具体描述
《工程化学》共分9章，内容包括物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液中的离子平衡、电化学基础、物质结构基础、无机材料、有机高分子材料、常用油品、化学与环境保护等。《工程化学》强化化学基础，注重化学在工程技术中的应用，知识面广，深浅适度。
《工程化学》可作为高等工科院校非化学化工类各专业的教材，也可作为非化工类工程技术人员的自学参考书。
《智慧的桥梁：从原子到世界的物质奇旅》 在这部宏大的叙事中，我们将一同踏上一段跨越微观与宏观，连接理论与实践的非凡旅程。本书并非一本枯燥乏味的教科书，而是一次充满好奇与探索的智慧拓展，它将带领读者穿梭于物质世界的奇妙肌理之中，揭示那些驱动着我们现代文明运转的根本原理。我们将从构成一切的微小粒子——原子——的深邃奥秘开始，逐步构建起对分子、化学反应以及宏观物质形态的深刻理解。 第一章：微观世界的基石——原子的舞蹈 我们首先将目光投向原子，这个构成宇宙万物的基本单位。本书将以生动形象的方式，描绘原子的结构，从坚不可摧的原子核，到围绕其高速运转的电子云。我们将深入探讨质子、中其中子各自扮演的角色，以及它们如何通过电荷的相互作用，塑造出不同元素的独特个性。量子力学的神秘面纱将被一一揭开，例如电子轨道的概念，并非固定不变的轨道，而是概率云的描绘，这为理解化学键的形成提供了理论基础。我们会接触到原子的不同“姿态”——同位素，理解它们虽然原子核内中子数不同，但化学性质却惊人相似的原因。更重要的是，我们将开始思考，为何某些元素倾向于失去电子，而另一些则热衷于获得电子，这正是化学反应的萌芽。 第二章：连接的艺术——化学键的奥秘 当原子不再孤立存在，它们便开始了“连接”的艺术，从而形成了千姿百态的分子。本章将深入剖析化学键的类型：共价键的“分享”式合作，离子键的“赠予”与“接受”的交易，以及金属键的“集体主义”共享电子。我们会学习如何使用电子式和结构式来描绘分子的形态，理解这些看似简单的图示背后蕴含的丰富信息——原子间的连接方式、键长、键角，以及由此决定的分子的三维空间结构。分子形状并非随意，而是遵循着特定的几何规律，例如VSEPR理论，它能帮助我们预测分子的形状，而分子形状又直接影响着分子的极性，进而决定了分子间作用力的强弱。极性分子与非极性分子在相互作用时表现出的差异，将为我们理解许多宏观现象提供线索。 第三章：变化的韵律——化学反应的驱动力 物质世界并非静止不变，化学反应如同无声的舞蹈，时刻在改写着物质的面貌。本章将聚焦于化学反应的本质，解析反应物如何断裂旧的化学键，并重新组合形成新的化学键，产生全新的物质。我们会学习如何书写和平衡化学方程式，这如同化学世界的语言，精确地描述着反应物与生成物之间的定量关系。能量在化学反应中扮演着至关重要的角色，吸热反应与放热反应的差异，将帮助我们理解为何有些反应需要持续加热，而有些一旦发生便能自行持续。活化能的概念，如同反应的“门槛”，解释了为何并非所有碰撞都能转化为有效的反应。动力学与热力学这两大支柱，将为我们提供理解反应速率和反应方向的框架，理解哪些反应是“可能”发生的，以及它们“倾向于”如何发生。 第四章：物质的形态——从固态到气态的转变 我们日常所见的物质，以固、液、气三种宏观形态存在，而这些形态的差异，归根结底源于分子间作用力与分子动能的博弈。本章将细致入微地剖析这三种物态的特征。在固态中，粒子排列紧密有序，振动剧烈但位置固定，呈现出规则的晶体结构或无序的非晶体形态。液体中，粒子拥有更大的自由度，能够相互滑动，但仍受分子间作用力束缚，具有流动性。而气态中，粒子间距极大，动能远大于分子间作用力，它们自由且随机地运动，遵循着理想气体状态方程的支配。相变，如熔化、凝固、汽化、液化，正是这些粒子间能量平衡打破与重塑的直观体现。潜热的概念，解释了在相变过程中温度为何保持不变，能量被用于改变物质的聚集状态。 第五章：溶液的世界——混合物的奇妙性质 我们的生活离不开各种各样的溶液，从海水到空气，从糖水到血液。本章将深入探索溶液的形成机制，理解溶质与溶剂之间是如何相互作用，形成均一的混合物。我们将学习如何用浓度来定量描述溶液的组成，例如摩尔浓度、质量百分比等，这些概念是进行化学定量分析和配制溶液的基础。溶解度的概念，揭示了不同物质在特定溶剂中的溶解能力极限。非理想溶液的出现，则让我们看到分子间作用力并非总是简单的加和，它们可能存在复杂的相互作用，影响着溶液的沸点、凝固点等性质。渗透压，这一看似与宏观世界无关的现象，却在生物体内扮演着至关重要的角色，它揭示了溶液在半透膜两侧的物质迁移规律。 第六章：酸碱的平衡——pH值的探秘 酸和碱，是化学世界中一对不可分割的概念，它们深刻地影响着我们周围的一切，从土壤的肥力到食物的味道。本章将系统地阐述酸碱的理论，从早期 the Arrhenius 理论，到 Brønsted-Lowry 的质子转移理论，再到 Lewis 的电子对理论，层层递进，展现了酸碱概念的不断深化。我们将理解pH值的含义，它不仅是一个数字，更是溶液酸碱度的量化指标，一个微小的pH值变化，可能意味着酸碱度的巨大改变。强酸、弱酸、强碱、弱碱的区分，以及它们的解离程度，将帮助我们预测它们在水溶液中的行为。酸碱中和反应，是酸碱理论的经典应用，它揭示了酸与碱相互作用的本质，并在此过程中可能生成盐和水。缓冲溶液的概念，更是化学与生命科学交叉的精彩体现，它能够抵抗pH值的剧烈变化，维持体系的稳定。 第七章：氧化还原的动态——电子的得失与能量的转化 氧化还原反应，是化学世界中一类极为普遍且重要的反应，它们是许多能源转化过程的核心。本章将深入解析氧化还原反应的机理，理解氧化态的概念，它是判断物质是否发生氧化还原反应的标志。氧化反应意味着失去电子，氧化态升高；还原反应则意味着获得电子，氧化态降低。我们会学习如何配平方程式，并识别氧化剂与还原剂。电化学，便是氧化还原反应与电能之间转化的桥梁。原电池通过自发进行的氧化还原反应产生电能，例如我们日常使用的电池；电解池则利用外加电能，迫使非自发的氧化还原反应发生，这在金属冶炼、物质合成等领域有着广泛应用。法拉第电解定律，更是将电量与物质的生成或消耗量精确地联系起来，展现了微观粒子运动与宏观能量转换的必然联系。 第八章：有机世界的缤纷——碳链的无限可能 如果说无机化学描绘了物质世界的骨架，那么有机化学则展现了生命的色彩与活力。本章将聚焦于碳元素，这个被称为“万能元素”的明星分子。碳原子独特的成键能力，能够形成长链、支链、环状等无限复杂的结构，构建出种类繁多、结构各异的有机分子。我们将学习有机化合物的命名规则，了解不同官能团（如羟基、羧基、氨基等）的存在如何赋予有机分子独特的化学性质。从最简单的烷烃，到复杂的蛋白质和核酸，有机化学将带领我们穿越生物体的分子构造，理解生命现象背后的化学基础。聚合反应，更是将成千上万个小分子连接起来，形成高分子材料，为我们提供了塑料、纤维等现代生活必需品。 第九章：催化的智慧——加速反应的无形之手 在物质世界的演变中，并非所有的变化都能顺畅进行，很多时候，我们都需要一位“助手”来加速反应的进程，这位助手就是催化剂。本章将揭示催化剂的神奇作用。催化剂本身在反应前后并不发生化学变化，但它能够显著降低反应的活化能，从而提高反应速率。我们将学习均相催化和多相催化的区别，以及酶催化在生物体内的重要性，它以其高度的选择性和高效性，驱动着生命体的各种生化反应。催化剂的设计与应用，是现代化学研究的重要方向，它不仅能提高生产效率，还能降低能耗，减少污染，为可持续发展贡献力量。 第十章：绿色化学的未来——和谐共生的可持续之道 在对物质世界的奥秘进行了一番探索之后，我们最终将目光投向化学的未来，即绿色化学。本章将强调化学发展与环境保护的和谐统一。绿色化学的核心理念，在于从源头上减少或消除有害物质的使用和产生，通过设计更环保的合成路线，使用可再生原料，以及开发高效、低毒的催化剂，来实现化学工业的可持续发展。我们将探讨原子经济性、环境影响评估等概念，理解如何用更少的资源，创造出更多的价值，同时将对环境的负面影响降到最低。这不仅是对化学知识的升华，更是对我们未来生活方式的深刻思考，它呼唤着我们以更负责任的态度，利用化学的力量，建设一个更加美好的世界。 本书旨在激发读者对物质世界的深层好奇，理解我们身处其中的这个由原子、分子、反应和物质形态构成的奇妙宇宙。它将帮助我们透过现象看本质，用科学的眼光审视日常，并为解决未来社会面临的挑战提供坚实的知识基础。这是一次关于物质的探索，也是一次关于智慧的启迪。
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