Principles of General Chemistry

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出版者: 作者:Beran, Jo A. 出品人: 页数:464 译者: 出版时间:2007-12 价格:$ 146.84 装帧: isbn号码:9780470129227 丛书系列:
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具体描述

This collection of challenging experiments will help get readers up to speed on laboratory techniques, safety and experimental procedures. Each experiment is presented with concise objectives, a comprehensive list of techniques, and detailed lab intros and step by step procedures. Beran also integrates numerous Dry Labs, experiments that do not involve chemicals but reinforce the reader's knowledge of general chemistry topics such as nomenclature, oxidation numbers, and atomic and molecular structure.

《物理化学导论:从微观到宏观的探索》 内容简介 本书旨在为化学、物理学、材料科学以及相关工程领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的物理化学基础。它不仅涵盖了经典物理化学的核心理论框架,更注重将这些理论与现代实验技术和前沿科学问题相结合,引导读者理解物质在原子和分子尺度上的行为如何决定其宏观性质和化学反应的规律。 第一部分:热力学基础与宏观行为 本书的第一部分系统地构建了化学热力学的严谨基础。 第一章:热力学基本概念与定律 本章从基础的系统、边界和环境定义入手,引入了功、热、内能等基本热力学量。重点阐述了热力学第零定律(温度的本质)和第一定律(能量守恒在化学过程中的应用),详细讨论了焓的概念及其在恒压过程中的重要性。通过大量实例,如相变和化学反应的热效应计算,巩固了能量概念的实际应用。 第二章:热力学第二定律与熵 熵的概念是理解自然界方向性的关键。本章深入探讨了第二定律的统计学和宏观表述,清晰区分了热力学熵和统计力学熵。通过卡诺循环和热机效率的分析,阐明了熵增原理的不可逆性。随后,引入吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能,并详细讨论了它们如何作为判断化学平衡和自发过程的判据。重点分析了纯组分相平衡(如克拉珀龙方程的应用)和多组分系统的活度、逸度概念。 第三章:相平衡与化学势 本章聚焦于系统的平衡状态。详细分析了一组分、二组分和三组分系统的相图。对于溶液体系,引入了化学势的概念,并将其与拉乌尔定律和亨利定律联系起来,探讨了依数性。对共熔点、共沸点以及非理想溶液(如电解质溶液)中的热力学处理进行了深入的讲解,为理解混合物的性质奠定了基础。 第二部分:化学平衡与反应动力学 第二部分将热力学原理应用于实际的化学变化过程,分析了反应的驱动力和速率。 第四章:化学平衡的定量描述 本章将热力学平衡常数与化学势的差值联系起来,推导出平衡常数与温度的关系(范特霍夫方程)。详细讨论了同相和多相反应的平衡计算,以及压力、温度和惰性气体对平衡位置的影响。通过勒夏特列原理的微观解释,加深了对反应趋势的理解。 第五章:反应速率导论与基本动力学模型 本章从速率常数和反应级数开始,构建了化学反应速率的基础框架。重点分析了零级、一级和二级反应的积分和微分速率定律,并探讨了如何通过实验数据(如半衰期法和初速率法)确定反应级数和速率常数。 第六章:复杂反应动力学与催化 本章扩展到更复杂的反应机制。探讨了连串反应、平行反应的速率控制问题。详细介绍了过渡态理论(TST)的基本假设,并解释了活化能的概念。随后,深入分析了催化反应的机理,包括均相和多相催化,强调了催化剂在降低反应能垒中的关键作用。 第七章:高级动力学主题:链反应与表面反应 本章深入探讨了自由基链式反应的稳态近似处理方法,如聚合反应和燃烧过程中的动力学建模。此外,还引入了表面化学反应的初步概念,包括吸附理论(Langmuir和BET吸附等温线),为后续的表面科学和催化剂设计打下基础。 第三部分:统计力学与分子性质 第三部分是本书的理论核心,连接了微观粒子的量子行为与宏观的热力学量。 第八章:分子能级与统计力学基础 本章引入量子力学的基本概念,如能级、波函数和算符,但侧重于其在热力学中的应用。详细阐述了玻尔兹曼分布定律,这是统计力学的基础。通过配分函数(Partition Function)的概念,系统地推导了平动、转动、振动和电子能级的配分函数。 第九章:从配分函数到热力学量 本章是统计力学与宏观热力学的桥梁。详细展示了如何利用配分函数,通过微商关系,推导出内能、熵、自由能和化学势等所有热力学函数。通过对比玻尔兹曼统计、玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的适用范围,深化了对统计模型的理解。 第十章:分子光谱与结构信息 本章将统计热力学与实验测量相结合。详细分析了宏观热容与微观振动能级的关联。随后,重点探讨了旋转光谱(微波)、振动光谱(红外和拉曼)的原理及其对分子几何结构和键性质的贡献。 第四部分:电化学与表面现象 最后一部分聚焦于涉及电荷转移和界面效应的化学过程。 第十一章:电化学热力学与电池 本章从法拉第定律出发,系统地介绍了电化学池(原电池和电解池)的热力学基础。重点讨论了能斯特方程的推导及其在计算标准电极电势中的应用。详细分析了电池的电动势、极化效应以及电化学反应的吉布斯自由能关系,为能源存储和转换提供了理论工具。 第十二章:界面现象与电化学动力学 本章关注电极/溶液界面的结构和反应速率。介绍了双电层模型(如亥姆霍兹模型),以及电化学反应的活化能和电荷转移系数。详细讨论了极化、过电位以及电化学过程的 Tafel 方程,为理解电催化和腐蚀现象提供了定量框架。 总结与特色 本书的特色在于其严谨的逻辑结构,从不可撼动的热力学第一、第二定律出发,通过统计力学的微观诠释,最终回到可测量的化学反应速率和电化学行为。全书穿插了大量的例题和习题,并提供了最新的实验数据和应用案例,旨在培养读者运用基本原理解决复杂化学问题的能力,是化学、物理、材料等领域学生建立坚实理论基础的理想教材。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名已经工作多年的化学工程师,我重新拾起这本书来,目的在于填补我早期职业训练中可能存在的理论知识空洞。我发现,这本书的深度和广度在“知识密度”上是无与伦比的。很多我过去凭经验处理的问题,在书中找到了坚实的理论依据。特别是关于光谱分析和分子轨道理论的章节,它没有止步于介绍性的图谱,而是深入探讨了基态与激发态的转换机制,以及如何利用这些信息来精确预测分子行为。对于资深人士而言,这本书提供了一个极佳的“知识重校准”平台,让你能用更现代、更统一的视角去审视那些你可能已经“例行公事”般应用的知识点。它提醒我们,即使是最基础的化学定律,其背后也蕴含着深刻的物理学洞察。这本书的厚重感并非源于内容冗余,而是源于其对每一个主题都进行了彻底的、不妥协的挖掘。它不仅仅是学习化学,更像是学习化学家是如何思考和构建理论的,这对于任何希望在专业领域深耕的人来说,都是一笔宝贵的财富。

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我是一个偏爱动手实践胜过纯粹阅读的人,所以一本好的化学书对我来说,必须要有能激发我走进实验台的冲动。这本书在这方面的设计可以说是教科书级别的典范。它不仅仅是文字的堆砌,更是一套视觉和思维的引导系统。每一个章节末尾的习题设计都极具匠心,它们不是简单的数字套公式,而是巧妙地结合了实际的实验场景和工程问题。比如,在讨论溶液性质时,它会引导你去思考如何优化某种催化剂的回收过程;在讲解电化学时,它会引入现代电池技术中的挑战。更棒的是,书中穿插的那些“实验设计思路”小栏目,虽然不一定是详细的步骤,却能极大地拓宽读者的视野,让你明白书本上的理论是如何转化为现实生产力的。阅读这本书的过程,更像是一场持续的、由理论指导实践、又由实践反哺理论的良性循环。它让你清晰地看到,化学不是孤立的知识点集合,而是一门与我们日常生活息息相关的、充满活力的科学。这种实操导向的思维训练,是我在其他同类书籍中很少能找到的。

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这本书的封面设计着实吸引人,那种沉稳又不失现代感的配色,让人一看就知道这是一本正经的学术著作。我是在备考某项专业考试时偶然接触到它的,当时急需一本能系统梳理基础化学知识,同时又能深入探讨一些高级概念的参考书。初翻时,我最直观的感受是其内容的广度令人印象深刻。它并非仅仅停留在高中化学的简单复述上,而是如同打开了一扇通往更宏大化学世界的窗户。从最基本的原子结构理论的演变,到热力学与化学平衡的严谨推导,再到有机化学模块中对反应机理的精妙剖析,每一个章节都像是一次精心策划的学术旅行。作者在讲解复杂理论时,似乎总能找到那个恰到好处的平衡点——既不让初学者感到无所适从,又能满足有一定基础的读者对深度挖掘的渴求。特别是关于量子化学那几章,那些复杂的数学表达被巧妙地融入到对电子云图像的生动描述中,使得抽象的概念变得触手可及。这本书的价值在于它构建了一个坚实的知识体系框架,让你明白化学的各个分支是如何相互关联、共同支撑起我们对物质世界的理解的。它不是那种读完就丢在一边的应试工具书,更像是一份值得反复研读的化学“宪法”。

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老实说,我是在寻找一本能够真正将“原理”二字贯彻到底的化学教材时,才把注意力投向这本书的。市面上很多教材,要么过于侧重应用,忽略了背后的理论基础,要么就是理论推导过于繁琐,让人望而却步。然而,这本书的叙事方式却带着一种近乎哲学的深度。它总是在提出一个现象后,耐心地回溯到最原始的物理化学定律,然后一步步地建构起我们今天所理解的化学模型。我尤其欣赏它在处理“熵”和“自由能”这些概念时的处理方式。作者并没有简单地给出公式,而是通过一系列精妙的类比和历史背景的穿插,让你体会到热力学第二定律诞生的必然性和其深远意义。这感觉就像是跟着一位经验老到的导师,在实验室里不仅观察了反应的发生,更重要的是理解了驱动反应发生的根本动力。对于那些希望从“知道是什么”跃升到“理解为什么”的求知者来说,这本书简直是量身定做。它的严谨性体现在每一个定义和每一个推导过程中,没有丝毫的含糊其辞,这确保了读者建立起来的知识结构是无可动摇的。

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这本书的排版和语言风格,给我的整体感受是一种沉稳的、带有古典美感的理性主义色彩。它没有那种为了迎合年轻读者而刻意加入的轻佻或过于口语化的表达,相反,它保持了一种对科学的敬畏感。作者的文字功底非常扎实,逻辑链条清晰到令人惊叹,读起来有一种“如沐春风,豁然开朗”的感觉,即使是面对一些跨越了多个学科边界的复杂概念,也能被梳理得井井有条。我特别喜欢它在引入新概念时那种循序渐进的策略,它仿佛懂得读者的思维节奏,总是在你即将感到困惑的那个临界点,及时提供一个清晰的过渡或一个有力的支撑论点。这种对读者学习体验的细致考量,体现了编著者深厚的教学经验。对于那些在自学过程中容易迷失方向的读者而言,这本书就像是一位极具耐心且知识渊博的私人导师,它不只给你答案,更教你如何提出正确的问题。这种对学习过程本身的尊重和优化,让它的阅读体验大大超越了普通的教科书范畴。

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