Problems & Solutions to Accompany Chang's Physical Chemistry for the Chemical & Biological Sciences pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Univ Science Books

作者:Marshall, Mark

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:

价格:942.62元

装帧:Pap

isbn号码:9781891389115

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 化学
• 生物化学
• 解答题
• 习题集
• Chang
• 物理化学问题
• 化学科学
• 生物科学
• 学习辅导

《化学与生物科学中的物理化学问题与解答：精选与拓展》 内容提要： 本书旨在为学习化学、生物科学及相关交叉学科的师生提供一套全面且具有挑战性的问题集与详尽的解答。本书内容并非《张氏物理化学》（Chang's Physical Chemistry for the Chemical & Biological Sciences）的配套习题集，而是独立开发的一套针对基础物理化学核心概念进行深化理解与应用能力的训练材料。本书覆盖了物理化学领域内最关键的几个分支：热力学、量子化学基础、分子光谱学、反应动力学以及统计力学在生命科学中的初步应用。 本书的结构设计旨在引导学习者从理解基本原理过渡到解决复杂、多步骤的实际问题。每章内容均始于对核心概念的简要回顾（不涉及详细理论推导，仅为问题情境设定），随后呈现精心挑选的习题，最后是详尽、清晰的解题步骤与结果分析。 核心章节与内容概览： 第一部分：化学热力学进阶 本部分重点在于将热力学定律应用于非理想体系和生物过程中。 第1章：热力学基础与化学势拓展： 探讨理想气体与真实气体的偏差，着重于范德华方程、Virial方程的实际应用和参数拟合。 深入分析化学势在多相平衡和相变过程中的角色，特别是针对纯组分和混合物（如溶液中的依稀度和活度概念）。 精选题目示例： 计算在不同温度和压力下，利用Virial系数估算氮气在临界点附近的偏差；分析蛋白质在不同pH环境下等电点附近的化学势变化趋势。 第2章：溶液热力学与胶体体系： 侧重于稀溶液的依数性，但重点转向非稀溶液的热力学处理，如活度系数的确定（使用Debye-Hückel理论的延伸，但不深入电解质理论的微观细节）。 讨论热力学在膜分离过程中的应用，如渗透压、逆渗透的驱动力分析。 案例分析： 针对缓冲溶液的缓冲容量的极限分析，并用热力学方法解释滴定曲线的斜率变化。 第二部分：量子力学与分子结构初步 本部分着重于将量子力学的基本假设应用于简单的分子模型，并与实验观测（光谱学）建立联系。 第3章：薛定谔方程与简单模型应用： 着重于对定态薛定谔方程的理解及其在粒子在一方盒、谐振子模型中的求解能力展示。 重点聚焦： 对“零点能”在化学意义上的解读，以及如何使用波函数和算符的概念来预测体系的平均性质。 解题技巧： 强调正交性在计算激发态概率中的应用。 第4章：分子结构与电子结构概论： 不涉及复杂的计算化学方法，而是侧重于分子轨道理论（HMO方法）在线性共轭体系中的应用，以理解颜色和稳定性。 侧重： 如何利用HMO方法预测丁二烯或苯乙烯的$pi$电子密度分布，以及由此推导出的反应活性位点。 第三部分：分子光谱学与结构解析 本部分将理论计算与实验数据（红外、核磁、紫外-可见）的解释相结合。 第5章：振动与转动光谱： 专注于转动常数、转动谱线间距与分子惯性矩的关系。 深入分析红外吸收的强度（偶极矩变化率）与分子振动模式的选择定则。 实践导向： 分析给定的转动光谱数据，反推出双原子分子的键长。 第6章：电子激发光谱与光化学： 讨论Beer-Lambert定律的应用极限，以及摩尔吸收系数的物理意义。 引入Jablonski图，重点分析荧光量子产率、系间窜越等过程的竞争性动力学描述。 第四部分：化学反应动力学与机制探索 此部分是全书的核心，旨在培养学生分析反应速率数据并推导机制的能力。 第7章：速率定律与复杂反应： 涵盖零级、一级、二级反应，并着重分析伪一级反应的识别与处理。 难点突破： 对连串反应（$A o B o C$）的稳态近似和非稳态近似的适用性进行严格比较。 第8章：碰撞理论与过渡态理论（TST）： 详细阐述阿伦尼乌斯方程的局限性，并引入碰撞理论中的碰撞截面概念。 理论深化： 详细解析过渡态理论中的活化吉布斯自由能、焓和熵的计算，并将其与实验速率常数进行关联。 第9章：催化与表面反应动力学： 以Langmuir吸附等温线为基础，分析异相催化反应的速率方程推导。 生物催化初步： 引入Michaelis-Menten动力学模型，并要求学生通过图形法（Lineweaver-Burk）确定$K_M$和$V_{max}$，并探讨其热力学基础。 第五部分：统计力学基础与生命过程关联 本部分为高级应用，将宏观性质与微观分子行为联系起来。 第10章：配 নির্ভরযোগ্য函数与宏观性质： 详细介绍配可靠函数（配可靠积分）在计算分子理想气体热力学函数（内能、熵、自由能）中的应用。 应用示例： 运用配可靠函数计算双原子理想气体在某一温度下的定容热容$C_v$。 第11章：熵与信息论的交叉： 不涉及复杂的配可靠积分计算，但侧重于玻尔兹曼熵公式在理解系统无序性，特别是信息论中“熵”的概念与物理熵的类比。 主题探讨： 分析溶解过程中的熵增与自由能变化的关系，为理解生物大分子（如DNA解旋）的热力学驱动力打下基础。 本书特色： 1. 独立性与互补性： 本书的习题集是自洽的，所有必需的物理常数、必要的背景公式（除极基础的定义外）均在题中或章末提供。它不依赖于特定教材的章节顺序或特定的符号约定，而是聚焦于通用物理化学原理的深化应用。 2. 强调物理图像： 解答部分不仅仅是数字的罗列，更侧重于对结果的物理解释，例如，一个负的活度系数在溶液中意味着什么，或者一个高的活化熵对反应速率的影响是正向还是负向。 3. 跨学科挑战： 包含大量源自生物物理、材料科学或环境化学的真实世界问题案例，确保学习者能将抽象的物理化学原理应用于解决实际的化学与生物科学挑战。 4. 难度梯度设计： 每章习题难度由易到难排列，确保初学者能建立信心，而高难度题目则要求学生进行多步推理和跨章节知识的综合运用。 本书适合作为大学高年级本科生或研究生课程的补充读物，尤其适合需要通过大量练习来巩固和检验对物理化学核心概念掌握程度的自学者。

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