Co-compounds and Natural Coordination pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Walchli, Bernhard

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 62.15

装帧:

isbn号码:9780199563326

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 配位化学
• 共价化合物
• 自然界
• 分子结构
• 化学键
• 晶体结构
• 生物无机化学
• 材料化学
• 光谱学

《Co-compounds and Natural Coordination》 内容简介 《Co-compounds and Natural Coordination》是一部深入探索化合物形成和自然界中复杂协调机制的学术著作。本书并非简单罗列已知的化学物质或生物现象，而是聚焦于其背后更深层次的原理、相互作用以及涌现出的 emergent properties（涌现性质）。作者通过严谨的科学分析和跨学科的视角，旨在揭示物质结构与功能之间的精妙联系，以及生命系统如何实现高度协同的运作。 第一部分：分子层面的协同构筑——Co-compounds 的演化与设计 本部分将重心放在“Co-compounds”，即协同化合物。这里的“协同”不仅指分子内部原子间的键合，更强调多个分子单元通过非共价相互作用（如氢键、范德华力、π-π堆积、疏水作用等）形成的复杂超分子结构，以及这些结构所展现出的独特化学和物理性质。 协同化合物的分类与识别： 作者首先系统梳理了协同化合物的定义及其在不同尺度上的表现形式，从简单的二聚体、三聚体，到复杂的自组装纳米结构。重点会探讨如何通过光谱学、晶体学、动力学等实验手段精确表征这些协同聚集体，并区分其与传统意义上的共价化合物。 非共价相互作用的精确调控： 详细阐述了各种非共价相互作用的能量学、空间学特征，以及如何通过分子设计来精确调控这些相互作用的强度和方向。例如，如何利用官能团的电子效应和空间位阻来引导特定分子间的有序排列，从而实现对整体结构和功能的精细控制。 协同化合物的功能涌现： 探讨协同化合物如何通过其独特的结构获得超越单个组分的新功能。这包括但不限于： 催化活性： 讨论协同化合物如何通过优化底物结合位点、稳定过渡态、促进电子转移等方式，显著提升催化效率和选择性。例如，仿生催化剂的设计，模拟酶活性中心的协同催化过程。 传感性能： 分析协同化合物如何利用其聚集态或构象变化响应外部刺激（如光、热、pH、特定分析物），并转化为可检测的信号。 材料科学的应用： 介绍协同化合物在设计新型功能材料方面的潜力，例如，具有特定光学、电学、磁学性质的分子晶体，或者用于药物递送、组织工程的自组装生物材料。 分子机器与开关： 探讨如何构建能够执行特定任务的分子机器，以及如何利用外部信号控制协同化合物的构象变化，实现信息的存储和传输。 协同化合物的设计策略与合成方法： 介绍当前分子设计和合成领域的前沿技术，包括基于计算化学的理性设计，以及通过精巧的合成路线实现目标协同化合物的构建。重点会提及“分子自组装”作为一种强大的协同化合物生成手段。 第二部分：生命系统中的协同运作——Natural Coordination 的机制与原理 本部分则将视角转向“Natural Coordination”，即自然界中生命系统内部以及生命系统之间存在的复杂协调机制。这里强调的“协调”远不止生物化学反应的串联，而是涵盖了分子、细胞、组织、器官乃至整个生态系统中，多主体之间通过信息传递、物质交换、能量流动等方式，实现协同、高效、稳健运作的规律。 分子层面的生物协同： 蛋白质-蛋白质相互作用网络： 深入分析蛋白质之间如何通过特异性结合形成功能性复合物，调控信号通路、代谢途径和细胞过程。探讨了相互作用的动力学、结合亲和力以及网络拓扑结构对细胞功能的影响。 核酸与蛋白质的协同作用： 阐述DNA、RNA与蛋白质如何协同工作，实现基因表达调控、RNA加工、蛋白质合成等关键生命活动。例如，转录因子与DNA的结合，核糖体的功能实现。 代谢网络的耦合： 分析不同代谢途径之间如何通过底物和产物的共享实现能量和物质的高效循环，以及如何通过反馈调控来维持稳态。 细胞层面的协同运作： 细胞通讯与信号转导： 详细介绍细胞之间如何通过分泌信号分子、接触依赖性相互作用等方式进行信息交流，以及接收到的信号如何通过复杂的细胞内信号转导通路被整合和解读，最终引发细胞响应。 细胞内细胞器的协同工作： 探讨细胞器（如线粒体、内质网、高尔基体）如何在物质合成、能量产生、蛋白质折叠、信号传递等方面协同工作，维持细胞的正常功能。 组织形成与维持： 分析细胞如何通过相互作用、细胞外基质的参与，以及复杂的信号网络，形成有序的组织结构，并实现组织的稳态维持和损伤修复。 器官与系统层面的协同： 生理过程的协调： 探讨不同器官系统（如神经系统、内分泌系统、循环系统、免疫系统）如何协同工作，维持机体的整体稳态和适应外界变化。例如，激素信号、神经信号的协同作用。 发育过程的协同控制： 分析胚胎发育过程中，细胞增殖、分化、迁移、凋亡等过程如何被精确协调，以形成复杂而有序的生物体。 免疫系统的协同防御： 揭示免疫系统中不同细胞类型（如T细胞、B细胞、巨噬细胞）和分子（如抗体、细胞因子）如何协同作用，识别和清除病原体，同时避免自身免疫损伤。 跨物种的协同： 共生关系： 探讨不同物种之间通过互利共生、寄生等关系形成的协同网络，例如，肠道微生物群与宿主的协同，植物与传粉者的协同。 生态系统的动态平衡： 分析生态系统中不同生物种群以及生物与非生物环境之间的复杂相互作用，如何共同维持生态系统的稳定性和生产力。 本书特色与价值 《Co-compounds and Natural Coordination》的最大特色在于其跨越化学与生物学两大领域的视角，将分子层面的“协同构筑”原理与生命系统中的“自然协调”机制紧密联系起来。本书强调的是一种“系统思维”，旨在揭示物质世界和生命世界中普遍存在的协同、涌现和自组织现象。 本书对于化学家、生物学家、材料科学家、药学家以及所有对物质结构、生命活动和复杂系统感兴趣的研究者和学生而言，都具有重要的参考价值。通过阅读本书，读者将能够： 深化对分子相互作用和自组装的理解： 掌握设计和构建新型功能性协同化合物的方法。 洞察生命系统的精妙运作机制： 理解生命为何能够如此复杂而有序地运作。 激发新的研究思路： 借鉴自然界的协调原理，设计更高效、更智能的化学系统和生物技术。 促进学科交叉融合： 认识到化学与生物学之间深刻的内在联系，为跨学科研究奠定基础。 本书的研究方法论将包含理论建模、计算模拟、实验验证等多种手段，力求为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，去理解和探索“协同”这一普遍存在的、驱动自然进步和生命演化的核心力量。

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这本书最让我感到惊喜，也最让我感到困惑的地方，在于其理论的跨界融合性。它显然根植于经典的无机配位化学，但作者却花费了大量的篇幅讨论量子化学计算的结果，并且将其与实验光谱数据进行对比分析。这种深度结合理论预测与实际观测的做法，是教科书通常不会涉及的，它提供了一种审视已知事实的全新视角。比如，书中对某些镧系元素配合物的磁性解释，引入了相对论效应和自旋轨道耦合的复杂模型，这对于我这个偏向于应用化学背景的人来说，无疑是一次思维上的“越界”。 然而，正是这种跨界，导致了本书的阅读门槛变得异常高。每当作者从传统的配位场理论跳跃到高阶的密度泛函理论（DFT）时，上下文的衔接常常显得仓促，似乎默认读者已经完全掌握了后者的一切基础知识。我不得不经常停下来，去查阅另外几本专门的量子化学书籍来补齐知识漏洞，才能真正理解作者得出特定结论的逻辑链条。这使得阅读过程变得支离破碎，不像是一口气读完一本连贯的书，更像是在一个巨大的知识迷宫中，需要不断地打开不同的门才能找到出口。

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这本《Co-compounds and Natural Coordination》的书籍，我只能说，它简直是化学领域的一股清流，但清流不代表容易驾驭。初拿到手的时候，我被它那厚重的篇幅和密密麻麻的公式吓了一跳。老实说，我本来是抱着学习基础配位化学的目的来的，结果发现这本书的深度远远超出了我的预期。它不是那种手把手教你如何配制溶液、如何进行简单滴定的入门教材，更像是为那些已经浸淫在无机化学海洋里多年的研究者准备的“内参”。 书中对“天然配位”这个概念的探讨尤为深刻，作者并没有停留在教科书上对酶活性中心或叶绿素结构的简单描述，而是深入挖掘了这些天然体系中配位键的动态平衡、热力学驱动力以及它们在极端环境下的稳定性。我记得有一章专门讲了深海热泉口附近微生物体内金属蛋白的结构，那部分的阐述极其细致，涉及到高压和极端温度下配位体的电子云分布变化，读起来需要极高的专注力，甚至需要时不时停下来，用纸笔画出分子轨道图才能勉强跟上作者的思路。如果只是想了解什么是配位化学，这本书可能会让你望而却步，但如果你追求的是对生命化学本质的理解，那么这些晦涩的讨论就是宝藏。它迫使你重新审视你过去所学的一切“稳定”和“键长”的定义。

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与其他同类主题的专著相比，《Co-compounds and Natural Coordination》在讨论“自组装”和“超分子”结构时的处理方式非常独特，它并没有过多地纠缠于常见的氢键或范德华力在构建晶体结构中的作用，而是将重点完全放在了金属离子与多齿配体之间高度定向的、基于几何约束的配位驱动力上。作者似乎在试图论证，在某些特定的体系中，化学键本身的力量远大于环境因素。 这种视角在介绍特定纳米材料的制备时体现得淋漓尽致。书中详尽描述了如何通过精确调控金属离子的氧化态和配位几何偏好，来“编程”最终产物的形态，比如从一维链状结构到三维金属有机框架（MOFs）的转化路径。这些实验细节的记录非常详尽，包括反应温度的微小波动如何导致产物相分离，简直像是一份高精度的化学“蓝图”。但遗憾的是，书中的案例集中于少数几种特定的金属体系，对于更广谱的过渡金属或主族元素体系的通用性讨论稍显不足，让人期待未来能看到更多基于此方法论扩展到其他元素体系的案例补充。

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我必须承认，这本书的排版和插图设计实在是有待商榷。在这个数字时代，一本专业的化学书籍理应有清晰、美观的图示来辅助理解复杂的空间结构和反应机理，然而《Co-compounds and Natural Coordination》在这方面表现得有些力不从心。很多关键的晶体结构图看起来像是上个世纪的扫描件，分辨率极低，线条模糊不清，这极大地影响了阅读体验。尤其是涉及到手性分子和多核簇合物的描述时，没有高质量的3D模型辅助，光靠文字和二维投影，我经常需要反复阅读好几遍才能在脑海中构建出正确的空间构象。 更令人沮丧的是，这本书的索引系统也显得非常不友好。寻找特定化合物或反应机制时，就像在没有地图的巨大图书馆里摸索。很多重要的术语或者新合成的配位聚合物，要么在索引里找不到，要么指向的页码是错误的。这使得我不得不依赖于实体书的目录和章节标题进行跳跃式阅读，效率大打折扣。作为一本旨在推进前沿研究的著作，它在细节处理上的粗糙，确实让人感到遗憾，仿佛作者将所有的精力都倾注在了理论推导上，而忽略了读者——这个需要通过视觉辅助才能理解抽象概念的群体。

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这本书的作者在介绍“非经典”配位键，例如弱相互作用在稳定复杂体系中的作用时，展现了一种近乎哲学家的思辨能力。他们讨论了配位化学如何渗透到材料科学的边缘，以及如何用配位场的概念去解释一些看似完全不相关的现象，比如某些有机半导体的电荷传输机制。我特别欣赏其中一个观点，即在处理多孔材料时，孔道内壁上的孤对电子和孔径之间的匹配度，其重要性不亚于主要的化学键合。 这种高屋建瓴的总结和前瞻性的论述，无疑提升了本书的学术价值。它提供了一种框架，使得研究人员可以跳出传统的反应釜，用更宏观的、结构导向的思维去设计新的功能材料。然而，正因为其思想的超前性，使得某些结论显得有些“漂浮”，缺乏足够坚实的实验数据来支撑其宏大的理论构想。对于那些务实派的研究者来说，他们可能会觉得书中对“可能性”的探讨多于对“可行性”的论证，期待在后续的修订版中，能看到更多基于这些理论的突破性实验成果的佐证。

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