Transition Metal Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Varga, Bence (EDT)/ Kis, Levente (EDT)

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页数:216

译者:

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价格:129

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isbn号码:9781604567021

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图书标签:

• 过渡金属化学
• 配位化学
• 金属有机化学
• 催化
• 金属配合物
• 无机化学
• 化学
• 金属
• 过渡金属
• 配体

《过渡金属的璀璨舞台：构筑现代化学的基石》 本书并非关于“过渡金属化学”这一特定领域，而是将目光投向构成现代化学研究与应用根基的一系列关键元素，探索它们在自然界中的普遍存在、在实验室中的奇妙转化，以及在日新月异的科技前沿所扮演的不可或缺的角色。我们将深入了解这些元素为何被冠以“过渡”之名，它们独特的电子结构如何赋予它们卓越的催化能力、多彩的化合物以及多样的氧化态。 一、元素周期表中的“闪耀之星” 我们将从元素周期表出发，聚焦那些位于d区和f区的元素，它们通常具有未完全填满的d轨道或f轨道，这一结构特征是它们化学性质千变万化的根源。本书将不拘泥于某一个具体的化学分支，而是广泛涵盖从早期发现到现代合成的经典案例。例如，我们将回顾铁在冶炼和生物体内的重要性，铜在古代文明和现代电子产品中的应用，以及金和银作为贵金属的独特地位。同时，我们也会触及稀土元素在先进材料和高科技领域的惊人潜力，尽管它们在传统意义上有时被单独归类，但其与d区元素的许多化学行为有着深刻的联系，共享着对配位化学和催化研究的重要意义。 二、催化：无声的变革者 本书的一大重点将是催化作用。我们将深入探讨为何许多过渡金属及其配合物能成为高效的催化剂，如何加速化学反应，降低能耗，甚至实现传统方法难以企及的转化。我们将考察均相催化和多相催化的基本原理，并展示其在工业生产中的广泛应用，例如合成氨（哈伯法）的历史性突破，聚合物的生产，以及石油化工的复杂工艺。书中会列举具体的反应机理，阐释催化剂如何通过稳定过渡态、提供反应路径来发挥作用，而非自身被消耗。我们将看到，从实验室研究到工业化规模生产，催化剂的设计与优化是推动化学进步的关键动力。 三、色彩与结构：化学世界的斑斓画卷 过渡金属化合物因其常常呈现出丰富多彩的颜色而闻名。本书将揭示这种色彩背后的秘密——离子的d轨道电子跃迁。我们将通过对不同配位环境、不同配位体以及不同氧化态的化合物的分析，来理解颜色与结构之间的深刻联系。从日常生活中常见的颜料，到精密分析仪器中的指示剂，再到现代染料工业，过渡金属的色彩学是理解和应用这些元素的一个重要维度。此外，我们将探讨过渡金属在形成配合物时所展现出的几何构型多样性，这不仅影响其颜色，更直接关联着它们的反应活性和物理性质。 四、氧化还原：能量转换的枢纽 过渡金属元素通常表现出多个稳定的氧化态，这使得它们在氧化还原反应中扮演着至关重要的角色。本书将深入剖析金属离子之间的电子转移过程，以及其在电化学、生物氧化还原过程中的重要性。我们将探讨其在能量储存（如电池材料）、生物能量转化（如光合作用和呼吸作用中的金属酶）、以及环境化学（如污染物降解）等领域的应用。理解这些氧化还原行为，是掌握如何控制和利用化学能量的关键。 五、材料科学的无限可能 过渡金属及其化合物在材料科学领域占据着举足轻重的地位。本书将展示它们如何被用于开发高性能的磁性材料、超导材料、半导体材料、以及具有特殊光学和电子性质的先进材料。例如，我们将讨论铁氧化物在磁记录介质中的应用，铜在高温超导材料研究中的贡献，以及稀土元素在永磁体制造中的不可替代性。这些材料的开发，极大地推动了电子、通讯、能源和医疗等众多高科技产业的发展。 六、生命科学中的隐秘力量 尽管本书非专注于生物无机化学，但我们不能忽视过渡金属在生命体系中的关键作用。书中将简要提及，诸如铁在血红蛋白中输送氧气，铜在细胞呼吸中的作用，以及锌在酶催化中的重要性。这些金属离子参与了生命体内的多种生化过程，从能量代谢到DNA复制，它们都是不可或缺的“助手”。 七、展望与前沿 最后，本书将对该领域当前的挑战和未来的发展方向进行展望。我们将探讨如何设计更高效、更环保的催化剂，如何开发新型的能源材料，以及如何利用过渡金属的特性解决更复杂、更具挑战性的科学问题。这包括对仿生催化、绿色化学、以及纳米材料等前沿研究的介绍。 总而言之，本书旨在以一种宏观且深入的视角，展现那些构成现代化学学科核心元素的价值与魅力，而非局限于某一特定化学分支的狭窄视角。我们将看到，这些“过渡”的元素，实则在化学世界的舞台上，扮演着永恒而关键的角色，是无数化学奇迹的幕后推手，也是驱动人类文明进步的强大力量。

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这本书的封面设计得相当有冲击力，那种深邃的蓝色调配上闪烁的金属光泽，确实抓住了“过渡金属”这个主题的精髓。我初次翻阅时，主要被它对经典理论的梳理所吸引。作者在开篇部分花了大量篇幅去回顾和梳理了晶体场理论和配位场理论的基础概念，可以说是对初学者非常友好。他没有直接跳到复杂的分子轨道理论，而是循序渐进地构建知识体系，这对我理解后文中那些结构错综复杂的配合物至关重要。特别是对于d轨道的分裂能级的解释，图表清晰得令人赞叹，即便是初次接触这些抽象概念的读者，也能通过那些精妙的插图迅速建立起空间想象力。不过，老实说，在涉及具体的物理化学计算部分，感觉略显单薄，更侧重于概念的阐述而非深入的定量分析。如果想将这些理论应用于解决实际的化学平衡或光谱解析问题，读者可能还需要参考其他更偏向计算的教材。总体而言，作为一本入门级的理论导论，它的铺垫工作做得非常扎实，为后续深入学习打下了坚实的基础，尤其是对那些希望在学习初期就能对过渡金属的电子结构有一个宏观把握的人来说，这本书无疑是一个优秀的起点。

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从实用性的角度来看，这本书在“催化反应机理”的章节处理上，展现出了极强的应用导向性。作者似乎非常关注当代工业化学的痛点，特别是在均相催化领域，对水相催化、氧化还原循环的介绍尤为突出。书中对**烯烃复分解反应**的机理分析，虽然没有深入到目前最尖端的Grubbs催化剂的最新迭代，但对早期Schrock催化剂的电子过程的描绘，逻辑清晰，有助于读者理解反应的成环和断裂过程。我特别喜欢它在讨论电子转移（SET）机制时，引入了Marcus理论的简洁概念，将无机反应速率与电子转移距离挂钩，这种跨学科的视角极大地拓宽了读者的思维边界。这本书的叙述语速适中，详略得当，既保证了理论的深度，又避免了陷入过于繁琐的数学推导。总的来说，它是一本极佳的桥梁书，成功地连接了基础的配位化学原理与前沿的催化应用实践，非常适合希望将无机知识应用于解决实际化学问题的研究生或研究人员。

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这本书的特色之一，在于它对“磁性”和“光谱性质”的融合论述，展现了理论化学的强大预测能力。很多教科书会将磁性、电子跃迁等内容分散处理，但这本著作巧妙地将它们编织在一起，强调了电子组态作为所有宏观性质的根源。关于顺磁性，作者不仅仅计算了磁矩，更重要的是解释了如何通过Jahn-Teller效应来预测并解释某些高对称性配合物中为什么会发生结构畸变，这直接关联到了后续的能量分裂和光谱特征。在拉曼和红外光谱的解析部分，作者采用了“选择定则”与“分子对称性”相结合的方法，循序渐进地教导读者如何判断特定振动模式是否具有活性，这种系统性的训练非常有效。虽然书中对于高级的电子激发态（如MLCT和LMCT）的详细讨论略显简略，更侧重于d-d跃迁的解析，但这对于建立稳固的光谱基础已经绰绰有余了。这本书的价值在于，它教会了我们“看”到电子的运动，而不仅仅是记录实验数据。

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这本书在有机金属化学这一章节的处理方式，简直是一场酣畅淋漓的盛宴。我一直觉得，将无机化学和有机化学的边界打通是现代化学发展的关键，而这本书恰恰在这方面展现了它的深度和广度。它没有仅仅停留在简单的“夹心”配合物介绍上，而是深入探讨了茂金属催化剂在聚烯烃工业中的应用案例，这一点让我非常受用。作者详尽地分析了茂金属催化剂的活性中心是如何通过选择性的插入和消除反应来控制聚合物链增长的，这里的叙述逻辑性极强，简直像是在听一场高水平的学术报告。我特别欣赏的是，作者在讨论“八电子规则”的例外情况时，通过大量的实例来佐证为什么过渡金属能够稳定地容纳多于或少于八个价电子，这远比死记硬背规则本身要有效得多。唯一让我感到略微遗憾的是，对于一些前沿的C-H键活化领域，虽然提到了，但深度上似乎还未能完全跟上近几年的最新进展，可能书籍的出版周期限制了这一点。但即便如此，其对经典有机金属反应机理的精妙剖析，仍然使其成为该领域不可多得的参考书。

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我必须指出，这本书在配位化学的“结构与构型”部分的处理上，展现出了一种近乎偏执的严谨性。它并没有简单地罗列出所有的几何异构体，而是花费了大量的篇幅去探讨热力学和动力学因素如何共同决定了特定配位几何的优势。例如，书中对“角反转效应”的讨论，通过对低自旋$d^6$配合物的实例分析，将抽象的结构稳定性问题具体化到了可观测的晶体场参数上。这种深入骨髓的分析，让我对配位化合物的稳定性有了更深层次的理解，不再仅仅停留在“谁比谁稳定”的表层认知。此外，对于“手性”在过渡金属配合物中的体现，作者也做了非常细致的讲解，特别是在讨论如何设计具有特定光学活性的催化剂时，其思路的引导性极强。这本书的行文风格显得非常沉稳和学术化，句子结构相对复杂，充满了精确的化学术语，这使得它更适合有一定基础的读者进行精读和研究。阅读过程中，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的大师，一步步揭开配位世界隐藏的几何奥秘。

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