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出版者:Wiley-Interscience

作者:Arthur W. Adamson

出品人:

页数:808

译者:

出版时间:1997-8-18

价格:USD 186.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471148739

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 化学
• 表面
• 物理化学
• 表面化学
• 界面科学
• 吸附
• 催化
• 胶体
• 表面能
• 薄膜
• 纳米材料
• 电化学界面

《无机化学导论：从基础到前沿》 图书简介 本书旨在为学习无机化学的学生提供一个全面而深入的入门指南，涵盖了现代无机化学的核心概念、理论框架以及其在各个科学领域的应用。我们致力于构建一个逻辑清晰、内容详实的知识体系，使读者能够从最基础的原子结构和化学键理论出发，逐步深入到复杂的配位化学、固体化学、生物无机化学以及材料科学等前沿领域。 第一部分：基础概念与理论框架 第一章 原子结构与周期性 本章将从量子力学的基本原理出发，回顾电子的波粒二象性、薛定谔方程在原子体系中的应用。重点讨论了原子轨道的概念、电子排布的规则（如洪特规则和泡利不相容原理），以及如何利用这些理论来理解元素性质的周期性变化。我们将深入探讨电负性、离子半径和原子/离子尺寸对化学反应活性的影响，并引入先进的计算方法在预测原子性质中的作用。 第二章 化学键与分子结构 本章着重于理解化学键的本质。从最基础的离子键和共价键模型开始，引入价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。详细阐述了杂化轨道理论在解释分子几何形状和键合角度中的应用。特别是，我们将深入探讨多中心键、三中心四电子键等特殊键合形式，并利用VSEPR理论和MO理论来预测和解释分子的稳定性和反应性。此外，本章还将讨论氢键、范德华力等次级作用力，它们在宏观性质中的重要角色。 第三章 晶体结构与固态化学基础 固态化学是无机化学的重要分支。本章从晶体学的基本概念入手，介绍点阵、晶胞、布拉维点阵和密堆积结构。重点讲解了常见的金属晶体结构（如FCC、BCC、HCP）及其堆积效率。随后，讨论了离子晶体（如NaCl、CsCl结构）的结构稳定性，并引入晶格能的概念及其计算方法。此外，本章还将引入晶体缺陷理论，如点缺陷、线缺陷和面缺陷，这些缺陷是理解半导体、陶瓷和功能材料性能的关键。 第二部分：无机反应与配位化学 第四章 酸碱理论与氧化还原化学 本章系统地回顾了酸碱化学的演变，从经典的阿伦尼乌斯和布朗斯特-洛里理论，到更具普适性的路易斯酸碱理论和硬软酸碱（HSAB）理论。我们不仅讨论了传统酸碱的强度，还深入探讨了非水溶剂中的酸碱平衡。在氧化还原化学部分，重点讲解了电化学基础，包括标准电极电势、能斯特方程的应用，以及如何利用氧化还原电势图（如Pourbaix图）来预测元素在不同pH值和电位下的稳定性。 第五章 配位化合物：结构、键合与光谱 配位化学是无机化学中最活跃的领域之一。本章详细介绍了配位化合物的基本术语（如配体、中心金属离子、配位数和异构现象）。核心内容集中在配位键的本质，我们将应用价键理论（VBT）和晶体场理论（CFT）来解释过渡金属配合物的颜色、磁性和几何构型。随后，引入更精确的分子轨道理论（MOT）来更全面地理解配位键，特别是对于d区和f区元素的配合物。本章还将涵盖配位化合物的反应动力学和机理。 第六章 配位化合物的光谱与磁性 本章是理解配位化合物性质的进阶部分。重点分析了紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）的产生机理，特别是d-d跃迁和电荷转移跃迁（MLCT, LMCT）。利用Tanabe-Sugano图来解释3d过渡金属离子的光谱特征和斯克拉尔（sclater）参数。同时，详细探讨了配合物的磁性，从顺磁性到抗磁性，并区分了高自旋和低自旋配合物的形成条件。 第三部分：特定元素化学与前沿应用 第七章 主族元素化学：多样性与特殊性 本章按元素周期表的布局，系统回顾了s区、p区和部分d区早期元素的关键化合物及其化学行为。特别关注硼、硅、磷和硫等元素在结构化学中的特殊性，如硼烷、硅酸盐的聚合结构、磷的多种氧化态化合物以及硫的各种氧酸盐。本章将强调如何利用MO理论解释这些元素形成奇特骨架结构（如笼形、簇状结构）的原因。 第八章 过渡金属与内过渡金属化学 本章深入探讨了d区和f区元素的化学特性。对于过渡金属，重点讨论其在催化、磁性材料和配位化学中的独特作用，包括常见的氧化态、配位几何以及重要的催化循环（如烯烃聚合、氢化反应）。对于内过渡金属（镧系和锕系元素），我们将介绍其独特的4f和5f电子排布对化学性质的影响，包括其广泛的应用于荧光材料、核燃料循环以及磁性存储中的潜力。 第九章 结构化学与高分子无机材料 无机高分子和材料科学是现代化学与工程的交叉点。本章聚焦于具有重复连接单元的无机结构，如硅酸盐、沸石、金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）。详细分析了这些材料的孔道结构、比表面积和离子交换能力。我们将探讨这些结构如何通过调控晶体缺陷和晶格缺陷，实现气体吸附、分离、催化和传感等功能。 第十章 生物无机化学基础 生物无机化学研究生命体系中金属离子和非金属元素的作用。本章首先介绍必需的微量元素（如铁、铜、锌、钼）在蛋白质结构和功能中的关键作用，例如血红蛋白的氧气运输、酶的催化活性中心。我们将分析金属离子如何通过配位作用稳定生物大分子结构，以及重金属的生物毒性机制。 总结 本书力求在保持严格科学性的同时，兼顾教学的启发性和前沿性。通过大量的实例分析、清晰的图示和深入的理论推导，我们希望读者能够建立起对无机化学世界的系统认知，并为未来在无机化学、材料科学、环境化学或生物化学领域的研究打下坚实的基础。本书适合作为大学本科生无机化学课程的教材，也可作为研究生进行专业学习和研究的参考资料。

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这本书的装帧和印刷质量堪称上乘，纸张厚实，手感温润，油墨的色彩饱和度高，即便是复杂的化学结构图和光谱数据也能清晰呈现。从目录上看，内容涵盖了经典的表面科学理论，例如范德华力和电荷转移过程的微观描述，以及实验技术如X射线光电子能谱（XPS）和扫描隧道显微镜（STM）的基础原理和应用案例。我特别欣赏作者在组织章节时所展现的逻辑性，知识点层层递进，从宏观的物理现象过渡到微观的量子力学解释，使得初学者也能逐步建立起对表面现象的系统认知。然而，对于那些期望找到最新的、关于纳米材料界面性质或生物分子吸附动力学的深度研究进展的读者来说，这本书可能显得稍显传统。它更像是一部坚实的教科书，侧重于建立牢固的理论基础，而非前沿研究综述。如果你是研究生阶段需要扎实复习表面化学基础的同学，这本书的详实程度绝对能满足你的需求，但要做好阅读大量数学推导和物理模型的准备，这确实是一本需要静心研读的“硬核”读物。

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这本书的排版和索引系统堪称一流，是我书架上检索效率最高的专业书籍之一。如果你需要快速查找特定术语的精确定义，例如“弗洛因德利希吸附等温线”或“斯托克斯-爱因斯坦关系在表面扩散中的修正”，通常只需在索引页定位，就能迅速找到对应的页码，并且页边距清晰地标注了关键公式的编号。作者的语言风格在技术层面极具精确性，几乎没有模棱两可的表述。但这种对精确性的追求，使得整本书的阅读节奏偏慢，需要频繁地停下来查阅前文或回顾公式推导。它就像一部精心校订的化学词典，每一个词条都力求完备，但作为一部连贯的阅读材料，它在叙事流畅度上稍逊一筹。对于需要系统学习表面物理化学、并致力于理论推导和实验数据量化分析的读者而言，它无疑是一部值得珍藏的工具书，但如果只是想对这个领域有个初步的、快速的宏观了解，这本书的深度可能会让人望而却步。

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这本书的独特之处在于它对量子化学方法在表面吸附问题上应用的探讨。不同于许多只停留在半经验模型层面的教材，它勇敢地深入到了密度泛函理论（DFT）在描述金属-分子相互作用时的局限性与修正方法。我花了整整一个周末才啃完关于电子态密度（DOS）如何反映吸附强度的章节，作者运用了精妙的图示和符号来解释电子轨道重叠的概念，这比我在其他地方看到的任何教科书都来得更为直观。然而，这种深度也带来了极高的门槛。如果你对高等数学和线性代数没有扎实的掌握，或者不熟悉计算化学的基本操作流程，那么书中后半部分关于电子转移和界面极化的讨论，读起来更像是天书。它要求读者不仅要理解物理图像，还要能够处理复杂的数学表达，这对于跨学科背景的研究者来说，可能是一个不小的挑战，需要搭配其他更偏向定性解释的参考资料一同阅读。

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说实话，我当初买这本书是因为被其厚度所震慑，原以为它会是一本包罗万象的百科全书式巨著，然而深入阅读后发现，它的叙事风格极其严谨且略显学术化，缺乏那种能够激发读者好奇心和探索欲的“故事性”。书中对热力学在表面张力计算中的应用阐述得非常透彻，特别是关于吉布斯吸附等温线的推导过程，每一步都毫无跳跃，详细到令人发指。这种详尽无疑保证了内容的准确性，但也使得阅读过程略显枯燥。例如，在讨论晶体表面能的各向异性时，作者花费了大量的篇幅去定义和推导各种表面晶向的几何关系，对于我这种更偏向于应用层面（比如催化剂设计）的读者来说，感觉有些“掉书袋”。我更期待看到更多实际工业应用中遇到的表面工程挑战，以及如何运用这些基础理论去解决它们的案例分析，但这些内容在书中似乎被有意地淡化了，更像是附录中的一小节插曲，而非核心内容。

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我发现这本书在对实验数据的解释方面做得非常出色，尤其是在处理光谱学数据时。比如，当讨论俄歇电子能谱（AES）中与键合相关的能量位移时，作者不仅给出了理论公式，还配上了多组真实的、不同材料体系下的谱图对比，并逐一分析了峰形变化与表面形貌或化学态变化的对应关系。这种图文并茂的对比极大地帮助我理解了如何从原始数据中“读出”有用的信息。这本书的叙述风格非常务实，不夸大理论的普适性，而是明确指出了在特定条件下（例如高真空、低温）理论模型的适用边界。不过，对于那些专注于材料表征而非基础理论构建的学生来说，这本书在先进的原位（in-situ）或非标准条件下的表面研究方法介绍上，略显不足。它更像是为那些需要建立新分析方法的科研人员打地基，而不是为使用现有成熟方法的工程师提供快速参考指南。

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