元素化学简明教程

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出版者:上海交通大学出版社
作者:谢少艾
出品人:
页数:291
译者:
出版时间:2006-9
价格:29.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787313012876
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
  • 元素化学
  • 无机化学
  • 化学教程
  • 大学教材
  • 高等教育
  • 化学基础
  • 元素周期表
  • 化学原理
  • 科普读物
  • 学习参考
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具体描述

本教材概述了全部元素的知识框架,在共性规律基础上重点剖析元素及化合物的重要作用,着重在性质和结构的内在联系以及制备工艺路线的抉择,突出工科特点。同时,加强体现在现代高科技领域中的应用。由于元素化学是大学一年级无机与分析化学的后续课程,为需要较多无机化学基础知识的专业而设,故适当加深原理叙述,针对无机化学在酸碱理论和电子传递理论等方面也作相应的深化阐述。

本教材的特点:

1.重视化学原理的结合。每一章都突出一个或几个典型,将化学基本原理和物质结构知识分别在不同的章节加以重点应用,阐明化学性质递变规律。

2.适应现代教育多样化的要求。考虑到不同的专业需求,我们专门添加了介绍无机化学前沿的新学科、新知识、新技术和新材料等方面的内容以拓宽化学知识领域。

  本教材可作为高等工业院校化工、轻工、冶金、环保等种类工科专业的化学基础课材料,也可作为普通化学和化学原理等课程的后续课程或选修课,也可供大专院校教师及工程专业人员参考。

好的,这是一份关于一本名为《元素化学简明教程》的图书的详细简介,内容将严格围绕该书不包含的内容展开。 --- 《元素化学简明教程》内容勘误与排除范围详述 本教程的编写宗旨在于提供对元素化学核心概念的精炼、高效的学习体验。为确保读者能够准确把握本书的范围和深度,以下详细列举了本教程明确不涵盖的领域和知识点,旨在避免读者产生不必要的预期。 一、 不涉及的深度理论物理与量子化学基础 《元素化学简明教程》侧重于宏观和中观层面的元素性质、结构与反应规律,因此,关于原子结构和电子排布的极度深层理论推导部分被省略: 1. 薛定谔方程的高级求解与精确计算: 本书不包含使用解析或数值方法求解多电子原子薛定谔方程(包括相对论修正项)的详细步骤。它假设读者已具备基础的量子力学概念,但不会深入探讨如何从头计算原子轨道能量或波函数。 2. 密度泛函理论(DFT)的详细数学推导: 尽管会提及价层电子构型,但本书完全规避了关于交换关联泛函(如LDA、GGA等)的数学形式、泛函理论的严格发展历程,以及计算化学软件的底层算法实现细节。 3. 原子光谱学的精确解释与谱线计算: 关于原子能级跃迁的精细结构、兰姆位移、超精细结构(如核磁共振或电子顺磁共振的完整理论框架)的详细光谱学分析不在本书范围内。教程仅会简要提及光谱法作为结构确证的手段。 4. 高阶群论在分子轨道理论中的应用: 本教程不使用群论工具对分子对称性进行严格分类,也未深入探讨如何基于群论构建和计算分子轨道(MO)的精确矩阵表示。 二、 不涵盖的有机化学与高分子科学 本书的核心聚焦于元素周期表中的无机元素及其化合物。因此,以下有机化学和材料科学的前沿领域被明确排除: 1. 碳骨架的复杂合成与机理: 本书对有机物的介绍仅限于最简单的碳氢化合物(如甲烷、乙烯的性质简述)以及简单无机碳化物(如二氧化碳、碳酸盐)。所有涉及复杂有机官能团的反应(如亲电取代、亲核加成、自由基反应、立体化学、芳香性)均不在此教程的讨论范畴内。 2. 生物活性分子(Biomolecules): 蛋白质、核酸(DNA/RNA)、复杂的糖类结构、维生素、激素的化学结构、功能及其代谢途径的化学原理,均不在本书范围内。 3. 高分子化学与聚合物工程: 涉及链增长、逐步聚合、缩聚反应的机制,以及特种塑料、橡胶、纤维的合成、结构与性能关系,完全不属于本教程的教学内容。 三、 元素分析的特定应用领域排除 《元素化学简明教程》旨在建立通用的元素性质框架。对于元素周期表中某些特定元素在某一特定领域的大规模应用研究,本书不会给予详尽的论述: 1. 核化学与放射性同位素工程的深度探讨: 涉及核裂变、核聚变反应堆的工作原理、锕系和镧系元素的专门分离技术(如溶剂萃取柱操作的详细流程)、放射性废物处理的专门标准,均超出本书范围。仅会简要提及放射性衰变的基本概念。 2. 超纯材料的制备工艺: 例如,半导体工业中对硅、锗、砷等元素达到 99.999% 纯度以上提纯所需的复杂晶体生长技术、区域熔炼法等,不作为本教程的重点内容。 3. 地质化学与同位素地球化学: 关于特定元素在地壳、地幔中的丰度变化、示踪同位素在岩石定年中的应用模型(如U-Pb定年法、Sm-Nd体系)的详细数学模型和地球化学循环,本书不会涉及。 四、 详尽的实验技术细节与仪器操作规程 本书偏向理论与性质的概括,而非详细的实验操作指南。因此,以下内容被排除: 1. 精密仪器操作的 S.O.P. (标准操作程序): 详细的火焰光度法(FES)或原子吸收光谱法(AAS)仪器的日常校准、维护保养手册、样品前处理中精确到微克的称量技巧等,不包含在内。 2. 复杂无机合成的详尽步骤: 某些对空气和湿气极其敏感的元素间化合物(如高活性金属有机化合物、低价态过渡金属络合物)的无水无氧(Schlenk Line 或 Glovebox)操作的图解和详细注意事项,本书不会提供。 3. 计量化学的复杂滴定方法: 涉及配位滴定、氧化还原滴定中指示剂的选择、缓冲溶液的精确配制等实验技术细节的深入讨论。 五、 纯粹的材料科学与工程应用 教程对元素化合物的性质描述停留在化学原理层面,不深入其工程应用领域的具体指标: 1. 催化剂的结构-活性-寿命的定量关系建模: 对于例如铂族金属在石油化工中作为催化剂的具体孔道结构优化、积碳对活性的影响的动力学模拟,本书不予讨论。 2. 储能材料的电化学工程: 锂离子电池、钠离子电池中电极材料的循环性能衰减机制、电解液的界面阻抗分析等深入的电化学工程问题,未在本教程范围内。 3. 合金学原理的深入探究: 元素在固态下形成固溶体、金属间化合物的相图(Phase Diagram)的详细解读和铁碳合金体系的微观组织演变,超出了本书的范畴。 --- 总结:《元素化学简明教程》力求在有限的篇幅内,为读者构建一个清晰、逻辑严谨的元素性质和反应性概览。读者应认识到,本书是一门精炼的基础导论,而非特定领域(如计算化学、有机合成、核工程或材料科学)的深度专著。本书的价值在于其“简明”性,这意味着对上述所有复杂、深入、实验操作性强或特定应用导向的内容,均予以取舍。

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这本书在介绍酸碱理论时,也展现了其梳理和整合的能力。它不仅仅局限于阿伦尼乌斯酸碱理论,而是将布朗斯台德-劳里酸碱理论和刘易斯酸碱理论也都涵盖其中,并且清晰地阐述了它们各自的适用范围和优缺点。在解释酸碱反应的本质时,书中通过质子转移的动画图示,让抽象的化学反应过程变得具体可观。此外,它还引入了pH值、酸碱指示剂、缓冲溶液等概念,并详细介绍了缓冲溶液的原理和制备方法,这对于理解许多生理和工业过程中的pH调控至关重要。

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我对这本书的另一个满意之处在于它对元素周期律的讲解。元素周期表是我们学习元素化学的基石,而这本书并没有将它简单地视为一个分类工具,而是深入剖析了周期律背后反映的原子结构规律。它详细阐述了原子半径、电离能、电子亲和力、电负性等重要的周期性递变规律,并将其与原子核外电子的排布、核对外层电子的吸引力等因素联系起来。这本书在解释这些性质时,常常会引用一些具体的例子,比如同一周期的元素性质如何变化,或者同族的元素性质又有哪些相似之处。这些具体的例子让抽象的规律变得生动形象,帮助我理解为什么这些性质会呈现出周期性。

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氧化还原反应是化学中的另一个重要主题,这本书在这方面的讲解也相当详尽。它不仅解释了什么是氧化剂和还原剂,以及氧化态的概念,还深入探讨了如何配平复杂的氧化还原反应方程式。书中提供了一些系统性的配平方法,例如离子-电子法和氧化数法,并配以大量的练习题,帮助读者熟练掌握这些技巧。通过对电化学中原电池和电解池的介绍,这本书还将氧化还原反应与实际的电化学应用联系起来,比如金属的防腐蚀和电镀技术,让我对这些理论有了更深刻的认识。

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对于过渡金属元素及其化合物的介绍,这本书处理得既有深度又不失简洁。它详细介绍了过渡金属的电子构型特点,以及由此产生的特殊化学性质,比如易形成配合物、多变价态以及催化活性。书中通过讲解配合物的成键理论,比如晶体场理论和配位键理论,来解释为什么过渡金属能够形成结构多样、颜色鲜艳的配合物。此外,它还列举了许多重要的过渡金属单质及其化合物在工业、医药和日常生活中的应用,比如铁在钢铁工业中的作用,以及铜在导电材料中的应用,这些都让我看到了化学知识的实际价值。

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这本书在介绍非金属元素及其化合物时,也做得非常出色。它系统地梳理了各个族非金属元素的性质特点,比如卤素的反应活性、氧族元素的氧化性以及氮族元素在自然界中的分布和应用。书中对于一些重要的非金属单质和化合物的制备、性质和用途都有详细的介绍,例如氯气在消毒和化工中的应用,硫酸的工业制法和广泛用途,以及磷在生命科学和农业中的重要性。通过对这些元素的深入分析,我更清晰地认识到它们在构成我们生存环境和支撑人类社会发展中所扮演的关键角色。

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对于化学反应中能量的变化,这本书的处理方式也非常到位。它没有回避热力学中的基本概念,如焓变、熵变和吉布斯自由能,而是用一种相对易懂的方式来解释这些概念在化学反应中的意义。书中通过大量的实例,比如燃烧反应、溶解过程中的能量变化,来帮助读者理解什么是放热反应,什么是吸热反应,以及反应的自发性是如何判断的。尤其让我印象深刻的是,它在讨论化学平衡时,引入了勒夏特列原理,并用这个原理来解释如何通过改变条件来促进或抑制某个反应的进行。这对于理解工业生产中的化学过程非常有指导意义。

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拿到这本《元素化学简明教程》的时候,我正在为大学的化学基础课程感到有些力不从心。高中时,化学对我来说似乎还算游刃有余,但上了大学,那些更深层次的概念、原子轨道理论、量子力学在化学中的应用,以及各种复杂的化学反应机理,都让我头大。市面上的教材很多,但我倾向于选择那种既能抓住核心概念,又不会过于冗长晦涩的。翻开这本《元素化学简明教程》,我的第一印象是它的排版设计非常清晰,图文并茂,不像有些教材那样只有密密麻麻的文字,让人望而生畏。

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在化学键合这一章节,这本书的讲解方式让我受益匪浅。它并没有只局限于离子键和共价键这两种最基本的类型,而是进一步探讨了极性共价键、配位键,甚至还提及了氢键和范德华力等分子间作用力。书中对于如何判断化合物的成键类型,以及不同类型化学键如何影响物质的物理性质(如熔点、沸点、溶解度)都有详细的阐述。例如,在解释共价键的形成时,它引入了价键理论和分子轨道理论的初步概念,并用这些理论来解释一些特殊的成键情况,比如为什么有些分子是极性的,而有些是无极性的。这种从基础到进阶的讲解方式,为我深入理解化学世界的奥秘打下了坚实的基础。

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在我学习元素化学的过程中,理解原子结构是至关重要的一环。这本《元素化学简明教程》在这一部分的处理方式让我印象深刻。它没有直接抛出复杂的量子数和轨道方程,而是循序渐进地从早期原子模型(如卢瑟福模型、玻尔模型)讲起,然后自然过渡到更现代的量子力学模型。书中对于电子在原子核外空间的分布,即原子轨道的概念,用了很多直观的比喻和三维图形来展示,这对于我这种对抽象概念比较敏感的学习者来说,提供了极大的帮助。例如,它在解释p轨道和d轨道的形状时,不仅仅是给出图形,还融入了一些与实际现象的联系,让我更好地理解了这些抽象概念在现实世界中的体现,比如它们如何影响分子的键合方式和化学性质。

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总的来说,《元素化学简明教程》在我学习元素化学的过程中扮演了一个非常重要的角色。它提供了一个清晰、系统且易于理解的学习框架,帮助我一步步地掌握了元素化学的核心概念和规律。这本书的优点在于它能够将抽象的理论与具体的实例相结合,既有理论深度,又不失实践指导意义。对于任何想要深入了解元素化学的学生或自学者来说,这本书都是一个非常不错的选择,它不仅能帮助你理解“是什么”,更能引导你思考“为什么”,从而真正地理解和掌握这门学科。

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