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出版者:上海华东理工大学

作者:穆劲、康诗利著

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2007-1

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787562820741

丛书系列:化学与应用化学研究生教学用书

图书标签:

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《物质的奥秘：从基础到前沿的化学之旅》 本书是一部深入探索物质世界本质的化学百科全书，旨在为读者打开一扇通往分子层面奇妙宇宙的大门。它并非一本枯燥乏味的教科书，而是一次充满发现和启迪的旅程，将带领您一步步理解我们赖以生存的物质世界是如何构成、如何互动以及如何演变的。从古老哲学对“基本元素”的猜想，到现代科学对原子、分子和化学键的精准描绘，本书将历史的脉络与科学的前沿巧妙地融为一体，展现化学作为一门核心科学的魅力与力量。 第一部分：化学的基石——理解构成物质的语言 在化学的世界里，原子是最小的语言单位，而元素则是这些语言的字母表。本书的第一部分将带您回到化学的源头，深入浅出地介绍元素的发现史、周期表的演变以及元素周期律背后深刻的规律。您将了解为什么不同的元素拥有如此迥异的化学性质，理解原子结构模型是如何随着科学的进步而不断完善的，从早期粗糙的“原子球”模型，到玻尔模型，再到现代量子力学描述的电子云，每一步都凝聚着科学家们的智慧和对真理的执着追求。 接下来，我们将聚焦于原子如何通过化学键结合，形成千姿百态的分子。本书将详细阐述离子键、共价键和金属键的形成机制、特点以及它们在不同物质中所扮演的角色。您将学会如何运用路易斯结构、价键理论和分子轨道理论来预测分子的形状、极性和化学反应性。例如，我们将探究水分子独特的极性如何赋予它溶解万物的能力，以及它在生命活动中不可替代的作用；金属键的集体电子如何造就了金属的导电导热特性；而共价键的定向性又如何形成我们生活中常见的有机分子。 此外，本书还将深入探讨物质的状态及其相变。从固体、液体到气体的性质差异，以及它们之间是如何相互转化的，我们将从微观粒子的运动和相互作用来解释宏观现象。晶体与非晶体、溶液的形成与性质、以及溶液中的化学平衡等概念都将在此得到清晰的阐释。您将理解为什么在特定的温度和压力下，物质会呈现出特定的形态，以及溶解度和蒸气压这些看似简单的概念背后蕴含的深刻物理化学原理。 第二部分：化学的动力——探索物质的转化与能量 物质并非静止不变，化学反应是驱动物质世界不断变化的核心动力。本书的第二部分将聚焦于化学反应的原理、类型以及能量的转化。我们将从反应物与产物的角度，详细介绍各种常见的化学反应类型，如氧化还原反应、酸碱反应、沉淀反应以及复杂的有机反应。您将理解氧化还原反应在能量产生（如电池）和物质转化（如金属冶炼）中的关键作用，酸碱理论的演进如何帮助我们理解pH值及其在自然界和工业中的重要性，以及沉淀反应在物质分离和分析中的应用。 化学反应的速度和程度同样是理解物质转化不可或缺的部分。本书将深入探讨化学动力学，解释影响反应速率的因素，如浓度、温度、催化剂以及反应物的表面积。您将了解什么叫做活化能，以及催化剂是如何通过降低活化能来加速反应的，例如酶在生物体内的催化作用。同时，我们将引入化学平衡的概念，解释可逆反应在达到平衡时，正逆反应速率相等，但反应并未停止的奥秘。勒夏特列原理将帮助您预测在外界条件改变时，化学平衡将如何移动。 能量是化学反应的另一位重要参与者。热力学是理解能量在化学反应中转化的关键。本书将介绍焓变、熵变和吉布斯自由能等热力学函数，解释它们如何判断一个化学反应是否能够自发进行。您将理解放热反应和吸热反应的区别，以及为什么有些反应需要持续的能量输入才能发生。从燃烧的火焰到生物体的能量代谢，能量的转化无处不在，而化学正是揭示这些能量奥秘的钥匙。 第三部分：化学的广度——跨越学科的物质应用 化学的应用几乎渗透到现代社会的每一个角落，本书的第三部分将带领您领略化学的广度和深度，探索它在各个领域的重要贡献。 无机化学的宏观图景与微观洞察： 尽管本书的名称并非“高等无机化学”，但理解物质的宏观性质离不开对无机物深刻的理解。我们将探讨金属、非金属及其化合物的结构、性质和应用。例如，无机材料如陶瓷、玻璃、水泥的制备原理及其在建筑、工业中的广泛应用；过渡金属及其配合物的独特电子结构和催化活性，它们在化工生产、生物催化等领域扮演着不可替代的角色；稀土元素的神奇特性，它们在磁性材料、光学材料、催化剂等高科技领域中的应用。本书将引导您理解这些无机物是如何通过其独特的结构和电子排布，展现出非凡的性能。 有机化学的生命之源： 生命的本质离不开复杂的有机分子。本书将概述有机化学的基本概念，如碳的成键特性、官能团及其在分子性质中的作用。您将了解烃类、含氧有机物、含氮有机物等主要有机物的结构、命名和反应。我们将探讨蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物大分子的基本结构和功能，以及它们在生命活动中的重要性。从合成药物到功能高分子材料，有机化学的进步不断推动着人类社会的进步。 分析化学的精准识别： 如何准确地识别和量化物质，是化学研究的基础。本书将介绍分析化学的基本原理和常用技术，如光谱分析（紫外-可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振谱）、色谱分析（气相色谱、液相色谱）以及电化学分析等。您将理解这些技术是如何通过测量物质与电磁波的相互作用或物质的分离特性，来确定物质的成分和含量，从而为科学研究、质量控制、环境监测等领域提供精准的数据支持。 物理化学的理论支撑： 物理化学是连接物理学与化学的桥梁，它为化学提供了坚实的理论基础。本书将概述物理化学中的关键概念，如量子化学、统计力学、表面化学和胶体化学。您将了解量子化学如何描述原子和分子的电子结构，统计力学如何从微观粒子的行为推断宏观性质，表面化学如何解释界面现象的重要性，以及胶体化学在乳液、悬浮液等体系中的作用。 第四部分：化学的未来——挑战与展望 化学作为一门不断发展的科学，正面临着前所未有的机遇和挑战。本书的最后一部分将放眼未来，探讨化学在解决全球性问题中的作用。 绿色化学与可持续发展： 随着环境保护意识的日益增强，绿色化学已成为化学发展的重要方向。本书将介绍绿色化学的十二项原则，如原子经济性、使用可再生原料、设计可降解产品等，以及它们如何在化工生产、药物合成和材料科学等领域得到应用。您将理解如何通过化学的创新，减少对环境的污染，实现经济发展与环境保护的和谐统一。 新材料的探索与应用： 新材料的出现往往能带来颠覆性的技术变革。本书将介绍纳米材料、生物材料、智能材料等前沿领域的研究进展。例如，纳米材料在催化、传感、药物递送等方面的巨大潜力；生物材料在医学修复、组织工程等方面的应用；以及能够响应外界刺激而改变性质的智能材料在传感器、驱动器等方面的应用。 化学与生命科学的交叉： 化学在揭示生命奥秘的过程中扮演着越来越重要的角色。从理解 DNA 的结构和功能，到开发新型药物和基因疗法，化学与生物学的交叉融合正不断推动着生命科学的进步。本书将探讨化学生物学、药物化学等领域的最新发展，以及化学在解决健康问题、提高人类生活质量方面的巨大潜力。 计算化学与人工智能： 计算化学和人工智能的兴起，正在以前所未有的方式加速化学研究的进程。本书将介绍计算化学如何通过模拟来预测分子性质、设计新材料和优化反应路径。人工智能在化学领域的应用，如药物设计、材料筛选、光谱解析等，也正展现出巨大的前景。 结语 《物质的奥秘：从基础到前沿的化学之旅》是一本献给所有对物质世界充满好奇的读者的书。它将带领您跨越宏观与微观的界限，理解无机物、有机物的纷繁复杂，探索化学反应的驱动力与能量转化，并展望化学在解决人类未来挑战中的关键作用。无论您是化学专业的学生，还是对化学充满兴趣的普通读者，本书都将为您提供一个全面、深入且引人入胜的化学世界之旅，让您在理解物质本质的同时，感受科学的无穷魅力。

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