物理化学综合科·化学分册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:刘尧编

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2005-1

价格:22.0

装帧:平装

isbn号码:9787040162387

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 化学
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• 理工科
• 化学分册
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基础有机化学导论：探索碳基化合物的奥秘 本书涵盖了有机化学的入门知识，旨在为初学者系统地介绍有机化合物的基本结构、反应类型以及在自然界和工业中的重要应用。 第一章：有机化学的基石——碳的独特性质与基本结构 有机化学，顾名思义，是以碳元素为骨架的化合物的研究。本章将深入探讨碳原子独特的成键能力。碳原子位于元素周期表的第14族，拥有四个价电子，这使其能够形成稳定的单键、双键和三键，并能与其他碳原子连接形成线性链状、支链状或环状结构。 1.1 碳原子的轨道杂化与键合： 详细阐述sp³、sp²和sp杂化轨道的形成过程及其几何构型，解释甲烷、乙烯和乙炔的分子结构如何由这些杂化决定。我们将分析σ键和π键的形成及其对分子稳定性和反应活性的影响。 1.2 有机化合物的命名与表示法： 系统介绍IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）的命名规则，包括选择主链、确定取代基、使用前缀和后缀等。同时，解释结构式、幻灯式（Skeletal formula）和键线式等不同表示方法，强调其在信息传达上的效率差异。 1.3 异构现象的初步认识： 有机化合物的复杂性很大程度上源于异构现象。本章将区分结构异构（Constitutional Isomerism）——包括链异构、位置异构和官能团异构——并引入立体异构（Stereoisomerism）的概念，为后续章节的讨论打下基础。 第二章：烷烃与环烷烃——饱和烃的性质与构象 烷烃是只含有碳-碳单键的饱和烃类，是理解所有有机分子反应性的基础。 2.1 烷烃的制备与物理性质： 讨论工业上从石油中提取烷烃的方法，以及实验室中通过还原反应制备烷烃的常见路径。着重分析分子间范德华力如何影响烷烃的熔点、沸点和溶解性。 2.2 烷烃的构象分析： 聚焦于单键旋转带来的分子构象变化。以乙烷为例，详细分析“对位”（Anti）和“重叠位”（Eclipsed）的能量差异，并引入环己烷的“椅式”（Chair）和“船式”（Boat）构象，解释平伏键（Axial）和赤道键（Equatorial）的稳定性差异。 2.3 烷烃的化学反应： 烷烃的反应活性较低，主要发生自由基取代反应（Halogenation）和燃烧反应。我们将深入探讨自由基反应的引发、增长和终止三个步骤，并分析反应的选择性问题。此外，还将介绍在高温或催化剂作用下发生的裂化（Cracking）反应。 第三章：烯烃与炔烃——不饱和烃的反应性 碳-碳双键和三键引入了分子中的不饱和性，极大地提升了化合物的反应活性。 3.1 烯烃的结构与顺反异构： 解释双键旋转受限导致的几何异构（顺式/反式，或Z/E表示法）。比较单键与双键的键能差异。 3.2 烯烃的亲电加成反应（Electrophilic Addition）： 这是烯烃最重要的反应类型。我们将系统学习氢卤化（HX加成）、水合反应（与水加成形成醇）、卤素加成以及氢化反应（催化加氢）。重点阐述马尔科夫尼科夫规则（Markovnikov's Rule）及其酸性催化机理，以及反马尔科夫尼科夫加成（如自由基加成）。 3.3 炔烃的反应特性： 炔烃（含有C≡C）的反应性类似于烯烃，但更为剧烈。讨论炔烃的酸性（末端炔氢的酸性）及其与强碱的反应。分析炔烃的亲电加成反应，特别是双重加成如何导致饱和产物的生成。 3.4 重要的氧化与裂解反应： 介绍烯烃的温和氧化（如用OsO₄生成二醇）和剧烈氧化（如用KMnO₄或臭氧分解），以及炔烃在特定条件下的化学转化。 第四章：环烷烃与环烯烃——环状结构的张力与稳定性 环状结构在自然界中广泛存在，其稳定性与环的大小密切相关。 4.1 小环的张力： 详细分析三元环（环丙烷）和四元环（环丁烷）由于键角变形（Baeyer Strain）和空间位阻（Pitzer Strain）带来的显著张力。解释这些高张力环易于开环反应的原因。 4.2 五元环与六元环的稳定性： 解释环戊烷如何通过“信封式”构象来缓解张力。重点分析环己烷的椅式构象，并量化甲基等取代基在轴位和赤道位之间的能量差异（A值）。 4.3 环烯烃的结构： 讨论环己烯中双键的引入对整体分子构象的影响，解释“扭曲椅式”构象的形成。 第五章：立体化学——分子三维空间的视角 立体化学是理解生物活性分子的关键。本章将从宏观到微观，系统阐述分子的空间排列。 5.1 手性与对映异构体： 定义手性中心（Chiral Center）和对映异构体（Enantiomers）。解释对映异构体在物理性质上相似但旋光性相反的特性。 5.2 光学活性与旋光度： 介绍旋光仪的工作原理，定义比旋光度 $[alpha]$。区分左旋（l-）和右旋（d-）异构体。 5.3 构型表示法：R/S系统： 详细介绍Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 优先顺序规则，用于确定手性中心的绝对构型（R或S）。 5.4 非对映异构体与内消旋体： 区分非对映异构体（Diastereomers）——它们在物理性质上存在差异。讨论含有两个或多个手性中心的分子，以及内消旋体（Meso Compounds）——具有手性中心但整体不具旋光性的化合物。 第六章：官能团的引入——卤代烃与醇的反应 引入了氧、卤素等杂原子后，分子的反应性和极性发生了显著变化。 6.1 卤代烃的反应性： 卤代烃是重要的合成中间体。重点讨论亲核取代反应（Nucleophilic Substitution）和消除反应（Elimination）。深入解析SN1和SN2反应机理的竞争与选择性，比较它们对底物结构、亲核试剂和溶剂的依赖性。 6.2 醇的性质与制备： 醇类化合物因羟基的存在而具有氢键能力。介绍醇的酸性与碱性。重点讨论醇的氧化反应（一级、二级、三级醇氧化产物的区别）以及脱水反应。 6.3 醇与卤代烃的相互转化： 学习如何使用卤化试剂（如SOCl₂，PBr₃）将醇转化为卤代烃，以及如何利用卤代烃通过水解反应制备醇。 本书特点： 理论与实践并重： 每章末尾附有精心设计的习题，旨在巩固对反应机理的理解。 结构清晰： 采用逐步递进的方式，从最简单的饱和烃过渡到具有空间结构的复杂分子。 图示丰富： 大量使用三维投影图和反应机理示意图，帮助读者建立直观的立体化学概念。 目标读者： 学习有机化学的本科生、对基础化学原理有兴趣的工程及生命科学专业学生。

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