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页数:129

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出版时间:2009-8

价格:11.00元

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isbn号码:9787504147400

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• 化学
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探索化学的奥秘：基础与前沿的深度融合 本书旨在为对化学科学充满好奇的读者提供一个全面、深入且富有启发性的学习体验，涵盖了从宏观化学现象到微观分子结构的基础知识，并拓展至当代化学研究的前沿领域。 本书内容组织严谨，逻辑清晰，旨在构建一个坚实的化学知识体系，同时激发学习者独立思考和解决问题的能力。 --- 第一部分：化学的基石——物质的构成与性质 本部分是构建整个化学知识体系的基础，重点在于理解物质世界的微观本质及其宏观表现。 第一章：化学科学概览与物质的分类 本章首先阐述化学学科在现代科学和技术发展中的核心地位，介绍化学与其他自然科学的交叉联系。随后，深入探讨物质的宏观分类（纯净物与混合物、单质与化合物），并引入化学研究的基本方法论，如观察、实验和理论预测。强调化学的实践性，通过列举生活中的常见化学现象，引导读者建立对化学的直观认识。 第二章：原子结构与元素周期律 这是理解一切化学行为的钥匙。本章从早期原子模型的建立历程讲起，详细解析了原子的基本构成——质子、中子和电子，并引入量子力学的基本概念，如电子云、轨道和能级。重点阐述了原子核外电子的排布规律，这是决定元素化学性质的关键。 在此基础上，系统阐述元素周期表的构建逻辑，深入分析周期表各族（特别是主族元素）的性质递变规律。讲解原子半径、电负性、电离能和电子亲和能等重要的周期性趋势，解释这些参数如何影响元素的反应活性和形成的化合物类型。 第三章：化学键与分子结构 本章聚焦于原子间如何结合形成稳定结构。详细区分离子键、共价键和金属键的本质、形成条件和特点。对于共价键，深入探讨了路易斯结构、价层电子对互斥理论（VSEPR）在预测分子几何构型上的应用，以及杂化轨道理论（sp, sp², sp³）对分子形状的解释。 此外，本章还引入了极性、偶极矩的概念，解释了分子间作用力（范德华力、氢键）对物质聚集态性质（如熔沸点、溶解性）的巨大影响。通过丰富的实例，如水分子、二氧化碳、各类有机分子，展示结构决定性质的化学原理。 第四章：物质的形态与相变 本章从宏观角度观察物质存在的不同形态——固态、液态和气态。详细分析了气体的性质，包括理想气体状态方程的推导与应用，以及气体分子的运动论基础。对于液态物质，侧重于表面张力、黏度和蒸气压的特性。 固体部分则着重于晶体结构。系统介绍离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体这四种基本晶型，并结合X射线衍射等实验手段，阐释晶体结构对材料宏观性能（如硬度、导电性）的决定性作用。 --- 第二部分：化学反应的动力与平衡 本部分将视角从物质的静态结构转向动态变化过程——化学反应。 第五章：化学反应的计量与基本概念 本章是进行定量化学计算的基础。精确定义摩尔、摩尔质量、阿伏伽德罗常数等基本计量单位。详细讲解化学方程式的配平技巧，并教授如何利用化学计量关系进行质量、物质的量、气体体积之间的相互转化计算。引入溶液中常见的浓度表示法（质量百分比、物质的量浓度等），并讲解溶液配制的实验操作和误差分析。 第六章：化学反应速率与影响因素 本章探讨化学反应发生的“快慢”问题。定义化学反应速率，并介绍其测定方法。深入分析影响反应速率的四大因素：反应物本质、浓度（或分压）、温度和催化剂。重点阐述碰撞理论和活化能的概念，解释温度如何通过提高分子平均动能和有效碰撞频率来加速反应（阿累尼乌斯方程简介）。详细讨论催化剂的作用机理，强调其对反应路径和活化能的改变。 第七章：化学平衡与移动原理 本章是理解可逆反应的关键。系统阐述化学平衡的特征（动态平衡、宏观量不变）。推导出化学平衡常数 $K$ 的意义及其与温度的关系。重点讲解勒夏特列原理，通过分析浓度、压力和温度变化对平衡位置的移动效应，指导如何通过调控反应条件以获得更高的产率。 第八章：酸碱电离理论与水溶液中的平衡 本章聚焦于无机化学中最普遍的反应类型——酸碱反应。从阿累尼乌斯理论入手，逐步过渡到更具普遍性的布朗斯特-洛里酸碱理论，理解质子转移的本质。深入分析弱酸、弱碱的电离平衡，引入酸度系数 $pK_a$ 和 $pK_b$ 的概念。详细讨论水溶液中的离子平衡，包括水的自电离、pH值的计算、同离子效应和盐水解，并讲解缓冲溶液的原理及其在维持体系稳定中的重要性。 --- 第三部分：化学反应的能量与转化 本部分关注化学反应中的能量变化，以及电化学过程。 第九章：化学热力学基础 本章引入能量守恒定律在化学中的体现。定义系统、环境、功和热量，并阐述热力学第一定律。重点介绍焓变 ($Delta H$)，解释反应是放热还是吸热。介绍盖斯定律，展示如何通过已知反应的焓变来计算未知反应的焓变，这是理论计算化学反应能量变化的基础。初步介绍熵 ($Delta S$) 和吉布斯自由能 ($Delta G$) 的概念，解释它们如何判断反应在特定条件下的自发性。 第十章：氧化还原反应与电化学基础 本章处理涉及电子转移的反应。系统学习氧化数规则的确定方法，并掌握复杂的氧化还原反应方程式配平技巧（如化合价、得失电子守恒法）。 随后，深入讲解电化学基础：原电池（化学能转化为电能）和电解池（电能转化为化学能）。详细分析电极半反应、标准电极电势 ($E^ominus$) 的意义及其应用，如何利用电势判断反应的方向和计算电池的电动势。本章还将涉及电解的计算、金属的腐蚀与防护等实际应用。 --- 第四部分：应用与展望：有机化学与材料科学的交汇 本部分将基础知识应用于更复杂的分子体系，展望化学的前沿应用。 第十一章：基础有机化学导论 本章作为有机化学的入门，重点在于理解碳骨架的稳定性和多样性。介绍有机化合物的结构表示法（结构简式、键线式）。分类讲解最基础的烃类化合物（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃），阐述其结构特征和基本的物理性质。初步介绍官能团的概念，讲解官能团对化合物反应活性的决定性影响。 第十二章：化学前沿与可持续发展 本章聚焦于当代化学研究的热点与社会责任。探讨新材料的开发，如高分子材料、纳米材料的结构与功能特性。介绍绿色化学的十二项原则，强调原子经济性、使用环境友好型试剂的重要性。最后，展望能源化学（如新型电池技术、光催化制氢）和生物化学交叉领域的一些基础概念，激励学习者关注化学在解决人类面临的重大挑战中的作用。 --- 本书特色： 强调实验与理论结合： 每章均配有丰富的实验插图和思考题，引导读者将抽象的理论与可观察的现象联系起来。 注重计算技能培养： 大量原创计算题和综合应用题，帮助读者熟练掌握化学计算的思维路径和方法。 清晰的逻辑链条： 内容由基础的原子结构层层递进至宏观反应与前沿应用，确保知识体系的连贯性和完整性。 本书适合对象： 职前教育阶段的学生、对化学有系统学习需求的自学者，以及需要温习和深化基础化学知识的各类学习者。通过本书的学习，读者将能扎实掌握现代化学的核心概念，为进一步深入学习专业化学课程或应用于相关技术领域打下坚实的基础。

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