Problems & Solutions to Accompany Chang's Physical Chemistry for the Chemical & Biological Sciences pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Univ Science Books

作者:Marshall, Mark

出品人:

頁數:496

译者:

出版時間:

價格:942.62元

裝幀:Pap

isbn號碼:9781891389115

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理化學
• 化學
• 生物化學
• 解答題
• 習題集
• Chang
• 物理化學問題
• 化學科學
• 生物科學
• 學習輔導

《化學與生物科學中的物理化學問題與解答：精選與拓展》 內容提要： 本書旨在為學習化學、生物科學及相關交叉學科的師生提供一套全麵且具有挑戰性的問題集與詳盡的解答。本書內容並非《張氏物理化學》（Chang's Physical Chemistry for the Chemical & Biological Sciences）的配套習題集，而是獨立開發的一套針對基礎物理化學核心概念進行深化理解與應用能力的訓練材料。本書覆蓋瞭物理化學領域內最關鍵的幾個分支：熱力學、量子化學基礎、分子光譜學、反應動力學以及統計力學在生命科學中的初步應用。 本書的結構設計旨在引導學習者從理解基本原理過渡到解決復雜、多步驟的實際問題。每章內容均始於對核心概念的簡要迴顧（不涉及詳細理論推導，僅為問題情境設定），隨後呈現精心挑選的習題，最後是詳盡、清晰的解題步驟與結果分析。 核心章節與內容概覽： 第一部分：化學熱力學進階 本部分重點在於將熱力學定律應用於非理想體係和生物過程中。 第1章：熱力學基礎與化學勢拓展： 探討理想氣體與真實氣體的偏差，著重於範德華方程、Virial方程的實際應用和參數擬閤。 深入分析化學勢在多相平衡和相變過程中的角色，特彆是針對純組分和混閤物（如溶液中的依稀度和活度概念）。 精選題目示例： 計算在不同溫度和壓力下，利用Virial係數估算氮氣在臨界點附近的偏差；分析蛋白質在不同pH環境下等電點附近的化學勢變化趨勢。 第2章：溶液熱力學與膠體體係： 側重於稀溶液的依數性，但重點轉嚮非稀溶液的熱力學處理，如活度係數的確定（使用Debye-Hückel理論的延伸，但不深入電解質理論的微觀細節）。 討論熱力學在膜分離過程中的應用，如滲透壓、逆滲透的驅動力分析。 案例分析： 針對緩衝溶液的緩衝容量的極限分析，並用熱力學方法解釋滴定麯綫的斜率變化。 第二部分：量子力學與分子結構初步 本部分著重於將量子力學的基本假設應用於簡單的分子模型，並與實驗觀測（光譜學）建立聯係。 第3章：薛定諤方程與簡單模型應用： 著重於對定態薛定諤方程的理解及其在粒子在一方盒、諧振子模型中的求解能力展示。 重點聚焦： 對“零點能”在化學意義上的解讀，以及如何使用波函數和算符的概念來預測體係的平均性質。 解題技巧： 強調正交性在計算激發態概率中的應用。 第4章：分子結構與電子結構概論： 不涉及復雜的計算化學方法，而是側重於分子軌道理論（HMO方法）在綫性共軛體係中的應用，以理解顔色和穩定性。 側重： 如何利用HMO方法預測丁二烯或苯乙烯的$pi$電子密度分布，以及由此推導齣的反應活性位點。 第三部分：分子光譜學與結構解析 本部分將理論計算與實驗數據（紅外、核磁、紫外-可見）的解釋相結閤。 第5章：振動與轉動光譜： 專注於轉動常數、轉動譜綫間距與分子慣性矩的關係。 深入分析紅外吸收的強度（偶極矩變化率）與分子振動模式的選擇定則。 實踐導嚮： 分析給定的轉動光譜數據，反推齣雙原子分子的鍵長。 第6章：電子激發光譜與光化學： 討論Beer-Lambert定律的應用極限，以及摩爾吸收係數的物理意義。 引入Jablonski圖，重點分析熒光量子産率、係間竄越等過程的競爭性動力學描述。 第四部分：化學反應動力學與機製探索 此部分是全書的核心，旨在培養學生分析反應速率數據並推導機製的能力。 第7章：速率定律與復雜反應： 涵蓋零級、一級、二級反應，並著重分析僞一級反應的識彆與處理。 難點突破： 對連串反應（$A o B o C$）的穩態近似和非穩態近似的適用性進行嚴格比較。 第8章：碰撞理論與過渡態理論（TST）： 詳細闡述阿倫尼烏斯方程的局限性，並引入碰撞理論中的碰撞截麵概念。 理論深化： 詳細解析過渡態理論中的活化吉布斯自由能、焓和熵的計算，並將其與實驗速率常數進行關聯。 第9章：催化與錶麵反應動力學： 以Langmuir吸附等溫綫為基礎，分析異相催化反應的速率方程推導。 生物催化初步： 引入Michaelis-Menten動力學模型，並要求學生通過圖形法（Lineweaver-Burk）確定$K_M$和$V_{max}$，並探討其熱力學基礎。 第五部分：統計力學基礎與生命過程關聯 本部分為高級應用，將宏觀性質與微觀分子行為聯係起來。 第10章：配 নির্ভরযোগ্য函數與宏觀性質： 詳細介紹配可靠函數（配可靠積分）在計算分子理想氣體熱力學函數（內能、熵、自由能）中的應用。 應用示例： 運用配可靠函數計算雙原子理想氣體在某一溫度下的定容熱容$C_v$。 第11章：熵與信息論的交叉： 不涉及復雜的配可靠積分計算，但側重於玻爾茲曼熵公式在理解係統無序性，特彆是信息論中“熵”的概念與物理熵的類比。 主題探討： 分析溶解過程中的熵增與自由能變化的關係，為理解生物大分子（如DNA解鏇）的熱力學驅動力打下基礎。 本書特色： 1. 獨立性與互補性： 本書的習題集是自洽的，所有必需的物理常數、必要的背景公式（除極基礎的定義外）均在題中或章末提供。它不依賴於特定教材的章節順序或特定的符號約定，而是聚焦於通用物理化學原理的深化應用。 2. 強調物理圖像： 解答部分不僅僅是數字的羅列，更側重於對結果的物理解釋，例如，一個負的活度係數在溶液中意味著什麼，或者一個高的活化熵對反應速率的影響是正嚮還是負嚮。 3. 跨學科挑戰： 包含大量源自生物物理、材料科學或環境化學的真實世界問題案例，確保學習者能將抽象的物理化學原理應用於解決實際的化學與生物科學挑戰。 4. 難度梯度設計： 每章習題難度由易到難排列，確保初學者能建立信心，而高難度題目則要求學生進行多步推理和跨章節知識的綜閤運用。 本書適閤作為大學高年級本科生或研究生課程的補充讀物，尤其適閤需要通過大量練習來鞏固和檢驗對物理化學核心概念掌握程度的自學者。

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