无机化学（下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:邵学俊

出品人:

页数:505

译者:

出版时间:2003-3

价格:22.00元

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isbn号码:9787307037632

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《电化学导论与应用》：深入理解物质的电荷转移现象 本书旨在为化学、材料科学、能源工程等领域的学生和研究人员提供一套全面而深入的电化学基础理论与前沿应用知识体系。 本书摒弃了传统教科书的堆砌式叙述，而是采用问题驱动的学习路径，引导读者从宏观现象深入到微观机制，理解电化学反应的本质及其在现代科技中的关键作用。全书结构清晰，逻辑严谨，兼具理论深度与工程实用性。 --- 第一部分：电化学基础理论的坚实基石 (Fundamentals of Electrochemistry) 本部分聚焦于构建坚实的电化学理论框架，这是理解所有电化学过程的前提。 第一章：电化学的本质与历史回顾 本章首先界定电化学的范畴——研究电能与化学能相互转换的科学。我们将追溯电池、电解池概念的起源，从伽伐尼、伏打的早期探索，到法拉第电解定律的建立，以及能斯特方程的提出，为后续复杂内容的学习打下历史与理论基础。重点阐述电化学过程的本质特征：相界面、电荷转移以及热力学驱动力。 第二章：电极/电解质界面与双电层结构 电化学反应的核心舞台是电极/电解质界面。本章深入剖析该界面的物理化学性质。我们详细讨论了理想电极、惰性电极与可逆电极的概念，并引入零电荷点 (PZC) 的重要性。双电层结构的理论模型是本章的重中之重，我们将对比阐述亥姆霍兹 (Helmholtz) 经典模型、古伊-查普曼 (Gouy-Chapman) 扩散模型以及夏希诺夫 (Schmuckler) 修正模型，解释电荷如何在界面上重新分布以达到平衡。此外，本章还将探讨表面活性剂和特定离子吸附对双电层结构和界面电势的影响。 第三章：电化学热力学——驱动力的量化 电化学过程的自发性由热力学决定。本章建立起电化学热力学与传统热力学的桥梁。核心内容包括： 1. 能斯特方程 (Nernst Equation) 的推导及其在非标准条件下的应用，重点讨论其对电极电位的精确预测能力。 2. 标准电极电位与电化学序列：系统整理常用半电池反应的标准电位数据，并解释如何利用这些数据预测电池电动势 (EMF) 和反应的相对方向。 3. 吉布斯自由能 $(Delta G)$ 与电化学功的关系：量化电化学电池可以对外做功的最大能力，深入探讨热力学极限与实际效率的差距。 第四章：电化学动力学——反应速率的控制 电化学过程不仅需要自发，还需要一定的反应速率。本章将从动力学角度解析电荷转移的速率限制。 1. 电化学极化现象：详细解释过电位 $(eta)$ 的概念，并将其分解为活化极化、浓差极化和欧姆极化三个主要组成部分。 2. 巴特勒-沃尔默 (Butler-Volmer) 方程：该方程是电化学动力学的核心，本章将对其推导过程、正向和逆向反应的交换电流密度 $(i_0)$ 及其对反应速率的决定性作用进行细致讲解。 3. 塔菲尔 (Tafel) 方程：在不同过电位区域，如何使用塔菲尔斜率来分析反应的机理和控制步骤。 --- 第二部分：电化学测量与分析技术 (Electrochemical Measurements and Analysis) 本部分侧重于实验方法论，介绍如何利用现代仪器精确地探测电化学过程中的物理化学信息。 第五章：基础电化学测量技术 本章介绍电化学实验装置的基本构成（三电极系统：工作电极、对电极、参比电极），并详细阐述最常用的稳定态和瞬态技术： 1. 恒电位/恒电流技术：介绍如何通过控制电位或电流来驱动反应，并记录相应的响应。 2. 电化学阻抗谱 (EIS)：重点讲解如何通过交流小信号分析界面和溶液的电阻、电容和感抗特性，该技术在电池内阻分析中至关重要。 第六章：线性扫描与循环伏安法 (CV) 循环伏安法是电化学研究的“瑞士军刀”。本章将深入剖析 CV 曲线的特征，包括氧化峰和还原峰的形成条件、峰电位、峰电流与扫描速率的关系。重点讨论如何利用 CV 曲线判断反应的可逆性、不可逆性，以及是否涉及吸附或薄膜的形成。 第七章：时间分辨技术——阶跃与脉冲法 本章探讨瞬态技术如何揭示快速反应过程的动力学信息。通过计时电流法 (Chronoamperometry) 和计时电位法 (Chronopotentiometry)，分析扩散控制和反应控制下的电流或电位随时间的变化规律，并结合 Cottrell 方程 进行定量分析。 --- 第三部分：电化学在能源与环境中的前沿应用 (Advanced Applications) 本部分将理论知识应用于解决当代的能源挑战和环境问题，突出电化学工程的重要性。 第八章：现代储能技术：电池系统 本章是应用的核心。我们将超越基础的伏打电堆概念，深入探讨现代高性能电池的工作原理、挑战与未来方向： 1. 锂离子电池 (LIBs)：详细分析正极（如层状氧化物、聚阴离子型）、负极（石墨、硅基材料）的工作电位窗口和机理，讨论界面阻抗的增加与寿命衰减的关系。 2. 下一代电池技术：概述金属空气电池（锌空、锂空）、固态电池和钠离子电池的技术瓶颈（如枝晶生长、固态电解质界面兼容性）。 第九章：电化学能量转换：燃料电池与电解水 重点阐述电化学在将化学能转化为电能（燃料电池）和电能转化为化学能（电解）中的作用。 1. 质子交换膜燃料电池 (PEMFC)：分析氧还原反应 (ORR) 和氢氧化反应 (HOR) 的催化剂要求、活化极化损失的来源，以及膜电解质的离子传导机制。 2. 电解水制氢 (Water Electrolysis)：对比碱性电解槽 (AEC) 和质子交换膜电解槽 (PEMWE) 的效率、成本和运行特性，讨论高效析氢/析氧催化剂的开发。 第十章：电化学合成与环境治理 电化学作为一种“绿色”合成手段，因其无需强氧化剂或还原剂的特性而受到青睐。 1. 电化学有机合成：探讨电化学方法在官能团转化中的应用，例如选择性氧化还原反应，以及如何通过控制电极电位实现高选择性。 2. 电化学水处理：讨论电化学氧化法（如硼-金刚石电极的应用）处理难降解有机污染物（如抗生素、农药残留）的机理，包括自由基的产生与作用。 --- 总结与展望： 《电化学导论与应用》不仅提供知识的深度，更强调知识的广度与关联性。读者在完成本书的学习后，将能够独立设计并执行复杂的电化学实验，深入理解和优化电化学器件的性能，并能将电化学原理应用于解决现实世界中的能源和环境工程问题。本书注重将抽象的热力学与精确的动力学相结合，最终落脚于前沿的工程实践，是一本面向未来的电化学专业教材。

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这本册子的习题设计可以说是别出心裁，完全不同于我过去遇到的那些只有标准答案的死板练习册。它的题型非常多样化，涵盖了计算分析、概念辨析、以及开放式的实验设计讨论。最令我印象深刻的是，很多题目都是基于最新的科研文献改编的，要求读者综合运用不同章节的知识点来解决一个复杂的实际问题。比如，有一个关于电化学分析中电极材料稳定性的问题，它要求你结合了氧化还原电位、配位场理论以及材料的热力学稳定性进行综合判断。这不仅仅是对知识的简单复述，更是对知识应用能力的深度考察。此外，书后还附带了大量的参考文献列表，如果你对某个特定的专题产生了浓厚的兴趣，可以顺藤摸瓜去查阅更前沿的研究进展，这极大地激发了我主动学习和探索的热情。这本书的编排逻辑非常注重知识的递进性，每一章的知识点都像是上一章的自然延伸和深化，使得整个学习过程非常连贯，避免了知识点之间的割裂感，阅读起来有一种层层深入、豁然开朗的快感。

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这本书的深度和广度绝对超出了我的预期，它更像是一本面向科研入门者的参考手册，而非单纯的教材。我尤其欣赏它在深入探讨具体反应机理时所展现出的严谨态度。比如，在讲解固体化学和晶体缺陷理论时，作者并没有回避那些高深的晶格点阵模型和能带理论，而是巧妙地结合了实际的半导体材料制备过程进行说明。书中对“结构决定性质”这一核心思想的阐述贯穿始终，每一个新的化合物或反应，都会被追溯到其微观结构层面上进行合理解释。我记得有一部分内容详细分析了稀土元素在发光材料中的应用，从它们的电子结构特征到最终的荧光量子产率，逻辑链条清晰到令人拍案叫绝。这种由表及里、由宏观现象回归微观本质的讲解方式，极大地培养了我的科学思维，让我学会了不仅仅是“记住”知识点，更是要“理解”知识点背后的物理化学原理。对于那些希望为研究生阶段学习打下坚实基础的读者来说，这本书的价值是不可估量的，它提供的不仅仅是知识点，更是一种看待化学问题的框架和视角。

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从整体的学习体验来看，这本书更像是为那些渴望真正掌握无机化学精髓的求知者量身打造的。它并没有简单地重复我们耳熟能详的基础知识，而是将重心放在了对现代无机化学前沿领域的介绍和深挖上。我特别喜欢它对“非传统”无机化学分支的关注，比如有机金属化学的最新进展，以及在绿色化学和可持续发展方面的应用探索。书中的案例分析往往选取了当下工业界和学术界的热点问题，使得学习内容紧跟时代脉搏，让人感受到无机化学绝非一门“旧学”，而是充满活力的交叉学科。阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次深度访谈，与领域内最优秀的学者进行了一场思想的碰撞。它培养了一种批判性的思维习惯，鼓励读者去质疑现有的理论模型，并思考如何利用无机化学的原理去设计出更优越的材料或更高效的合成路线。总而言之，这是一本能够真正提升读者化学素养和科研视野的典范之作。

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语言的精准性和图表的清晰度，是衡量一本专业书籍质量的重要标准，而这本书在这两方面都做到了极致。在专业术语的使用上，作者拿捏得恰到好处，既保证了科学的严谨性，又通过大量的注释和插图，确保了非专业背景的读者也能大致理解其含义。我发现书中的插图质量非常高，它们不仅仅是装饰，更是核心信息的载体。比如，描述晶体生长过程的示意图，那些复杂的晶格结构和缺陷模型，通过彩色和不同层次的线条绘制出来，立体感极强，远胜于那些黑白简图。更值得称赞的是，对于那些涉及热力学和动力学平衡的章节，作者精心制作了多组对比图表，直观地展示了温度、压力等外部条件变化对反应平衡位置的影响，这种视觉化的学习方式大大减轻了抽象概念的理解负担。整本书的排版布局也十分合理，留白得当，使得长时间阅读后眼睛也不容易感到疲劳，这在厚重的化学书籍中实属难得，体现了编者对读者阅读体验的尊重。

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这本书的封面设计非常引人注目，那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，给人一种既专业又沉稳的感觉。我之前对无机化学的印象还停留在高中阶段的简单介绍，总觉得这门学科离日常生活很遥远，充满了晦涩难懂的公式和陌生的元素符号。然而，当我翻开这本《无机化学（下册）》时，这种印象立刻被颠覆了。作者在开篇就花了大量的篇幅来阐述无机化学在现代科技，比如新能源材料、催化剂开发以及生物医学领域中的核心地位。他没有急于抛出复杂的理论，而是用生动的案例引导读者进入化学世界的宏大叙事。比如，对于过渡金属配合物的讲解，书中不仅仅停留在书本上的电子排布和晶体场理论，而是深入探讨了酶催化反应中的金属中心作用，这让我第一次意识到，原来我们身体内部复杂的生化过程，也离不开这些看似冰冷的无机物。特别是关于配位化学的那几个章节，图文并茂，把复杂的空间构型解释得非常透彻，即使是初次接触立体化学概念的人也能快速掌握要领。这本书的行文风格流畅自然，像是经验丰富的老教授在和你娓娓道来，而非冷冰冰的教科书，这一点极大地提升了阅读的体验感。

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