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出版者:

作者:Spencer L. Seager

出品人:

页数:912

译者:

出版时间:

价格:701.60元

装帧:

isbn号码:9780495112761

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 普通化学
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• 科学
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• 现代化学

《物质的奇妙世界：探索化学的奥秘》 内容简介： 我们生活在一个由物质构成的世界，从微小的原子到浩瀚的星辰，一切都遵循着化学的规律。本书将带你踏上一段引人入胜的旅程，深入探索物质的本质、转化以及它们之间错综复杂的关系。我们将从最基本的化学概念出发，逐步揭示原子、分子、元素周期表背后的逻辑，理解化学键如何将粒子凝聚成万物，以及化学反应如何驱动着生命和宇宙的演变。 第一章：世界的基石——原子与分子 物质是什么？构成我们身体、空气、水，乃至宇宙万物的最基本单元是什么？在本章中，我们将解开原子的奥秘。你将认识到原子并非不可分割，而是由更小的粒子——质子、中子和电子——组成。我们将探索原子的结构，理解电子的分布如何决定着元素的性质，并首次接触到原子质量和原子序数这些重要的概念。 随后，我们将进入分子的世界。分子是原子通过化学键连接而成的独立单位，它们构成了我们周围几乎所有的物质。我们将学习不同的化学键类型，如共价键和离子键，理解它们如何形成，以及它们在决定化合物性质中的作用。你将看到，看似简单的水分子，其独特的结构赋予了它非凡的溶解能力和生命支持功能。我们将通过生动形象的例子，比如氧气分子如何支持呼吸，二氧化碳分子如何影响气候，来体会分子的重要性。 第二章：元素的语言——元素周期表 如果你想与人交流，需要掌握语言；要理解物质的构成，则必须熟悉元素周期表。本章将带领你领略元素周期表的“语言”。你将了解这个表格并非随意的排列，而是蕴含着深刻的化学规律。我们将揭示元素周期表是如何根据原子序数排列，并按照电子层结构将元素划分为不同的族和周期。 你将学习到，同一族的元素往往具有相似的化学性质，这是因为它们最外层电子的数量和排布相似。例如，碱金属元素为何如此活泼？卤素为何常常表现出强烈的氧化性？本书将一一为你解答。我们还会探讨元素的周期性变化，理解金属、非金属以及类金属之间的界限，并为你介绍一些生活中常见的元素，如碳、氢、氧、氮，以及它们在构成生命体中的核心作用。 第三章：物质的律动——化学反应 化学反应是物质不断变化、重组的动力。在本章中，我们将深入探索化学反应的本质。你将理解化学反应是如何发生的，即旧的化学键断裂，新的化学键形成，从而生成新的物质。我们将介绍化学方程式这一简洁而强大的工具，学习如何阅读和书写它们，理解反应物和生成物之间的数量关系。 我们将探讨不同类型的化学反应，例如： 化合反应： 两种或多种物质结合生成一种新物质，如铁与氧气生成氧化铁。 分解反应： 一种物质分解成两种或多种更简单的物质，如电解水生成氢气和氧气。 置换反应： 一种元素或化合物取代另一种元素或化合物中的一部分，如锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜。 复分解反应： 两种化合物相互交换成分，生成两种新化合物，如酸碱中和反应。 我们还将引入“催化剂”的概念，了解它如何加速化学反应而不被消耗，并探讨能量在化学反应中的作用，区分吸热反应和放热反应。 第四章：形态各异——物质的三态与相变 我们熟悉的物质，或固态，或液态，或气态，它们的形态差异源于分子间的相互作用以及能量的水平。本章将深入探究物质的三态及其相互转化。你将理解固体内部粒子排列紧密且有序，液体粒子可以相对自由地移动，而气体粒子则具有极高的动能并自由扩散。 我们将详细阐述相变过程，例如： 熔化与凝固： 固体转变为液体，液体转变为固体的过程，理解熔点和凝固点的意义。 汽化与液化： 液体转变为气体，气体转变为液体的过程，区分蒸发和沸腾，了解沸点。 升华与凝华： 固体直接转变为气体，气体直接转变为固体，如干冰的升华。 你还会了解到，压强和温度是影响物质状态的重要因素。我们将通过生活中常见的现象，如水的三态变化，冰雪的融化，水蒸气的凝结，来理解这些理论知识。 第五章：溶解的奥秘——溶液与浓度 生活中，我们经常会遇到溶解现象，比如食盐溶解在水中，糖溶解在咖啡里。本章将深入探讨溶液的形成及其性质。你将理解溶液是由溶质溶解在溶剂中形成的均一混合物。我们将介绍不同种类的溶剂和溶质，以及它们溶解能力的差异。 关键的概念“溶解度”将得到详细阐述，理解它与温度、压强等因素的关系。你还将学习如何定量描述溶液的组成，即“浓度”。我们将介绍常见的浓度表示方法，如质量百分浓度、物质的量浓度，并演示如何进行相关的计算。这些知识不仅有助于你理解实验操作，也能让你更好地理解生活中的配制药水、调制饮料等过程。 第六章：酸碱的世界——pH值的秘密 酸和碱是化学中两类非常重要的物质，它们在自然界和我们的生活中扮演着至关重要的角色。本章将为你揭示酸碱的本质以及它们如何被衡量。你将了解酸的定义，如它们在水中会电离出氢离子；碱的定义，如它们在水中会电离出氢氧根离子。 一个核心概念——pH值，将得到深入的解析。你将理解pH值是如何衡量溶液酸碱度的指标，并学会如何根据pH值判断溶液是酸性、碱性还是中性。我们将介绍pH试纸和pH计的应用，并通过实例，如胃酸的酸性，肥皂的碱性，以及纯水的pH值，来强化你的理解。你还将初步了解酸碱中和反应，以及它们在工业生产和日常生活中的应用。 第七章：碳的传奇——有机化学入门 碳，这个看似普通的元素，却是构成地球上所有生命体的基础。本章将为你打开有机化学的大门，探索由碳元素构成的化合物的奇妙世界。你将了解到，碳原子具有独特的成键能力，能够与自身以及其他元素形成数量庞大、结构多样的化合物，这便是“有机物”。 我们将从最简单的有机化合物——烃类（如甲烷、乙烷）开始，了解其基本的分子结构和命名规则。随后，我们将介绍官能团的概念，理解不同的官能团如何赋予有机化合物不同的化学性质，如醇、醛、酮、羧酸等。本书将通过一些生活中常见的有机物，如乙醇（酒精）、乙酸（醋酸）、葡萄糖等，来展示有机化学的魅力。你还将初步了解有机反应的基本类型，为进一步学习打下基础。 第八章：生命之源——生物化学的化学基础 生命现象背后，离不开复杂的化学过程。本章将为你揭示生物化学的精彩之处，理解生命体是如何利用化学来维持生存、生长和繁衍的。我们将从构成生命体的基本大分子物质——生物大分子——入手。 你将了解： 碳水化合物： 如葡萄糖，是生命体的能量来源。 蛋白质： 由氨基酸构成，是生命活动的主要承担者，如酶、抗体、激素。 脂类： 如脂肪，是重要的能量储存形式，也是细胞膜的重要组成部分。 核酸： 如DNA和RNA，携带和传递遗传信息，是生命的蓝图。 我们将探讨这些生物大分子是如何在体内合成和分解的，理解酶在生物化学反应中的催化作用，以及能量如何在生命体中传递和利用。本书将带领你看到，我们身体内的每一个细胞，每一项生理活动，都是一场精密而高效的化学反应。 第九章：物质的测量与转化——化学计量学 要进行准确的化学实验和生产，必须掌握物质的“量”，这就是化学计量学的范畴。本章将为你介绍化学计算的基础。你将学会如何使用“摩尔”这个单位来衡量物质的量，理解摩尔质量的意义。 我们将演示如何根据化学方程式中的化学计量数，计算反应物和生成物之间的质量、物质的量之间的转化关系。你还将学习如何计算溶液的浓度，以及如何根据实验数据进行化学式的确定和推算。这些计算能力是进行任何化学研究和工业生产的基石，能够让你更科学地理解和操作化学过程。 第十章：环境的呼唤——化学与可持续发展 化学在为人类带来便利的同时，也带来了环境的挑战。本章将聚焦化学与可持续发展的关系。你将认识到，化学知识对于理解和解决环境问题至关重要。 我们将探讨： 环境污染： 如空气污染、水污染、土壤污染，理解其化学成因，如温室效应、酸雨的形成。 化学品的安全使用： 了解一些常见化学品的潜在危害，以及如何安全地使用和处理它们。 绿色化学： 介绍绿色化学的理念，即在设计化学品和化学过程时，减少或消除有害物质的使用和产生，如开发可再生能源、生物降解材料等。 本书将强调，通过科学的化学知识和负责任的化学实践，我们可以更好地保护我们的地球，实现人与自然的和谐共处。 结语： 《物质的奇妙世界》旨在为你打开一扇通往化学世界的大门。本书并非枯燥的公式堆砌，而是通过生动的事例、清晰的逻辑，引导你一步步理解物质的本质、变化以及它们与我们生活的紧密联系。无论你是初次接触化学的爱好者，还是希望巩固基础的学生，都能从中获得深刻的认识。化学，是探索宇宙奥秘、理解生命起源、创造美好未来的关键。愿这本书能点燃你对科学的好奇，激发你对未知世界的探索热情。

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