MATLAB与化学

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出版者:
作者:郑冀鲁
出品人:
页数:178
译者:
出版时间:2009-1
价格:36.00元
装帧:
isbn号码:9787122041326
丛书系列:
图书标签:
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  • 催化
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  • 数值计算
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具体描述

《MATLAB与化学:作图、计算与数据处理》讲述了如何利用MATLAB解决化学工作者遇到的作图、计算与数据处理问题。内容包括MATLAB简介与简单计算、MATLAB作图、非线性方程求解、线性方程组求解、常微分方程与方程组的求解、插值、数值积分与数值微分、最优化、非线性方程组求解、曲线拟合、统计分析十一个专题。《MATLAB与化学:作图、计算与数据处理》一方面讲述了解决上述问题的基本原理,使得读者做到知其然亦知其所以然,另一方面讲述如何使用MATLAB中的各种函数来解决上述问题而不需要读者自行编写程序代码。此外在每个专题中均附带若干实例,实例中的问题长期困扰着广大化学工作者,而《MATLAB与化学:作图、计算与数据处理》给出了这些问题较为圆满的解决方案。

《电化学导论:理论与应用》 一、本书内容概述 本书旨在为读者提供电化学领域的全面、深入的理论基础与前沿应用指导。内容涵盖电化学的基本原理、热力学、动力学、界面现象、电化学分析技术、能源电化学(电池、燃料电池、电解槽)以及腐蚀与防护等多个核心模块。本书注重理论推导的严谨性与实验现象的解释力,力求在概念的清晰阐述与复杂数学模型的应用之间找到最佳平衡点。 二、第一部分:电化学基础与热力学(共五章) 第一章:电化学的宏观视角与基本概念 本章首先界定了电化学的范畴,阐述其在现代科学技术中的重要地位。我们将从宏观层面解析电化学反应的特征——电子转移与物质迁移的耦合。核心内容包括电荷守恒与物质守恒在电化学体系中的体现,法拉第定律的深入解读及其在定量分析中的应用。随后,介绍电化学测量的基本装置,如三电极体系的构成与作用,以及工作电极、对电极和参比电极的选择标准与局限性。本章将通过一系列实例,帮助读者建立对电化学过程的直观认识。 第二章:电化学热力学:能级与平衡 深入探讨电化学过程的驱动力。本章的核心是吉布斯自由能与电化学势的关系,特别是电化学势在理解相界面平衡中的关键作用。详细推导能斯特方程(Nernst Equation)的完整形式,并讨论其在不同温度和离子强度下的修正,包括活度系数的影响。重点分析电极电位的意义,阐明标准电极电位表(E°)的构建原理及其局限性。此外,本章将引入电化学循环(如电化学-热力学循环)的概念,用于计算涉及离子溶剂化能、晶格能等间接热力学参数的方法。 第三章:电化学动力学:反应速率与极化 本章转向描述电化学反应的速率。详细介绍电荷转移反应的微观机制,包括电荷转移系数($alpha$)的物理意义及其对过电位依赖性的影响。核心内容是巴特勒-沃尔默(Butler-Volmer)方程的推导、线性化近似(Tafel方程)的应用条件,以及在不同过电位范围内的适用性分析。深入探讨电荷转移步骤的活化能理论,并引入速率决定步骤(RDS)的概念。本章还将详细论述欧姆极化、浓差极化和活化极化的区分与量化方法。 第四章:扩散与迁移:物质输运过程 电化学反应速率往往受限于反应物在溶液中的输运过程。本章系统分析扩散、迁移和对流这三种物质迁移机制。重点讲解菲克第一和第二定律在电化学体系中的应用,特别是稳态和非稳态扩散的数学解法(如夏诺夫方程)。迁移电流的理论基础,包括迁移数的定义与测量。此外,本章将结合旋转圆盘电极(RDE)的理论模型,量化扩散系数的测定方法,并讨论在复杂多相体系中(如多孔电极)的输运挑战。 第五章:电荷存储与界面结构 聚焦于电极/溶液界面的微观结构。本章从亥姆霍兹双电层理论(HHP/LHP模型)出发,解释电荷在界面上的分布。详细阐述界面电容的测量方法及其对电极/溶液相互作用的敏感性。引入溶剂化效应和离子吸附对双电层结构的影响。针对电池和电容器体系,本章将探讨固态电解质界面的特性,如固体电解质界面(SEI)的形成机制与重要性。 三、第二部分:电化学测量技术(共四章) 第六章:伏安法基础与线性扫描技术 本章是电化学分析的核心技术介绍。详细剖析恒电位仪(Potentiostat)的工作原理和电流/电压控制模式。系统讲解循环伏安法(CV)的理论基础,包括氧化还原峰的形成、峰电流与扫描速率的关系,以及可逆、拟可逆和不可逆体系的CV图谱特征判据。内容涵盖线性扫描伏安法(LSV)的应用场景,并讨论背景电流和双电层充电电流的扣除技术。 第七章:脉冲与阶跃电位技术 介绍对瞬态过程敏感的测量技术。深入探讨方波伏安法(SWV)、方波阳极溶出伏安法(SWASV)和差分脉冲伏安法(DPV)的原理,重点解释如何通过信号调制和差分技术有效抑制背景电流,从而实现极高的灵敏度。对阶跃电位技术(Chronoamperometry, CA)进行详细分析,阐明COT(Cottrell Equation)在确定扩散系数和反应速率常数中的应用。 第八章:阻抗谱技术(EIS) 电化学阻抗谱(EIS)是研究界面动力学和输运过程的强大工具。本章详细介绍电化学电池阻抗的定义、复数平面表示法(奈奎斯特图)和伯德图。阐释等效电路模型的构建原则,并针对不同系统(如电池、电容器、涂层)的典型阻抗谱进行案例分析,区分不同频率响应区域所对应的物理过程(如活化、扩散、欧姆电阻)。讨论数据处理与拟合软件的使用规范。 第九章:电沉积与电化学形貌控制 本章关注电极表面物质的精确沉积与生长。讨论电沉积的成核与生长机制(如Volmer-Weber、Frank-van der Merwe模式)。深入分析电流密度、温度和电解液组分对沉积形貌、晶粒尺寸和相纯度的影响。介绍电沉积在功能材料制备,如纳米线、薄膜和高比表面积电极制造中的应用。 四、第三部分:应用电化学(共四章) 第十章:能源电化学:电池系统 系统介绍现代电化学储能设备。深入分析锂离子电池(LIBs)的工作原理,重点探讨正极和负极材料的电化学行为、嵌脱机制、体积变化及其对循环稳定性的影响。对固态电解质界面(SEI)的演变和锂枝晶的抑制策略进行详细讨论。此外,本章还将涵盖下一代电池技术,如钠离子电池、液流电池的基础电化学特性。 第十一章:电化学能源转化:燃料电池与电解水 本章关注电化学能量转换。详细解析质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电极反应机理,特别是氧还原反应(ORR)和氢氧化反应(HOR)的动力学限制。探讨催化剂的结构与性能关系。在电解水制氢方面,分析酸性与碱性条件下析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的过电位来源,并对比不同催化材料(贵金属与非贵金属)的性能差异。 第十二章:电化学传感器与生物电化学 探讨电化学原理在痕量物质检测中的应用。分类介绍基于电流型(安培法)、电位型(离子选择性电极)和导纳型传感器的设计与工作原理。着重分析生物电化学传感器,如葡萄糖电化学传感器中酶促反应的电化学耦合机制。讨论电化学方法在分析生物分子、药物代谢产物中的灵敏度与选择性提升策略。 第十三章:电化学腐蚀与防护 电化学腐蚀是工程应用中普遍存在的关键问题。本章从电化学热力学角度解释腐蚀的驱动力,并使用Tafel外推法确定腐蚀电位和腐蚀速率。详细分析局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀)的机理。重点介绍电化学防护技术,包括阴极保护和阳极保护(钝化)的原理、设计标准及实际工程案例。讨论缓蚀剂的作用机制。 五、附录 包括常用电化学常数、标准还原电位表(扩展至非标准温度)、常见电化学软件数据处理指南,以及高级电化学理论的数学背景补充。

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读后感

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用户评价

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我之所以对《MATLAB与化学》这本书如此感兴趣,源于我对化学研究的深度和广度的不断追求。在我看来,现代化学研究已不再仅仅依赖于传统的实验技巧,而是越来越需要借助强大的计算工具来辅助理解和创新。MATLAB,作为一款在科学计算领域享有盛誉的软件,其在数学、物理、工程等多个学科都有着广泛的应用,但我一直以来都对其在化学领域的具体应用知之甚少。这本书的出现,恰好填补了我在这方面的知识空白。我迫切地希望这本书能够揭示MATLAB在化学研究中的独特价值,例如,如何利用MATLAB进行化学数据的可视化分析,如何构建化学反应的动力学模型,甚至是如何利用它来模拟分子的结构和性质。我特别关注书中是否能提供一些具有实际指导意义的内容,能够帮助我将MATLAB的强大功能应用到我自己的化学研究中。我期望这本书能够提供详细的步骤和清晰的代码示例,让我能够快速上手,并将其作为解决化学问题的有力工具。我期待通过这本书,能够将MATLAB的计算能力与化学的实验智慧相结合,从而在学术研究上取得新的突破,并为未来的化学发展贡献力量。

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《MATLAB与化学》这本书的书名,在我第一次看到它时,就激起了我强烈的好奇心。一直以来,我将MATLAB视为一个强大的工程计算工具,对它在化学领域的应用知之甚少,总觉得它与我所熟知的化学研究方法似乎有些距离。然而,随着我对科学研究的理解不断加深,我意识到计算思维和量化分析在任何学科中都扮演着越来越重要的角色,因此,我对MATLAB如何在化学研究中发挥作用产生了浓厚的兴趣。我希望这本书能够系统地介绍MATLAB在化学领域的应用,从基础的数据处理和可视化,到更高级的模拟和模型构建。我尤其关注书中是否能提供一些具体的案例分析,通过实际的化学问题来展示MATLAB的强大功能,例如,如何利用MATLAB来分析色谱和质谱数据,如何构建化学反应的动力学模型,甚至是如何利用它来模拟分子的结构和性质。我希望这本书能够提供清晰的代码示例和详细的解释,让我能够快速掌握关键的MATLAB函数和算法,并将其应用到自己的学习和研究中。我期待这本书能够帮助我拓展我的研究视野,让我能够以一种更科学、更高效的方式来解决化学问题,从而在化学领域取得更大的进步。

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《MATLAB与化学》这本书,光是书名就足以勾起我对现代化学研究方法的强烈好奇。长久以来,我对化学的理解更多地停留在宏观的实验操作和微观的分子理论层面,对于如何将强大的计算工具融入其中,一直处于一种模糊的状态。MATLAB,在我看来,是一个在工程和物理领域叱咤风云的计算利器,但它如何能与抽象而精密的化学世界发生联系,我感到十分好奇。我希望这本书能够提供一个清晰的路径,告诉我MATLAB究竟能在化学研究中扮演怎样的角色。是能够帮助我们更深入地理解化学反应的内在机理?是能够加速新材料的发现和设计过程?还是能够协助我们处理和分析那些复杂且庞大的实验数据?我特别期待书中能够包含一些具有前瞻性的内容,展示MATLAB在化学前沿研究领域的应用,例如,在纳米材料设计、生物化学模拟、环境化学建模等方面的创新应用。我希望这本书能够提供一些详细的算法讲解和代码示例,让我能够掌握将MATLAB应用于解决具体化学问题的能力,从而拓展我的研究视野,并为我的学术发展奠定坚实的基础。

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这本书的封面上“MATLAB与化学”几个字,最初吸引我的,与其说是这两个词本身,不如说是它们组合在一起所引发的好奇与一丝挑战感。我是一名在读的化学专业研究生,虽然对MATLAB这个强大的数值计算和可视化工具并不陌生,也零星地在一些课程或文献中瞥见过它的应用,但从未将其与化学研究的方方面面进行系统性的联系。总觉得MATLAB似乎是为工程、物理或者更偏向理论计算的学科准备的“高科技武器”,而化学,尤其是我所研究的有机合成领域,似乎更依赖于实验的直觉、精密的仪器以及厚重的文献堆。然而,这本书的出现,就像在我的研究视野中打开了一扇新的窗户。我期待着它能颠覆我固有的认知,让我看到MATLAB如何在化学实验数据的处理、模拟、预测,甚至是辅助设计反应路径等方面发挥出意想不到的作用。它不仅仅是关于如何编写MATLAB代码,我更希望它能教会我如何用一种全新的、数字化的视角来审视和解决化学问题。我希望这本书能够循序渐进,从最基础的MATLAB入门知识讲起,但又能迅速过渡到与化学紧密相关的应用场景。例如,如何用MATLAB绘制复杂的化学结构图,如何处理色谱、质谱等实验数据,如何进行简单的动力学模拟,甚至是如何利用MATLAB来预测分子的性质。这些都是我工作中经常会遇到的挑战,如果能找到一个高效、准确的工具来解决,无疑将大大提升我的研究效率和深度。我尤其关注书中是否能提供一些具体的案例分析,通过实际的化学问题来展示MATLAB的强大功能,而不是仅仅停留在理论的层面。我希望它能让我看到,MATLAB不仅仅是一个工具,更是一种思维方式的革新,一种将抽象的化学概念转化为可计算、可分析的模型的桥梁。我坚信,掌握了MATLAB在化学领域的应用,将为我未来的学术生涯打开更多可能性。

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说实话,当我在书店里看到《MATLAB与化学》这本书时,第一反应是有点惊讶。我一直以来都认为,化学更多的是一个实验科学,是烧杯、试管和精密仪器的世界。虽然我知道MATLAB在科学计算领域非常强大,但把它和化学联系起来,对我来说确实是一个全新的概念。我一直以来都是通过传统的实验方法和文献研究来解决化学问题,对于如何将MATLAB这样的编程工具融入到我的化学学习和研究中,我感到非常好奇。这本书的出现,让我看到了将科学计算的严谨性与化学的实验性相结合的可能性。我迫切地想知道,MATLAB究竟能在化学的哪些方面提供帮助。是能够帮助我们处理和分析海量的实验数据,从中提取有价值的信息吗?还是能够帮助我们模拟复杂的化学反应过程,从而更好地理解反应机理?亦或是能够协助我们进行分子设计和性能预测,减少不必要的实验试错?我特别希望这本书能够提供一些实际的、可操作的例子,能够清晰地展示MATLAB在解决具体化学问题时的应用方法。我希望它能教会我如何用MATLAB来可视化化学数据,如何进行统计分析,甚至是如何构建简单的模型来预测化学反应的结果。我对这本书的期望很高,希望它能成为我学习和研究化学的一个得力助手,帮助我打开一个全新的研究思路,让我能够以更高效、更科学的方式来探索化学的奥秘。我渴望这本书能够打破我思维的定势,让我看到MATLAB在化学领域无限的潜力。

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当我第一次看到《MATLAB与化学》这本书的书名时,我的脑海中瞬间闪过无数个疑问。MATLAB,这个在我印象中主要用于工程计算和数据分析的强大工具,竟然和化学产生了交集?这究竟是怎样的一种结合?是纯粹的理论计算,还是能与实验紧密联系?我迫不及待地想了解,MATLAB究竟能在化学研究的哪个环节发挥作用。是能够帮助我们处理海量的实验数据,从中挖掘出隐藏的规律?是能够帮助我们模拟那些肉眼看不见的微观世界,理解复杂的反应机理?亦或是能够辅助我们进行新材料的设计与预测?我希望这本书能够提供一个全面的视角,清晰地展示MATLAB在化学不同分支的应用,例如,物理化学中的热力学和动力学模拟,有机化学中的反应路径分析,无机化学中的晶体结构解析,甚至是分析化学中的数据处理与模型构建。我尤其期待书中能够包含一些具有启发性的案例研究,通过具体的化学问题来展示MATLAB的实际应用价值,而不仅仅是泛泛而谈。我希望这本书能够提供一些易于理解的编程示例,让我能够快速掌握关键的MATLAB函数和算法,并将它们应用到自己的研究实践中。我期待这本书能够成为我化学学习道路上的一个重要转折点,让我能够以一种更加现代化、更加科学的方式来探索化学的奥秘。

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《MATLAB与化学》这本书的出现,在我看来,是化学研究领域的一次令人兴奋的革新。一直以来,我总觉得化学是一门高度依赖实验和直觉的学科,而MATLAB则更像是属于工程和物理的语言。然而,随着科学技术的飞速发展,计算思维和量化分析在各个学科中的重要性日益凸显,我开始好奇,MATLAB能否真正地融入到化学的肌理之中?这本书,就像一本指南,指引我探索MATLAB在化学中的无限可能。我希望它能深入浅出地讲解如何利用MATLAB来处理、分析和可视化化学实验数据,例如,如何从复杂的色谱、质谱数据中提取有用的信息,如何利用MATLAB绘制精美的分子结构图和反应动力学曲线。我更期待它能展示MATLAB在理论化学和计算化学中的应用,例如,如何利用MATLAB进行量子化学计算,模拟分子的电子结构和光谱性质,或者如何利用它来构建分子动力学模型,观察分子在不同条件下的行为。我希望书中能够提供一些具体的、可操作的案例,通过实际的化学问题来展示MATLAB的强大功能,让我能够亲身体验到计算的力量。我期待这本书能够激发我用一种全新的、数字化的方式来思考和解决化学问题,为我的学术研究带来更多的创新和突破。

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我的研究方向涉及到大量的实验数据处理和模型建立,因此,当我看到《MATLAB与化学》这本书时,立刻产生了一种强烈的共鸣。在我看来,化学是一门既需要实验操作,也需要理论支撑的学科,而MATLAB作为一种强大的数值计算和可视化工具,无疑能够极大地提升我们在数据分析和模型构建方面的效率和准确性。然而,我之前对MATLAB在化学领域的具体应用了解不多,总觉得它似乎与我的研究领域存在一定的距离。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇新的大门,让我看到了将MATLAB的力量与化学研究相结合的无限可能。我非常期待这本书能够详细介绍MATLAB在处理和分析化学实验数据方面的各种技术和方法,例如,如何利用MATLAB进行统计分析、回归拟合、降维处理,以及如何利用它来构建预测模型。我希望书中能够提供一些贴合实际的化学研究案例,通过具体的例子来展示MATLAB在解决实际问题中的应用,例如,如何利用MATLAB来优化反应条件,预测产品收率,或者如何利用它来分析光谱数据,鉴定物质成分。我期待这本书能够帮助我掌握更加先进的数据处理和建模技术,从而提升我的研究水平,并为我的学术生涯带来新的机遇。

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从书名《MATLAB与化学》开始,我就被一种强烈的求知欲所驱使。作为一名对化学充满热情但又希望引入更先进研究方法的学生,我一直在寻找能够连接理论与实践、计算与实验的桥梁。MATLAB,作为一种功能强大的科学计算软件,其在许多领域都有着广泛的应用,但我一直不清楚它在化学领域具体能发挥怎样的作用。这本书的出现,无疑为我提供了一个探索这个未知领域的绝佳机会。我非常期待这本书能够深入浅出地讲解MATLAB在化学研究中的各种应用场景,例如,如何利用MATLAB进行化学数据的可视化和处理,如何利用它进行数值模拟以理解化学反应机理,甚至是如何利用它来辅助设计新的化学物质。我希望书中能够包含具体的案例,通过实际的化学问题来展示MATLAB的强大功能,而不仅仅是停留在理论层面。例如,如何用MATLAB来分析色谱和质谱数据,如何用它来模拟分子间的相互作用,如何用它来设计和优化化学实验方案。我希望这本书能够提供清晰的代码示例和详细的解释,让我能够快速上手,并将其应用到自己的学习和研究中。我期待这本书能够帮助我拓展我的研究视野,让我能够以一种更科学、更高效的方式来解决化学问题,从而在化学领域取得更大的进步。我深信,掌握MATLAB在化学中的应用,将为我的学术生涯注入新的活力。

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我对《MATLAB与化学》这本书的兴趣,源于我对化学研究方法论的持续探索。在我看来,科学的进步往往伴随着新的工具和新方法的出现,而MATLAB无疑是当今科学计算领域最具有代表性的工具之一。然而,长期以来,我对MATLAB与化学之间的联系了解甚少,感觉它更多地属于工程和物理领域。这本书的名字,如同一扇神秘的门,让我渴望一探究竟。我希望它能揭示MATLAB在化学领域的独特价值,它究竟是如何赋能化学研究的?是能够帮助我们处理和理解那些肉眼难以察觉的微观世界吗?或者能够帮助我们设计出更有效率的合成路线?我希望这本书能够提供深入的解析,例如,如何利用MATLAB进行量子化学计算,如何模拟分子动力学,如何处理光谱学数据,甚至是如何通过MATLAB来实现化学过程的优化和控制。我期望这本书能够展示一些前沿的应用案例,让我看到MATLAB是如何在催化剂设计、新材料开发、药物发现等领域发挥关键作用的。更重要的是,我希望这本书能够培养我使用MATLAB解决化学问题的能力,让我不仅仅是一个化学知识的掌握者,更是一个能够运用先进工具进行科学研究的实践者。我希望通过阅读这本书,能够将MATLAB的强大计算能力与化学的实验智慧相结合,从而为我的学术研究带来新的突破和创新。我期待这本书能带来一场思维的变革,让我对化学的理解和研究方式产生深刻的影响。

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讲的case很好,都是化学领域比较基本的问题,举一反三向外延伸蛮好的。

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数学建模加上数值分析,就是这本书了,我现在可以这样说,我可以写的比这本书还要好!!!!!等有时间,自己写一本书 吧!!

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讲的case很好,都是化学领域比较基本的问题,举一反三向外延伸蛮好的。

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讲的case很好,都是化学领域比较基本的问题,举一反三向外延伸蛮好的。

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讲的case很好,都是化学领域比较基本的问题,举一反三向外延伸蛮好的。

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