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出版者:Houghton Mifflin

作者:F. Albert Cotton

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1973

价格:0

装帧:Unknown Binding

isbn号码:9780395144367

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《现代化学：原理与实践》—— 一部超越实验手册的深度探索 本书简介： 《现代化学：原理与实践》是一本旨在为化学学习者提供坚实理论基础和广阔应用视野的综合性教材。它并非特定课程的实验补充材料，而是一部独立、完整的化学核心知识体系构建之作。本书深刻地认识到，真正的化学理解源于对原子和分子层面现象的深刻洞察，以及对宏观世界中这些微观规律如何体现的清晰把握。 全书共分为六大部分，三十章内容，层层递进，力求在基础化学的严谨性与现代化学的前沿性之间架起一座坚固的桥梁。 --- 第一部分：化学的基石——原子、分子与化学计量学 (Foundation: Atoms, Molecules, and Stoichiometry) 本部分致力于为读者打下理解化学现象的物质基础。我们首先探讨物质的构成，从道尔顿的原子理论出发，引入现代原子结构模型，深入解析电子排布、量子数以及元素周期律的内在机制。我们不仅描述了周期表的结构，更深入分析了决定元素性质和反应活性的电子构型背后的物理化学原理。 随后，重点转向化学键合。不同于简单地罗列离子键、共价键和金属键的定义，本书花费大量篇幅阐述价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）的精髓。通过对杂化轨道、共振结构和分子间作用力（包括范德华力和氢键）的详细剖析，读者将能够预测分子的空间构象、极性及其对物理性质（如沸点、溶解度）的影响。 化学计量学部分超越了基础的摩尔概念和配平反应式，它强调在复杂化学过程中（如限制反应物、产率计算和溶液配制）的实际应用能力。我们引入了基于误差分析的精确度概念，指导学生如何进行合理的数据处理和报告。 --- 第二部分：化学反应的能量学与速率 (Thermodynamics and Kinetics of Chemical Reactions) 理解化学反应发生的“驱动力”与“速度”是化学的核心。 热力学章节，我们以热力学三大定律为纲，细致阐述了焓变、熵变和吉布斯自由能的计算及其在判断反应方向中的决定性作用。本书特别强调了统计热力学的初步概念，将宏观热力学函数与微观粒子的随机运动联系起来，为后续的平衡理论奠定基础。我们深入讨论了标准状态、相变过程中的热力学分析，并将其应用于能源转化和材料科学中的实际问题。 动力学章节则聚焦于反应速率的定量描述。我们详细推导了一级、二级以及零级反应的速率定律，引入了反应机理的概念，并着重讲解了碰撞理论和过渡态理论。本书对阿累尼乌斯方程进行了深入的数学和物理意义的解析，并探讨了催化剂（包括酶催化）如何在不改变反应热力学平衡的前提下，有效降低活化能，加速反应进程。 --- 第三部分：化学的平衡状态——从溶解到电离 (Equilibrium: From Dissolution to Ionization) 平衡是化学学习中的关键转折点。本部分系统地梳理了化学平衡的本质，推导了质量作用定律和平衡常数（$K_c, K_p$）的意义。我们采用勒夏特列原理作为分析工具，展示了浓度、温度和压力如何影响平衡位置，并通过数值计算实例展示如何预测平衡时的组分分布。 酸碱化学是平衡理论最重要的应用之一。本书采用现代布朗斯特-劳里酸碱理论和路易斯酸碱理论相结合的方式，系统性地介绍了强酸强碱的电离，并着重讲解了弱酸弱碱的平衡计算，包括分步解离的复杂情况。缓冲溶液的制备、pH值的精确控制，以及酸碱滴定的等效点预测，均通过详细的算例加以阐述。 溶解平衡部分，我们引入了溶解度积常数（$K_{sp}$），用于解释沉淀反应的发生与消除。特别地，本书探讨了同离子效应和复杂离子对溶解度的影响，这些是分析无机分析化学和环境化学问题的基础。 --- 第四部分：电化学与氧化还原过程 (Electrochemistry and Redox Processes) 电化学是化学能与电能相互转化的科学。本部分从氧化还原反应的平衡角度出发，介绍了氧化数的确定和反应的配平方法。 随后，本书全面深入地探讨了电化学电池，包括原电池（电化学电池）和电解池。电极电势、标准还原电势表的构建与应用，被详细讲解，使读者能够预测电池的电动势（EMF）。我们详尽分析了能斯特方程，展示了浓度如何影响电池的实际输出电压。 在电解部分，本书不仅介绍了法拉第电解定律，还深入讨论了电化学在金属精炼、电镀、以及现代电池技术（如锂离子电池的工作原理）中的应用，将理论知识与工程实践紧密结合。 --- 第五部分：物质的形态与性质——元素与周期性 (Forms of Matter: Elements and Periodicity) 本部分将理论知识应用于具体的元素和化合物。它不是简单的元素性质罗列，而是基于前述理论（键合、热力学、酸碱性）来解释元素的行为。 我们系统地考察了主族元素和过渡金属元素的关键特性。对于过渡金属，本书着重讲解了配位化学，包括晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT），解释了配合物的颜色、磁性和几何构型。这些理论为理解催化剂、生物化学中的金属离子作用提供了必要的工具。 同时，本书也探讨了固态物质的结构——从晶体结构（如离子晶体、共价晶体和分子晶体）到固体物理的初步概念（如能带理论），旨在弥合化学与材料科学之间的差距。 --- 第六部分：专题与前沿：化学在现代科学中的角色 (Topical Studies: Chemistry in Modern Science) 本部分的目的是拓宽学习者的视野，展示化学作为中心科学的重要性。 我们探讨了化学动力学的进一步应用，特别关注反应速率的测量技术（如光谱法、电化学方法）以及复杂反应网络的初步分析。 在化学与生命科学的交叉领域，我们简要介绍了有机化学的基础概念（官能团、基本反应类型），并讨论了生物大分子（蛋白质、核酸）结构中无非共价键（如氢键、疏水作用）所起到的决定性作用。 此外，本书还包含关于分析化学方法论的概述，包括光谱分析（UV-Vis, IR, NMR）的基本原理，强调如何通过对物质的定量和定性分析来验证和指导化学实践。 --- 总结： 《现代化学：原理与实践》旨在培养学习者“像化学家一样思考”的能力。它强调理论的内在逻辑、数学模型的精确性，以及将这些工具应用于解决真实世界问题的能力。本书的深度和广度，确保了学习者在完成本课程后，能够自信地迈入任何高级化学分支的学习，而无需依赖任何特定的实验室操作指南作为知识的补充。

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这本书的封面设计简直是教科书级别的严谨，黑白分明，字体工整，一看就知道里面承载的是硬核的科学知识。当我第一次翻开它时，首先映入眼帘的是那一排排密密麻麻的实验步骤说明，每一个流程都标注得清清楚楚，仿佛作者在耳边亲自指导你操作一般。我尤其欣赏其中对安全注意事项的强调，那些加粗的警示语和清晰的流程图，让人在开始任何实验之前都能对潜在的风险有一个充分的认识。对于初学者来说，这种详尽到近乎偏执的规范性是极大的福音，它有效地降低了入门门槛，让那些对化学实验心存敬畏的人能够更自信地迈出第一步。此外，图表的清晰度和逻辑性也值得称赞，那些复杂的仪器结构图和反应机理示意图，没有丝毫的含糊不清，每一个部件、每一个箭头都有其明确的指向，极大地帮助了空间想象能力的不足者理解抽象的化学过程。这本书的排版布局也考虑到了阅读的舒适性，虽然内容密集，但留白的处理得当，使得长时间阅读也不会感到视觉疲劳。总而言之，这是一本在“操作指导”这一维度上做得无可挑剔的参考资料，它的价值在于将复杂的实验过程，以最直观、最安全的方式呈现给学习者。

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这本书的装帧和媒介形式，给我的使用体验留下了一个非常“专业”的印象，但也伴随着一些可以改进的地方。纸张的质感偏向于哑光，减少了实验台上溅洒液体时的反光问题，这一点在实际操作中是贴心的设计。然而，在涉及到大篇幅的表格数据和复杂的积分曲线时，页面的单栏布局显得有些局促，有时候需要频繁地滚动或翻页，尤其是在同时对照实验步骤和数据分析图表时，略微影响了阅读的连贯性。我注意到书中附带的索引做得非常详尽，对于快速定位特定类型的反应或特定的分析技术（比如电化学测量或光谱分析）提供了极大的便利，这在需要快速查阅某一技术细节时显得尤为高效。总而言之，这本书在内容深度和结构严谨性上无疑是顶级的，它更像是化学研究者工具箱中的一把经过时间检验的精密扳手，虽然外形可能略显朴实，但其可靠性和精确性是毋庸置疑的，是那种你需要在工作台边随时翻阅的“案头宝典”。

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我发现这本书在实验设计理念上的独到之处，远超出了简单的“按部就班”的指导手册的范畴。它似乎更像是一本关于“实验思维”的训练手册。书中很多章节并没有直接给出标准的“最优”操作流程，而是提供了一系列可供选择的变量和参数范围，引导读者去思考不同条件组合对最终结果的影响。这种“探究式”的引导，是传统填鸭式教学中缺失的关键一环。例如，在涉及滴定分析的部分，它没有直接给出固定的滴定剂浓度和体积要求，而是提出了一个开放性的问题：“如果你手头的试剂纯度略有波动，你将如何调整你的稀释和标准曲线的绘制策略以保证最终误差在可接受范围内？”这种将理论知识与实际操作中的“不确定性”相结合的设计，极大地锻炼了读者的批判性思维和问题解决能力。它教会你的不是如何完美地重复一个实验，而是如何在一个不完美的世界里，设计出一个健壮的、可靠的实验方案。这种对科学方法论的深入剖析，使得这本书的价值可以跨越具体的实验内容本身，成为指导科研思维的工具。

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这本书的语言风格，怎么说呢，带着一种古典的、近乎学术论文般的冷峻感，读起来就像是直接啃食未经润色的原始数据，你需要极大的耐心去消化每一个长难句背后的化学意义。它不像市面上那些为了吸引眼球而设计得花哨的教材，充满了生动的比喻或者日常生活的联系，而是聚焦于方法论的精确性。我注意到作者在描述实验现象时，用词极其克制和客观，很少使用带有主观色彩的形容词，这迫使读者必须依靠自己的观察和逻辑推理来构建完整的实验图景。对于那些已经有一定基础，追求知识深度和精确性的进阶学习者来说，这种“惜字如金”的表达方式反而是高效的。它不提供捷径，而是要求你一步一步地，用最严谨的科学语言去理解“为什么会发生这个反应”以及“如何准确地量化这个结果”。这种对学术诚信和精确性的极致追求，让这本书成为了一面镜子，照出我们思维中可能存在的模糊地带。如果你期望从字里行间找到轻松愉快的阅读体验，那可能会失望，但如果你想深入理解化学实验的本质结构，它绝对是值得反复研读的“硬通货”。

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从资源配置和可访问性的角度来看，这本书的实用性体现在它对常见且核心化学反应的全面覆盖上。它似乎没有追求收录那些极其偏门或者需要昂贵特殊设备的“前沿”实验，而是将重点放在了基础化学原理的验证和经典技术的熟练掌握上。这意味着，无论你是在一个资源有限的大学基础实验室，还是在进行自学的阶段，书中所描述的绝大多数实验，所需要的通用玻璃仪器和基础试剂都能在标准配置中找到。这对于保证教学的普及性和连续性至关重要。更重要的是，它在每个实验的“理论背景”部分，提供了足够扎实的历史发展脉络和底层物理化学原理支撑，避免了仅仅停留在表面的操作层面。当我阅读到关于萃取效率和相平衡的部分时，我能清晰地感受到作者是如何将热力学第二定律的宏观表达，巧妙地落实到微观的溶剂选择和操作技巧之中。这种对基础原理的坚守，确保了读者不会因为追逐新奇的实验而遗漏了化学的基石。

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