Elimination Reactions. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amsterdam: Elsevier 1963.

作者:D V Banthorpe

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1963-01-01

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780444400277

丛书系列:

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• 有机化学
• 消除反应
• 化学反应
• 有机反应
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• 大学化学
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结构化学导论：键合、构象与反应性基础 作者： 深入化学研究团队 出版社： 科学前沿出版社 出版日期： 2024年秋季 --- 内容概要 《结构化学导论：键合、构象与反应性基础》是一本面向高等化学专业本科生和初级研究生的综合性教材，旨在为读者建立坚实的现代化学理论基础。本书的核心目标是超越传统的定性描述，通过量化和计算的视角，深入剖析物质的微观结构如何决定其宏观性质和化学行为。全书结构严谨，逻辑清晰，覆盖了从原子结构到复杂分子体系的多个关键领域。 本书摒弃了对单一反应类型（如消除反应）的集中探讨，而是聚焦于支撑所有化学转化的基本原理：电子的分布、势能面的形状、分子几何的稳定性和动力学障碍。 通过系统地介绍量子力学在化学中的应用基础，读者将能够理解并预测分子间的相互作用力和分子内部的电子结构变化。 全书共分为五大部分，三十个章节，辅以大量的计算实例、实验数据对比和精心设计的习题。 --- 第一部分：原子与分子轨道理论的基石 (基础与量化) 本部分奠定了理解化学键的理论框架，重点在于引入量子力学概念在化学问题中的实际应用。 第一章：薛定谔方程与波函数的基本解释 本章详细回顾了定态薛定谔方程，并阐述了波函数$Psi$、概率密度$|Psi|^2$以及算符在化学中的物理意义。引入了角动量、能量和角动量矩的量子化概念，为后续的原子轨道描述做准备。重点讨论了玻恩-奥本海默近似的合理性及其对分子理论的意义。 第二章：氢原子结构与多电子原子 详细推导了氢原子能级，引入了四个量子数（$n, l, m_l, m_s$）的概念。随后，将讨论扩展到氦及其以上的多电子原子，深入解析了斯莱特行列式和泡利不相容原理。重点讲解了轨道间的能量排序、洪特规则以及电子组态的确定方法。 第三章：分子轨道理论（MO理论）基础 本章是理解共价键的理论核心。从原子轨道线性组合（LCAO）方法出发，系统推导了双原子分子的σ和π分子轨道能级图。讨论了键级、成键与反键轨道的区别。引入了分子光谱的初步概念，将电子跃迁与能级差异联系起来。 第四章：杂化与分子几何 超越简单的$sp, sp^2, sp^3$概念，本章从最小化体系能量的角度重新审视杂化。讨论了过渡金属配合物中d轨道的杂化，并引入了 VSEPR 理论的量子力学解释。本章强调，分子几何是电子云在空间中相互排斥达到能量最低点的结果。 --- 第二部分：分子构象与立体化学 (空间排列与能量景观) 本部分专注于分子在三维空间中的排列方式及其对物理化学性质的影响。 第五章：范德华相互作用与分子间力 详细分析了分子间作用力的来源，包括偶极-偶极力、伦敦分散力（诱导偶极相互作用）和氢键。特别关注了这些力在凝聚态物质（如液体、晶体）中的贡献，并解释了其对沸点和溶解度的影响。 第六章：构象分析与能量最小化 针对链状分子（如烷烃），详细分析了C-C单键的旋转能垒，引入了扭转角、省式（eclipsed）和交错式（staggered）构象的概念。使用牛顿势函数模型来描述旋转势垒，并讨论了环己烷的椅式-船式转化及其能垒。 第七章：环状化合物的张力 重点研究环烷烃体系，系统分析了角张力（Baeyer Strain）和环张力（Pitzer Strain，包括范德华张力和扭转张力）。深入解析了环己烷椅式构象的稳定性，并讨论了取代基的轴向与平伏向效应（A值），预测了取代环己烷的优势构象。 第八章：立体异构现象的精确描述 阐述了非对映异构体和对映异构体的定义与特征。详细介绍了Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 优先规则，并训练读者准确命名复杂的具有多个手性中心的分子。讨论了旋光性、比旋光度和圆二色谱（CD）在区分对映体中的作用。 --- 第三部分：反应性与电子密度分布 (极性、亲核性与亲电性) 本部分将理论基础应用于预测分子在化学反应中的倾向性，关注电子的转移和重排。 第九章：电负性与偶极矩 从量子化学的角度重新定义电负性，探讨其如何影响键的极性。详细计算了分子偶极矩，并讨论了分子内部电荷分离对反应活性（特别是亲核攻击位点）的影响。 第十至十二章：酸碱理论的现代视角 第十章： 布朗斯台德-洛瑞酸碱理论的量子力学基础，包括共轭酸碱对的稳定性分析。 第十一章： 路易斯酸碱理论与配位化学基础，探讨空轨道和满轨道间的相互作用。 第十二章： 重点聚焦于超强酸和非水溶剂中的酸碱平衡，引入了溶剂效应和矫正效应（so-called 'reagent effect'）对酸碱强度的影响。 第十三章：轨道对称性与反应选择性 引入了前线轨道理论（Frontier Molecular Orbital, FMO）。详细解释了HOMO和LUMO的概念，并展示了它们如何预测亲核试剂攻击亲电中心的选择性。重点分析了共轭体系中电子密度的离域化效应。 第十四章：反应中间体与电子离域 系统分类和分析了主要的反应中间体，包括自由基、碳正离子和碳负离子。通过共振结构和分子轨道图解，量化了不同中间体的稳定性，解释了为什么某些结构具有高度的电子离域优势。 --- 第四部分：动力学与势能面 (反应速率与过渡态) 本部分从能量变化的角度，而非仅仅是热力学平衡，来解析化学反应的发生机制。 第十五章：反应速率理论概述 引入碰撞理论和过渡态理论（TST）。详细阐述了阿累尼乌斯方程的物理意义，并深入分析了活化能($E_a$)在反应过程中的角色。 第十六章：过渡态理论与活化络合物 这是理解反应速率的关键章节。详细推导了艾林方程（Eyring Equation），并解释了活化能垒与吉布斯自由能（$Delta G^ddagger$）的关系。讨论了熵项对反应速率的显著影响，特别是涉及构象变化时。 第十七章：反应坐标与势能面 使用多维势能面（Potential Energy Surface, PES）的概念来描述反应过程。重点演示如何识别反应的能量最小值（反应物/产物）和鞍点（过渡态）。通过对简单双原子分子反应的PES剖面分析，说明了反应路径的选择性。 第十八章：基元反应动力学 讨论了单分子（如异构化）和双分子反应的动力学规律。探讨了能量分布函数（如RRKM理论的早期概念），用于解释复杂分子在解离过程中的能量分配。 --- 第五部分：计算化学与现代工具 (从理论到实践) 本部分介绍了现代化学研究中用于结构预测和性质计算的计算方法，强调了实验与理论的结合。 第十九章：半经验方法与从头算方法 概述了计算化学的类型。解释了Hartree-Fock (HF) 方法的局限性，并介绍了如何通过引入电子相关性（如MP2, CCSD(T)）来提高精度。对常见的半经验方法（如AM1, PM3）的应用范围和局限性进行了比较。 第二十章：密度泛函理论（DFT） DFT作为现代计算化学的主流方法，本章进行了深入介绍。详细解释了交换关联泛函（Exchange-Correlation Functional）的重要性，并对比了GGA、Meta-GGA等不同层次泛函在结构优化和频率计算中的表现。 第二十一章：分子力场与分子动力学 针对大分子体系，介绍了分子力场（Force Fields）的基本原理，包括键合项、角度项和非键合项（范德华与静电）。初步介绍了分子动力学（MD）模拟，用于研究体系在时间演化中的构象变化和热力学性质。 第二十二章：光谱数据与结构验证 将理论计算结果与实验光谱（NMR, IR, Raman, UV-Vis）联系起来。展示如何使用计算化学预测化学位移、振动频率和电子跃迁，从而对实验确定的分子结构进行验证和修正。 --- 总结 《结构化学导论》致力于为读者提供一个全面、深入且具有现代计算视角的化学框架。本书强调的是“为什么”和“如何预测”，而不是简单地罗列已知的反应事实。通过掌握键合原理、势能面概念和电子结构理论，读者将具备分析和解决复杂化学问题的能力，为深入学习有机化学、无机化学或物理化学的后续课程打下不可动摇的理论基石。本书不涉及特定官能团反应的机制分类，而是提供了一个适用于所有化学转化的通用理论工具箱。

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这本书的封面设计就散发着一种沉静而专业的学术气息，深邃的蓝色背景搭配着简洁的白色标题，让我在书店里驻足良久。我一直对化学反应的细微之处深感兴趣，尤其是在分子层面观察能量转移和结构重排的过程。这本书的出现，如同为我打开了一扇通往更深层理解世界的大门。从我接触化学的早期，我就被那些令人着迷的转化过程所吸引，比如有机物如何在高能状态下断裂键，然后以全新的方式重新组合。我总是想象着那些抽象的箭头和弯曲的结构图背后，究竟隐藏着怎样的动态过程，而这本书似乎正是要解答这些疑惑。我期望它能提供一些关于反应机理的精妙解释，比如究竟是什么因素决定了某个特定的取代基会选择进攻某个碳原子，或者是什么样的过渡态能量是反应能否发生的关键。当然，我也非常期待书中能够探讨一些经典的消除反应案例，通过具体的例子来解析抽象的理论，让我能够更好地将书本知识应用于实际的合成设计中。化学的魅力在于它的预测性和可控性，而消除反应无疑是实现这些目标的重要途径之一。

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这本书的标题“Elimination Reactions”让我立刻想到了它在有机合成中的核心地位。在我学习有机化学的过程中，消除反应总是伴随着取代反应，它们常常是竞争性的，而且产物的选择性是合成路线设计的关键考量。我曾无数次地在实验室里，面对着反应瓶中可能产生的多种副产物而头疼，而其中很大一部分原因就与消除反应的副产有关。我希望这本书能够提供一些系统性的指导，帮助我更深入地理解影响消除反应选择性的因素，比如碱的强度和位阻、溶剂效应、离去基团的能力，以及底物本身的立体化学结构。我期待书中能够有丰富的实例分析，通过对具体反应的剖析，展示如何通过精妙的条件控制来优先生成目标产物，避免不必要的副反应。此外，我还希望这本书能够涵盖一些更复杂的消除反应类型，比如热消除、光消除，甚至是催化消除，这些在精细化学品和药物合成中都扮演着重要的角色。如果这本书能够帮助我提升对消除反应的操控能力，从而更高效地设计和执行有机合成路线，那将对我未来的研究和工作产生深远的影响。

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我一直觉得，科学著作的价值很大程度上体现在它能否挑战读者固有的认知，并激发新的思考。这本书的名字“Elimination Reactions”，听起来就带有一种“去除”、“移除”的意味，这让我联想到许多生命科学和材料科学中的重要过程。比如，在蛋白质的折叠和降解过程中，某些特定的连接键是否就是通过类似“消除”的机制被断裂，从而影响了蛋白质的结构和功能？或者在聚合物的合成与降解中，单体之间的连接方式以及最终产物的形成，是否也遵循着某些普遍的“消除”原理？我希望这本书能够超越狭隘的有机化学范畴，从更宏观和跨学科的角度来审视“消除”这一概念，探讨它在不同科学领域内的普遍性应用。我期待书中能够引用一些前沿的研究成果，展示“消除反应”在现代科技发展中的实际意义，例如在药物设计、纳米材料制备或环境污染治理等方面的创新应用。如果这本书能提供一些启发性的思考，让我看到化学反应的原理如何能够被广泛地应用于解决现实世界的问题，那将是一次非常宝贵的阅读体验。

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最近，我正在深入研究一些关于分子机器和纳米器件的设计。在微观世界里，控制分子的运动和组装是实现功能化的关键。我突然想到，消除反应的概念或许能在这一领域提供一些新的思路。想象一下，如果我们能够设计出能够选择性地“消除”特定分子连接的“分子开关”，那么我们就能精确地控制分子链的断裂和重组，从而实现复杂的分子结构的构建和拆解。这会不会是一种实现分子机器“运动”或“执行功能”的潜在机制？我希望这本书能够从一个非常基础的层面出发，深入探讨消除反应的“驱动力”和“触发机制”。我期待它能够提供一些关于如何利用能量输入（如热能、光能或电能）来诱导分子发生特定消除反应的理论模型和实验范例。如果这本书能够为我打开一个全新的思路，让我思考如何将消除反应的原理应用于设计和构建具有特定功能的新型分子器件，那就真的是一本极具启发性的著作了。

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在一次偶然的学术讲座中，我听到了一位教授提及“消除反应”在理解复杂分子系统动态变化中的重要作用。这让我对这个看似基础的化学概念产生了全新的兴趣。我开始思考，在生物体内，当某些分子需要被代谢或转化时，是否存在着一种“消除”的机制，类似于化学反应中的消除过程，从而有效地去除不需要的基团或分子片段？比如，酶催化下的物质转化，是否很多时候就是通过巧妙设计的“消除”路径来实现的？而且，在环境科学领域，例如污染物降解，或者生态系统中物质的循环，是否也普遍存在着类似的“消除”过程？我希望这本书能够以一种更加哲学化、系统化的视角来探讨“消除反应”的本质，它不仅仅是一个化学方程式上的转化，更是一种普遍存在的自然规律。我期待它能够提供一些跨学科的视角，将化学反应的原理与生态学、环境科学甚至更广泛的系统科学联系起来，从而构建一个关于“去除”和“重塑”的宏观理解框架。

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