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出版者:Prentice Hall

作者:John E McMurry

出品人:

页数:688

译者:

出版时间:2009-5-16

价格:USD 76.20

装帧:Paperback

isbn号码:9780321563989

丛书系列:

图书标签:

• General Chemistry
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• Chemistry
• Textbook
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• Engineering
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• Academic

基础化学原理与应用：理论探索与实验设计 作者： [此处留空，模拟书籍的作者信息区域] 出版信息： [此处留空，模拟书籍的出版信息区域] --- 内容概述 本书《基础化学原理与应用：理论探索与实验设计》旨在为化学、化学工程、材料科学、生命科学以及相关理工科领域的学生提供一套全面且深入的化学基础知识体系。本书的重点在于构建坚实的理论框架，并着重阐述如何将这些理论应用于实际的科学探究和工程实践中。我们避免了对特定习题集或现有教材解决方案的直接引用或整合，而是专注于化学概念本身的内在逻辑、历史发展脉络以及其在现代科学中的前沿应用。 全书内容结构严谨，从宏观的物质结构到微观的分子间作用力，再到动态的化学反应过程，层层递进。我们力求以清晰、精确的语言阐述复杂的化学现象，并通过大量的图示、数据和案例研究来辅助理解。 第一部分：物质的构成与结构基础 本部分聚焦于化学的基石——原子、分子和晶体结构。 第一章：原子结构与周期性 本章从道尔顿的原子论出发，详细回顾了原子结构模型的演变历程，包括卢瑟福的核式结构和玻尔模型。重点深入探讨了量子力学对原子轨道的精确描述，包括主量子数、角量子数和磁量子数的物理意义及其对电子排布的影响。特别强调了泡利不相容原理和洪特规则在确定基态电子构型中的决定性作用。 随后，内容转向周期表。我们不仅分析了元素周期律的形成原因——基于电子排布的周期性，还详细阐述了原子半径、电离能、电子亲和能和电负性等关键周期性性质的趋势及其背后的量子化学解释。通过对比主族元素和过渡金属的特性差异，为后续的化学键合章节打下基础。 第二章：化学键合与分子几何 本章是理解物质宏观性质的关键。首先，详细介绍了不同类型的化学键：离子键的形成机制、晶格能的计算以及其对物质熔点和溶解度的影响。接着，深入探讨了共价键的本质，包括价键理论（VB Theory）的核心概念，如原子轨道的杂化（sp, $ ext{sp}^2, ext{sp}^3$ 等）及其在确定分子形状中的作用。 路易斯结构式的局限性被清晰指出后，我们引入了价层电子对互斥理论（VSEPR）来预测简单分子的几何构型。随后，对分子轨道理论（MO Theory）进行了较为深入的阐述，区分了 σ 键和 π 键，并分析了双原子分子和简单多原子体系的分子轨道能级图。对于极性和偶极矩的计算与分子整体性质（如溶解性、沸点）的关系，进行了详尽的论述。 第三章：固态物质的结构与性质 本章从微观角度解析了固体的宏观特性。内容涵盖了晶体结构基础，包括晶胞、布拉维点阵和密堆积结构（如 $ ext{FCC}$ 和 $ ext{HCP}$）。详细介绍了不同类型的晶体——离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体——的结构特点、结合力及其物理性质的差异。此外，对半导体材料的能带理论进行了基础性介绍，解释了导带和价带的概念，以及 $ ext{n}$ 型和 $ ext{p}$ 型半导体的形成机理。 第二部分：化学反应的能量学与速率 本部分将视角从静态结构转向动态过程，关注反应的热力学驱动力和反应速率。 第四章：化学热力学基础 本章建立在热力学第一定律之上，引入了焓（$ ext{H}$）的概念，并详细阐述了标准生成焓和赫斯定律在复杂反应热计算中的应用。随后，引出了热力学第二定律，重点阐述了熵（$ ext{S}$）的统计学和热力学定义，以及吉布斯自由能（$ ext{G}$）作为判断反应自发性的判据。本章强调了 $Delta ext{G} = Delta ext{H} - ext{T}Delta ext{S}$ 在不同温度下对反应方向的指导意义，并结合标准平衡常数 $ ext{K}$ 进行了定量的联系。 第五章：化学平衡 化学平衡是理解可逆反应的关键。本章从热力学角度推导了质量作用定律（Law of Mass Action），并详细讨论了平衡常数 $ ext{K}_{ ext{c}}$ 和 $ ext{K}_{ ext{p}}$ 之间的转换关系。拉·查特列原理（Le Chatelier's Principle）被用作预测外部条件（如浓度、温度和压力）变化对平衡位置影响的实用工具。此外，本章还针对酸碱平衡和沉淀平衡设置了独立的小节，为后续的溶液化学做铺垫。 第六章：化学反应速率论 本章探讨反应进行的速度和机理。首先定义了反应速率及其测量方法，随后引入了速率定律（Rate Law）及其确定方法（初态法、积分法）。重点分析了反应级数和速率常数 $ ext{k}$ 的物理意义。反应活化能（$ ext{E}_{ ext{a}}$）的概念及其对速率的影响，通过阿累尼乌斯方程（Arrhenius Equation）进行了深入的阐释。最后，从碰撞理论和过渡态理论的角度，对反应速率的微观本质进行了探讨。 第三部分：溶液化学与酸碱平衡 本部分将理论知识应用于实际的溶液体系，尤其关注电解质溶液的行为。 第七章：溶液的性质与胶体 本章首先系统地介绍了溶解过程的分子机制，包括溶解热的分析。随后，详细讨论了依数性（Colligative Properties）：蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压。针对溶液中电解质的特性，引入了范特霍夫因子，并解释了其实际测量值与理论预测值的偏差，这自然引向了对离子强度的讨论。本章末尾简要介绍了胶体化学基础，包括布朗运动、丁达尔效应和电泳现象。 第八章：酸碱理论与平衡 这是电化学和分析化学的基础。本章全面介绍了酸碱理论的演变：阿伦尼乌斯理论、布朗斯台德-洛瑞理论（质子供体/受体）以及路易斯酸碱理论。重点分析了共轭酸碱对和酸碱解离常数 ($ ext{K}_{ ext{a}}, ext{K}_{ ext{b}}$) 在水溶液中的意义。通过 $ ext{pH}$ 值的计算，扩展到强酸/强碱、弱酸/弱碱溶液的平衡计算。特别强调了缓冲溶液的工作原理、缓冲容量的确定以及使用 $ ext{Henderson-Hasselbalch}$ 方程进行计算的应用。 第九章：酸碱滴定与沉淀平衡 本章聚焦于酸碱滴定的实际操作与数据分析。详细阐述了不同类型酸碱组合滴定曲线的特征、等量点和半等量点的 $ ext{pH}$ 值。强调了酸碱指示剂的选择标准和滴定终点的判断。此外，沉淀平衡部分引入了溶解度积 ($ ext{K}_{ ext{sp}}$)，分析了同离子效应和异离子效应如何影响溶解度，并探讨了分步沉淀和络合反应在定性分析中的作用。 第四部分：电化学与氧化还原过程 本部分侧重于涉及电子转移的化学过程，连接了化学能与电能的转化。 第十章：电化学基础 本章从氧化还原反应的配平入手，引入了氧化数规则。随后，重点介绍了电化学电池（原电池和电解池）的构建。通过能斯特方程（Nernst Equation），阐述了非标准条件下电池电动势 ($ ext{E}_{ ext{cell}}$) 的计算及其与 $Delta ext{G}$ 的热力学联系。标准电极电势的查找与应用是本章的核心技能训练点。 第十一章：电池与腐蚀 本章探讨了能量储存和材料保护的应用。详细分析了不同类型的电池系统，如锌-碳电池、铅酸蓄电池以及锂离子电池的工作原理、能量密度和环境影响。在电化学腐蚀方面，我们分析了金属腐蚀的电化学机理（阳极溶解和阴极反应），并介绍了如牺牲阳极、外加电流法等主要的防腐蚀技术。 第十二章：电解 本章聚焦于通过外加电流驱动的非自发反应。法拉第电解定律是本章的基础，用于计算电解过程中物质的生成量与转移电荷量之间的定量关系。深入讨论了电解池的设计考虑因素，例如电极材料的选择和过电位的现象及其对实际电解效率的影响。 --- 学习资源与设计理念 本书的设计理念是促进深度理解而非死记硬背。每一章节后都附带了“概念回顾与连接”部分，旨在帮助读者将新知识与前序章节建立逻辑联系，形成完整的知识网络。 案例分析： 穿插了多个真实的工业应用、环境化学问题或生物化学过程的案例，展示基础化学原理的普适性。 深度探讨： 针对一些关键理论，如分子轨道理论的复杂积分或热力学统计学推导，提供了“进阶探索”模块，供有兴趣深入研究的学生参考。 关键术语强调： 重要的化学概念和数学表达式以突出显示，便于快速回顾。 本书内容完全聚焦于核心化学原理的阐述、推导和应用，不包含任何特定已出版的习题集或其对应的解答、步骤或答案材料。它提供的是理解化学世界的工具和视角。

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这本书的图文并茂设计，绝对是点睛之笔。在学习化学这样一个需要高度视觉化的学科时，一张恰到好处的示意图，或者一个清晰的分子结构模型，能够抵得上千言万语。这本书在这方面做得非常出色，它使用的插图不仅美观，更重要的是科学准确，能够直观地展示抽象的化学过程和物质结构。我曾经在学习某个有机反应时，因为无法清晰地想象出电子的流动路径而感到困惑，但这本书中的示意图，一下子就解决了我的问题。它们仿佛拥有生命力，将那些静态的化学式变得生动起来，让我能够更容易地理解反应的本质。这种图文结合的方式，极大地增强了我的学习兴趣，也让我在记忆和理解知识点时，有了更深刻的印象。

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这本书的内容组织结构堪称典范，让我印象深刻。它不像一些书籍那样杂乱无章，而是将每一个知识点都安排得井井有条。从宏观的章节划分，到微观的段落组织，都展现出作者深厚的功底和严谨的思考。我尤其欣赏它在介绍某个概念时，不仅仅是给出定义，还会追溯其历史渊源，或者与其他相关概念进行类比，帮助读者建立更全面的理解。这种多角度、深层次的讲解方式，让我觉得这本书不是简单地堆砌知识，而是真正地在“教”我如何去思考和理解化学。当我遇到一个难题时，我能够很方便地找到相关的章节和段落，快速回顾和梳理，而不至于迷失在繁杂的信息中。这种高效的学习路径，无疑为我节省了大量宝贵的时间，也大大提升了我的学习效率。

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这本书的语言风格简直是化学学习者福音！它没有使用那种晦涩难懂、充斥着专业术语却又缺乏解释的“学术体”，而是用一种更加平易近人、逻辑清晰的方式来阐述复杂的化学概念。我最怕的就是那种“你知道XXX吗？不知道的话，自己去查，这是基础”的写作方式，而这本书显然不是。它会循序渐进地引导你理解，就像一位经验丰富的导师，耐心解答你的每一个疑问，甚至能预见到你可能产生的困惑，并提前给出提示。我发现，即使是一些我之前一直搞不懂的反应机理，在这本书的描述下，也变得豁然开朗。它就像一把钥匙，为我打开了通往化学世界的大门，让我能够更自信、更从容地去面对各种化学问题。这种“润物细无声”的教学方式，让我觉得学习过程本身就充满乐趣，而不是一种煎熬。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，沉甸甸的质感，封面上印刷的字体和图案都透着一种严谨和专业的学术气息。我拿到它的时候，就有一种“终于找到它了”的感觉。翻开第一页，纸张的厚度适中，手感非常舒适，完全没有那种劣质纸张的滑腻感。目录的排版清晰明了，让人一目了然。我尤其喜欢它的整体色调，沉稳而不失活力，这种设计能帮助我在长时间的学习中保持专注。我之前也接触过不少类似的教材配套资料，但说实话，很多都只是简单地把习题答案罗列出来，缺乏系统性的讲解，看完之后依然是一知半解。而这本书，单从它的外观和初步的浏览来看，就预示着它不仅仅是答案的集合，更可能蕴含着深厚的知识体系。我迫不及待地想要深入其中，去探索它所能带来的学习体验，相信它能够成为我攻克化学难关的得力助手。

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这本书在我学习过程中扮演的角色，已经远远超出了“参考书”的范畴，更像是我的“学习伙伴”。它不仅仅是提供答案，更重要的是，它教会我如何去思考、如何去分析、如何去解决问题。每一次当我遇到困惑时，翻开这本书，总能从中找到思路的启迪，甚至是全新的解题角度。它让我明白，化学学习不仅仅是记忆公式和概念，更重要的是理解其背后的逻辑和原理。这本书所展现出的深度和广度，让我意识到自己之前对化学的理解可能存在一些盲点。我感觉到，这本书正在潜移默化地改变我的学习习惯，让我变得更加主动、更加有条理。我确信，拥有这本书，我的化学学习之路将更加顺畅和充实。

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