有机化学实验

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出版者:
作者:赵斌 编
出品人:
页数:291
译者:
出版时间:2009-7
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787811252460
丛书系列:
图书标签:
  • 有机化学
  • 化学实验
  • 大学教材
  • 实验教学
  • 有机化合物
  • 化学分析
  • 实验技能
  • 高等教育
  • 理学
  • 教学参考书
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具体描述

《有机化学实验》内容简介:有机化学实验是大学化学实验教学中极为重要的一部分,通过实验可以使学生加深对有机化学基本理论和知识的理解、训练学生的实验技能、培养学生的科研素质和创新能力。本实验教材是在大学化学实验课程体系和课程内容改革的背景下编写的。本教材以加强基础、提高实验技能、培养科学素养、发展研究创新能力为目标,将有机化学实验分为有机化学实验基本操作、有机化合物的分离提纯与表征技术、有机化合物的制备及表征、多步合成实验、综合设计实验及文献实验等五个模块。

有机化学实验的基本操作模块是有机化学实验最基本的内容,包括玻璃仪器的洗涤与保养、称量与移液、简单玻璃加工、搅拌、加热、回流、冷却、干燥、抽真空操作、微波合成装置的使用、旋转蒸发仪的使用、气体钢瓶的使用、气体的吸收等内容,重点强化实验基本操作的规范化和仪器的正确使用,为学生顺利进行合成实验打下基础。

好的,这是一份关于《高级无机化学原理》的详细图书简介,字数控制在1500字左右,内容详尽,力求自然流畅,不含任何明显的AI痕迹: --- 《高级无机化学原理》图书简介 第一部分:宏大视野与理论基石 《高级无机化学原理》是一部旨在为化学、材料科学、化学工程及相关交叉学科领域的研究生和高年级本科生提供深刻、全面且前沿的无机化学理论框架的权威性著作。本书超越了基础无机化学中对元素周期表和基础化合物的简单描述,深入探讨了构成现代无机科学核心的量子力学基础、对称性原理、配位化学的电子结构理论、固态化学的能带理论,以及在极端条件下物质行为的精妙规律。 本书的核心目标在于构建一个统一的理论视角,使读者能够从第一性原理出发,理解和预测无机化合物的结构、反应性、物理性质(如磁性、光学活性、电学特性)及其在催化、储能和新材料开发中的应用潜力。 第一章:群论与分子对称性在化学中的应用 本章伊始,我们将系统地回顾并深化对群论在化学问题解决中的应用。对称性不仅是抽象的数学概念,更是理解分子轨道、晶体场、光谱选择性规则和化学反应选择性的基础工具。我们将详细解析点群、空间群的构建,着重讲解如何利用不可约表示来推导分子的振动模式、电子态的简并性,并明确指出这些理论工具如何直接指导光谱学的解释(如红外、拉曼和电子光谱)。对于复杂的过渡金属配合物和晶体结构,群论的应用不再是辅助工具,而是不可或缺的逻辑框架。 第二章:量子力学基础与分子轨道理论的深化 本部分是理解所有现代无机化学的核心。我们从薛定谔方程的求解起点出发,重点讨论基于组态相互作用(CI)和密度泛函理论(DFT)的计算化学方法在无机体系中的实际应用。章节将详述分子轨道理论(MO)在处理多原子体系,特别是包含d区和f区元素体系时的局限性与改进,例如使用相对论效应修正轨道能级,以及如何构建准确的分子轨道图来解释低自旋与高自旋现象。对于配位化学,如何利用分子轨道理论解释八面体和四面体场下的电子转移过程(MLCT, LMCT, d-d跃迁)将得到深入的剖析。 第三章:配位化学:电子结构与反应动力学 配位化学是无机化学的支柱。《高级无机化学原理》对配位化学的阐述不仅停留在晶体场理论(CFT)和配位场理论(LFT)的计算上,更聚焦于电子结构的精细调控。我们将深入探讨Jahn-Teller效应的复杂性、电子传递反应(单电子和双电子机制)、配体场分裂参数($10Dq$, $B$, $C$)的确定及其与电子构型、配体性质的内在联系。在反应动力学方面,重点分析了取代反应的机理,包括惰性与活泼性的决定因素,以及配体交换反应中溶剂化作用和过渡态结构的精细影响。 --- 第二部分:物质态的极端规律与前沿领域 本书的第二大部分将视野投向了更广阔的空间——从零维的孤立分子到三维的周期性固体,以及在极端环境(如高压、低温、强磁场)下无机物质的独特行为。 第四章:固态化学:晶体结构、缺陷与能带理论 固态无机化学是理解功能材料的关键。本章首先系统地回顾并扩展了布拉维格子和空间群,强调了如何从结构学角度预测材料的稳定性和对称性。随后,本书将重点介绍晶体缺陷化学,如施密特尔维缺陷、F-中心及其对材料电导率和光学性质的影响。 核心内容聚焦于能带理论。我们将详细解释离子晶体和共价固体的电子结构,如何将原子轨道线性组合成晶格的Bloch函数,并精确推导金属、半导体和绝缘体的能带结构差异。对于复杂氧化物和层状材料,如何利用维格纳-塞茨元胞和费米面分析来解释其特殊的电荷密度波、超导电性或磁性关联,是本章的难点和重点。 第五章:磁性无机化学与自旋态调控 磁性是无机化学中最富魅力的领域之一。本书对磁性的讨论将涵盖从朗之万顺磁性到铁磁性的所有现象。重点分析了超交换作用(Superexchange)的机理,特别是在多核簇和磁性氧化物中的传输路径。此外,我们还会详细探讨单分子磁体(SMMs)的理论基础——磁各向异性能,以及如何通过分子设计来优化其量子隧穿效应和退磁时间。对于自旋交叉(Spin Crossover, SCO)材料,则会结合热力学和结构变化来解释其对温度和压力的响应。 第六章:高能与高压无机化学及新颖键合模式 本章探索了在非常规条件下(如极高压力或超真空)无机元素和化合物所表现出的反直觉行为。我们将讨论高压对元素轨道和键长的影响,例如,如何通过压力诱导非金属向金属转变(如氢、碘),以及这种转变如何重塑化学键的性质。 更进一步,本章将介绍对传统价键理论的挑战:稀有高价态和超价态的形成机制,如惰性气体化合物的稳定性,以及多中心、多电子键合(如硼簇化学中的类金属键)的电子离域理论。这部分内容直接面向催化和高能材料的前沿研究。 --- 第三部分:化学反应的接口与应用驱动 本书的最后一部分,将理论知识与实际的化学转化和前沿应用紧密结合,展示无机化学在解决能源和环境问题中的核心地位。 第七章:无机催化:表面、电子与活化机制 催化是现代无机化学最活跃的交叉领域。本章将理论基础应用于理解多相和均相催化。对于多相催化,重点讲解了表面吸附的DFT计算方法,如何通过Sabattier原理和布朗斯特-冯·德·沃斯关系来指导催化剂的设计。对于均相催化,我们深入分析了金属有机骨架(MOFs)和单原子催化剂(SACs)的活性位点结构,特别是氧化还原循环中关键中间体的电子结构和稳定性预测。重点案例包括氮气活化、二氧化碳还原以及复杂的氧化反应路径。 第八章:能源与环境中的无机化学 能源存储和转换是当下面临的最大挑战之一。本章系统考察了无机材料在这些领域的关键作用。 在储能方面,我们详细分析了锂离子电池(LIBs)正负极材料(如层状氧化物、磷酸盐、硅基材料)的嵌锂/脱锂电化学、晶格应力、容量衰减机制以及固态电解质的离子传导机制。对于下一代电池(如钠离子、镁离子电池),其材料设计中的无机化学挑战将被明确提出。 在光电转换方面,重点讨论了光催化水分解(析氢、析氧反应)中半导体材料(如TiO2、钙钛矿)的能带匹配、载流子寿命及其表面缺陷对光生电荷分离效率的影响。 --- 总结与读者对象 《高级无机化学原理》的编写风格严谨、逻辑清晰,旨在提供深厚的理论基础,而非简单的知识罗列。本书的特点在于其理论深度和对现代计算化学工具的有机融合,使得读者不仅能“知道”无机化合物的性质,更能“理解”这些性质背后的电子结构和对称性根源。 本书适合化学、材料、物理等专业的研究生、博士后研究人员,以及需要将无机化学理论应用于复杂体系(如催化剂开发、功能材料设计)的高级工程师和科研工作者。阅读本书需要具备扎实的普通化学和基础物理化学知识。通过本书的学习,读者将能够自信地阅读和批判性地评估前沿无机化学文献,并独立设计和解释复杂的无机化学实验。

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读后感

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从安全性角度来看,这本书的着墨点似乎集中在“避免失误”而非“主动风险管理”。它强调了操作规范,比如滴定管的清洗、通风橱的使用,这些都是基础中的基础。然而,对于当前有机合成中越来越常见的高能试剂(如叠氮化物、有机锂试剂或高压氢化反应)的特殊处理流程和应急预案,描述得相对简略和保守。比如,当涉及到超低温反应(如液氮冷却)时,书中只是提及需要注意防冻伤,而对于如何安全地进行大批量低温反应器的升温降温曲线控制,或者处理惰性气体保护下的反应釜泄压问题,缺乏详细的、基于案例的分析。这使得这本书更像是一本强调“遵循既定程序”的工具书,而非一本培养实验者“预判和应对突发状况”能力的实战手册。在追求高产率和新颖反应的今天,风险意识的培养同样重要,而这方面的内容略显不足。

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这本书的版式设计和图示清晰度,坦白说,是我近些年读到的教材中,相对比较“朴素”的一类。插图大多是黑白线条勾勒的仪器装置图,非常规范,每一个玻璃仪器的连接点、每一个加热套的位置都标注得清清楚楚,体现了一种严谨的工程美学。但是,当我们讨论到那些涉及复杂立体构型或反应机理的步骤时,缺乏彩色的三维模型或动画模拟的辅助,使得理解过程中的空间想象力成了一大考验。例如,描述一个涉及多步转位的分子重排反应时,我需要反复阅读文字描述,然后在脑海中构建那个不停扭曲的分子结构,这无疑增加了理解的难度和出错的概率。如果能配上一些现代化的图示,比如清晰标明电子流动的箭头,或者展示反应过程中分子轨道重叠情况的图像,这本书的教学效果将会提升一个档次。现有的图示更多的是“这是什么”,而不是“它是如何发生的”的深度解释。

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这本厚厚的书一拿到手里,就感觉到了分量,装帧设计得很有年代感,那种略微泛黄的纸张质感,让人仿佛穿越回了大学时代初次接触化学实验的青葱岁月。我本来对手边的这本《有机化学实验》抱有极高的期待,毕竟有机化学作为化学领域里最贴近生活也最复杂的一支,其实验操作的精细和结果的直观性总是吸引着我。然而,当我翻开目录,试图寻找一些能让我眼前一亮的创新性或现代化的实验设计时,却发现内容大多停留在经典的、教科书式的篇章里。比如,关于酯化反应的测定,虽然描述得非常详尽,从原料配比到加热回流的时间控制,无一不细致入微,但对于如何利用现代微型化设备进行高通量筛选,或者如何引入绿色化学的理念来优化溶剂选择,几乎没有提及。这让我不禁思考,在如今这个追求效率和环保的时代,这些操作步骤是否还能满足当前科研或工业应用的需求。当然,对于初学者而言,这种扎实的基础训练无疑是宝贵的,它强调了“慢工出细活”的工匠精神,但对于有一定基础的读者来说,可能会觉得内容有些陈旧,缺乏能够激发进一步探索欲望的“火花”。

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阅读全书后,我最大的感受是它如同一个精心保存的化学史博物馆,展示了上一代化学家们赖以成功的经典方法论。它最大的价值在于构建了一个坚实、无可指摘的实验操作框架,让读者在进入实验室之前,心里已经有了一个清晰的“标准答案”。它对每一个基本操作的理论依据阐述得非常透彻,让你明白“为什么”要这样做,而不是简单地告诉你“怎么做”。然而,这种深度往往伴随着广度的牺牲。在面对诸如流动化学、光催化合成、或者自动化合成等近年来爆炸性增长的领域时,这本书显得力不从心,近乎沉默。它提供的是一条笔直的、被验证过无数次的道路,但现代化学探索的路径往往是崎岖且充满岔口的。因此,对于渴望站在当前科技前沿、进行创新性有机合成的读者而言,这本书更像是起点站的说明书,而非终点站的地图。

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我特地翻阅了关于分离纯化章节,希望能找到一些关于高效液相色谱(HPLC)或气相色谱(GC)的深入探讨,毕竟这是现代有机分析的基石。这本书在这部分的处理方式非常传统,更多地侧重于传统的重结晶、萃取和蒸馏技术。详细介绍了不同溶剂体系的极性差异如何影响重结晶的效果,以及如何通过控制冷却速率来获得大而规整的晶体。这部分内容写得非常文学化,仿佛在描述一种艺术创作过程,字里行间充满了对实验细节的执着。然而,在实际操作层面,它对于色谱柱的选择标准、流动相的梯度设计,以及如何处理复杂基质中的干扰峰,这些高阶的、需要计算和经验支撑的内容却一带而过,甚至完全没有涉及。这种“重手工、轻仪器”的倾向,使得这本书在现代实验室环境下的实用性大打折扣。对于那些希望通过实验快速掌握前沿分析技术的读者来说,这本书提供的帮助可能更多是概念性的回顾,而非实战指南。

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