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页数:461

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出版时间:2002-8

价格:48.00元

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isbn号码:9787506726108

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• 化学基础
• 元素化学
• 配位化学
• 晶体结构

《万物之源：现代化学的基石》 —— 一部探寻物质世界最深层奥秘的权威著作 本书导言： 在人类文明的长河中，我们从未停止过对“世界由何构成”这一终极问题的追问。从古希腊的“四元素说”到炼金术士的神秘尝试，再到近现代科学的理性解构，我们对物质本源的认知不断深化。《万物之源：现代化学的基石》正是站在人类认知前沿的集大成之作，它以严谨的逻辑、前沿的理论和海量的实验数据为支撑，系统地梳理了构成我们宇宙万物的基本单元及其相互作用的规律。本书旨在为所有对自然科学怀有热忱的读者，提供一把进入物质世界微观和宏观统一图景的钥匙。 第一部分：原子的交响——物质的结构与性质 本部分聚焦于物质最基本的构成单元——原子及其内部结构。我们不再将原子视为不可分割的实体，而是深入其内部，解析电子、质子和中子的精妙布局。 第一章：量子跃迁与轨道模型 详细阐述了波尔模型向薛定谔方程和现代量子力学模型的演进。我们摒弃了传统的圆形轨道概念，转而采用概率云的概念——原子轨道。本章会详尽介绍s、p、d、f等各类型轨道的空间分布特性，及其在不同能级上的能量差异。通过深入探讨德布罗意物质波、海森堡不确定性原理以及泡利不排除原理，读者将理解电子是如何在原子核周围形成特定的“电子外壳”，这直接决定了元素的化学行为。 第二章：元素周期表的深层逻辑 元素周期表是化学的“星座图”。本书不仅罗列了元素符号和基本数据，更深层次地剖析了其背后的结构性逻辑。我们将从电子排布的角度，重新解读周期表中“周期”和“族”的划分依据。重点探讨了主族元素、过渡金属和内过渡金属的电子结构差异如何导致了它们在化合价、电负性、原子半径和电离能等趋势上的系统性变化。特别是对于镧系和锕系元素的特殊电子结构对化学性质的影响，提供了独到的见解。 第三章：化学键的形成与多样性 化学键是连接原子、构建分子的桥梁。本章从能量角度解释了化学键形成的驱动力。我们将详尽区分离子键的静电吸引机制、共价键的电子共享模型，并引入杂化轨道理论来解释分子几何构型（如$ ext{sp}^3$、$ ext{sp}^2$、$ ext{sp}$杂化）。此外，本书对金属键的“电子海”模型进行了可视化解析，并探讨了分子间作用力（范德华力、氢键）在决定物质宏观性质（如沸点、溶解度）中的关键作用。 第二部分：反应的艺术——化学变化的规律与调控 物质的特性不仅在于其结构，更在于其相互作用和转化。本部分将视角从静态结构转向动态过程。 第四章：化学计量学与反应速率 本章首先夯实了化学计量学的计算基础，确保读者对物质的量进行精确把握。随后，我们将深入探讨化学反应速率的影响因素，包括反应物浓度、温度（通过阿伦尼乌斯方程）、压力和催化剂的作用。特别关注反应机理的研究方法，如过渡态理论，它揭示了反应如何在微观层面得以实现。 第五章：热力学的维度——能量、熵与平衡 化学变化无不伴随着能量的释放与吸收。本章系统地介绍了化学热力学的基本原理，包括内能、焓、熵和吉布斯自由能（$Delta G$）。读者将学习如何利用热力学函数预测一个反应在给定条件下自发进行的趋势。核心内容在于化学平衡的建立与移动——勒夏特列原理的精确应用，以及平衡常数 ($K$) 的定量意义。 第六章：电化学的能量转换 电化学是研究氧化还原反应与电能相互转换的学科。本章详细解析了氧化数的确定方法，并构建了半电池和原电池的概念。重点讲解了标准电极电势（$E^circ$）如何指导我们预测氧化还原反应的方向和驱动力。此外，本书对现代电池技术（如锂离子电池）的工作原理，以及电解池在金属精炼和表面处理中的应用，进行了详尽的案例分析。 第三部分：元素世界的百科全书——特定类别的化学行为 在掌握了基本理论后，本部分将元素依照其在周期表中的位置，系统地梳理其独特的化学特性和重要化合物。 第七章：高活性的两极——s区与p区元素的特性 重点剖析碱金属和碱土金属的强还原性、水溶液中的水解行为以及它们在自然界中的赋存状态。对于p区元素，我们将聚焦于卤素的氧化性递减规律，以及氧族（硫、硒）的常见价态和化合物结构。对于氮族，深入探讨氨的合成（哈柏法）及其衍生物的酸碱性。 第八章：过渡金属的魅力与挑战 过渡金属因其未充满的d轨道而具有极其丰富的化学行为。本章着重探讨配位化学，解释配体场理论（CFT）和分子轨道理论（MOT）如何决定过渡金属配合物的颜色、磁性和催化活性。我们将分析晶体场分裂能（$Delta_o$）对高/低自旋态选择的影响，并列举了贵金属（如铂、钯）在有机催化中的重要应用。 第九章：内过渡金属与稀土元素的特例 镧系和锕系元素因其内层f轨道的参与，表现出许多奇特的性质，如高度相似的化学性质和显著的磁性。本书将阐述镧系收缩的现象，并探讨锕系元素（如铀、钚）在核化学领域中的特殊反应性。 结语：化学的未来与交叉学科 《万物之源：现代化学的基石》不仅仅是对现有知识的总结，更是对未来方向的展望。在结语部分，我们将探讨化学如何与其他学科深度融合——例如，在材料科学中设计新型聚合物、在生物化学中理解生命过程的分子机制，以及在环境化学中开发可持续的解决方案。本书旨在激发读者认识到：化学并非孤立的学科，而是理解整个自然界运行机制的核心驱动力。 适合读者： 本书是高等院校化学专业本科生、研究生、科研人员以及所有希望系统、深入了解现代化学基础理论和元素特性的严谨学习者的高价值参考书。其深度和广度，使其成为书架上不可或缺的“化学圣经”。

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这本书在处理周期表中元素性质的系统性规律时，展现出了一种无与伦比的宏大叙事能力。它没有将元素视为孤立的个体，而是将其放在整个元素周期律的大背景下去审视。从原子半径、电负性到电离能的变化趋势，作者总是能用极其精妙的逻辑将这些看似零散的性质联系起来，揭示其背后的量子力学根源。例如，在描述过渡金属的特性时，书中不仅详细讲解了d轨道电子的排布和配位化合物的成色原理，还穿插了诸如生物体内酶促反应中金属离子作用的关键实例，使得原本抽象的配位化学变得生动且具有实际意义。我尤其欣赏作者在解释非金属元素（如卤素和稀有气体）的反应活性时所采用的对比分析法，通过反复比较不同族元素的电子层结构差异，强化了读者对“化学反应的本质是追求稳定电子结构的倾向”这一核心观点的理解。这种由宏观规律反推微观机制的讲解思路，极大地增强了知识体系的内在联系，让人在记忆时不再是死记硬背，而是真正地“理解”了为什么它们会表现出那样的化学行为。

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说实话，我对这本书的实验设计部分感到非常惊喜。通常情况下，实验指导往往是干巴巴的步骤罗列，缺乏理论支撑和潜在风险的警示。然而，这里的实验指导简直就像一位经验丰富的老教授在手把手地教你。每一个实验——从简单的滴定到较为复杂的沉淀溶解平衡测定——都配有详细的“目的与原理回顾”，清晰地解释了每一步操作背后的化学逻辑。更重要的是，它深入探讨了“误差分析”。书中没有回避实验中不可避免的误差来源，而是系统地分类讨论了系统误差和随机误差可能来自哪些环节，并指导读者如何通过改进操作来最小化它们。这不仅仅是教你如何“做”实验，更是教你如何像一个真正的化学研究者那样去“思考”实验。我根据书中的指导操作了几次，发现其对细节的关注度极高，比如对温度控制和试剂纯度的要求都写得非常具体。这使得即便是像我这样自学的人，也能在心中构建出一个严谨可靠的实验流程，对培养科学的严谨态度有着不可替代的作用。

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如果要用一个词来形容这本书给我的整体感受，那就是“坚实的基础”。它并没有过多地涉猎那些过于前沿或高度专业化的分支领域，而是将精力集中在那些所有化学学习者都必须牢固掌握的核心概念上，并且将这些概念打磨到了极致。尤其在酸碱盐理论的阐述上，它覆盖了布朗斯特德-洛瑞理论、路易斯酸碱理论，甚至还简要介绍了溶剂效应下的酸碱性概念，这为我后续学习有机化学中的反应机理打下了非常坚实的基础。我发现，很多其他教材中一笔带过或处理得相对模糊的地方，这本书都给予了清晰而详尽的解释，比如缓冲溶液的详细构建原理，以及滴定曲线的精确数学描述。阅读过程中，我深刻体会到化学是一门需要精确量化和逻辑推理的学科。它不会给你任何捷径，但会为你铺设一条最坚实、最清晰的道路。对于那些希望未来能深入到材料科学、药物化学等领域，但又深知“万丈高楼平地起”重要性的读者来说，这本书无疑是构建其知识大厦的完美基石。

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这本书的封面设计实在太抓人眼球了，那种深邃的蓝色调搭配着简洁的几何图形，一下子就让人联想到原子结构和晶体排列的严谨与美感。我原本以为这会是一本枯燥乏味的教科书，毕竟“化学”这两个字听起来就让人头大，但翻开内页才发现，作者在讲解基础概念时，简直是一位耐心的向导。他没有直接抛出那些复杂的公式和晦涩的理论，而是通过大量的现实生活中的例子来引入——比如为什么铁会生锈，为什么盐溶解在水里会有那样的变化。这种由浅入深的叙述方式，极大地降低了初学者的入门难度。尤其值得称赞的是，书中对化学键的阐述，不仅深入分析了离子键、共价键的成因和特点，还用生动的比喻解释了杂化轨道和分子轨道理论，这在我以往阅读的其他教材中是很少见的深度。排版也十分讲究，图文并茂，那些结构示意图绘制得清晰准确，关键信息点都有明确的加粗或高亮显示，使得在复习重点时非常高效。虽然内容量很大，但阅读体验却出奇地流畅，感觉自己不是在啃一本学术著作，而是在进行一次逻辑严谨的思维探险。这绝对是为那些渴望真正理解化学核心原理而非仅仅应付考试的读者准备的宝藏。

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我必须得说，这本书在深入探讨热力学和化学平衡的部分，展现出一种近乎艺术性的精确性。很多教材在处理这些抽象概念时，往往会陷入纯粹的数学推导泥潭，让人抓不住核心的物理意义。但此书的高明之处在于，它将宏观现象（如反应的自发性、平衡的移动）与微观粒子运动巧妙地结合起来。比如，在解释吉布斯自由能时，作者并非简单地给出 $Delta G = Delta H - TDelta S$ 这个公式，而是花了相当大的篇幅去剖析熵增原理在宇宙尺度和局部系统中的哲学意义，这让我对“为什么有些反应会发生”有了更深层次的感悟。此外，书中穿插的“历史视角”小节非常有趣，它讲述了这些基本定律是如何一步步被科学家们探索和证实的，这种叙事方式极大地增强了阅读的代入感和对科学探索精神的敬畏。我尤其喜欢它在平衡常数计算部分提供的多种解题策略，对于复杂的多元平衡问题，它提供了不止一条清晰的路径去求解，这极大地提升了我解决实际问题的能力。对于那些希望从“知道公式”跃升到“理解原理”的进阶学习者来说，这部分内容无疑是其价值的集中体现。

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