思想的演变。 再者,教材中大量引用的经典实验案例,更是将抽象的理论具象化。那些我们只在书本上读到过的伟大的化学发现,通过详实的实验步骤、精美的图示以及对实验结果的深刻剖析,仿佛就在眼前发生。这不仅激发了我们对化学实验的热情,更让我们体会到科学研究的严谨与魅力。例如,在介绍化学键的形成时,书中不仅讲解了共价键、离子键等基本类型,还通过对分子轨道理论的深入阐述,让我们理解了键的性质及其在分子中的分布,这对于预测分子的性质和反应活性至关重要。书中的图表设计也相当出色,每一个示意图都恰到好处地突出了重点,帮助我们理解复杂的概念。

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作为一名对化学的未来发展充满憧憬的学生,我非常关注教材中对于化学前沿领域的介绍。这部教材在这方面做得相当出色,它并没有止步于经典的化学理论,而是积极地将一些最新的研究成果和发展趋势融入其中。虽然这些内容可能比较前沿,但作者通过清晰的语言和恰当的示例,使得我们这些初学者也能对其有所了解,并从中获得启发。 书中对一些新兴技术在化学研究中的应用,例如光谱技术、计算化学等,进行了生动的介绍。这让我认识到,现代化学研究早已不是孤立的实验和理论,而是与先进的技术手段紧密结合。这种前瞻性的视野,对于我们未来的学习和科研方向的选择,具有重要的指导意义。书中的一些参考文献列表,也为我提供了进一步深入研究的线索。

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我必须说,这本书在图示和示例的选择上,展现了作者的匠心独运。每一张插图都不仅仅是装饰,而是承担着传递关键信息的任务。无论是分子结构图、反应机理示意图,还是实验装置图,都绘制得清晰、准确、富有表现力。它们有效地弥补了文字描述的不足,让我们能够更直观地理解抽象的化学概念。 更让我惊喜的是,书中提供的示例问题,覆盖了从基础概念应用到综合性问题解决的各个层面。这些示例不仅仅是给出答案,更重要的是,它们详细地展示了解决问题的思路和步骤,让我们能够学会如何运用所学的知识去分析和解决实际问题。我尤其喜欢那些需要结合多个章节知识才能解决的综合性问题,它们极大地锻炼了我的分析能力和解题技巧。

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这本书的内容组织是其最大的亮点之一。它遵循了由浅入深、由具体到抽象的教学原则,使得学习过程循序渐进,毫不生涩。作者非常善于将复杂的概念分解成易于理解的单元,并通过逻辑严谨的论证过程,将这些单元逐步构建成完整的知识体系。我发现,在阅读过程中,我能够清晰地追踪到每一个概念的来龙去脉,并且能够自如地在不同章节之间建立起联系。 尤为值得称赞的是,教材在介绍每一个重要理论时,都提供了充分的背景信息和理论依据。这不仅仅是简单的知识传授,更像是对这些科学思想的溯源。例如,在讲解量子化学时,书中不仅介绍了薛定谔方程,还追溯了其提出背后的物理学基础和数学工具。这种深度挖掘,使得我们不仅知其然,更能知其所以然。书中的附录部分也提供了非常丰富的参考资料,方便我们进一步的探索。

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我不得不说,这本书在语言的流畅性和逻辑的连贯性方面,达到了一个非常高的水平。作者在组织内容时,充分考虑到了读者的认知规律,使得知识的传递过程如同行云流水一般。每一个章节的引入都自然而然,过渡也十分平滑,不会让人感到突兀。 更重要的是,作者在讲解过程中,始终保持着一种鼓励探索的态度。书中会提出一些开放性的问题,引导读者去思考,去尝试自己去解决。这种互动式的学习方式,极大地激发了我的学习兴趣和主动性。我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到知识的构建过程中。书中的案例分析也非常具有启发性,让我看到了化学理论在实际应用中的强大力量。

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作为一名对化学理论性要求较高的学生,我对教材的严谨性和深度有着很高的期待。而这部教材,无疑超出了我的预期。它在概念的定义、理论的推导以及公式的应用方面,都做到了极高的精确性。书中对每一个公式的推导过程都清晰呈现,并解释了其中涉及的物理和数学原理,这让我能够真正理解公式的含义,而不仅仅是死记硬背。 我在学习过程中,时常会遇到一些令我困惑的细节问题,但几乎每次都能在这本书中找到满意的解答。作者在处理一些有争议的理论观点时,也展现了科学的审慎态度,客观地呈现不同的观点,并引导读者进行批判性思考。这种科学的严谨性,对于培养我们严谨的科研态度至关重要。书中的索引设计也非常完善,方便我快速定位到我需要查找的章节和概念。

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这部教材的整体风格非常统一,但又在细节处展现了作者独特的教学理念。从序言到最后的附录,都洋溢着严谨求实的科学精神。作者在讲解每一个概念时,都强调了其科学背景、发展历程以及在整个化学知识体系中的地位,这使得我们能够建立起一个完整而系统的化学认知框架。 我特别欣赏教材中对一些“误区”或“难点”的特别强调。作者会提前预警,并给出详细的解释,帮助我们避免走弯路。例如,在讲解同位素概念时,作者特意指出了同位素的化学性质几乎相同,但物理性质有所差异,并解释了原因。这种细致入微的讲解,极大地提升了学习的效率和准确性。书中的术语表也相当详尽,帮助我理解和记忆专业术语。

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作为一个对化学充满好奇心的学生,我一直渴望能够从更宏观的视角去审视这门学科。而这部教材,恰恰满足了我的这一需求。它并没有仅仅停留在对基础知识的罗列,而是深入探讨了化学在现代社会中的应用,以及它与其他学科的交叉融合。书中对于化学发展史的梳理,也让我对化学科学的演进有了更清晰的认识,了解了那些伟大的科学家是如何一步步推动化学进步的。 书中对一些前沿化学领域的介绍,虽然篇幅不长,但足以激发我的兴趣,让我对未来的学习方向有了更明确的规划。例如,对于材料化学、生物化学等领域的初步涉猎,让我看到了化学在解决人类面临的重大挑战中所扮演的重要角色。教材中对于一些科学伦理和环境保护的讨论,也培养了我作为一名化学工作者的责任感。我感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在接受一种科学思维的训练。

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难度介于高中化学和大学元素化学之间,还不错。

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难度介于高中化学和大学元素化学之间,还不错。

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难度介于高中化学和大学元素化学之间,还不错。

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难度介于高中化学和大学元素化学之间,还不错。

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难度介于高中化学和大学元素化学之间,还不错。

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