结构化学问题选讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:杨宗璐

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-08-01

价格:15.0

装帧:

isbn号码:9787030084279

丛书系列:

图书标签:

• 结构化学
• 有机化学
• 化学键
• 分子结构
• 化学反应
• 立体化学
• 光谱学
• 分子轨道
• 基础化学
• 高等教育

物质的构建与相互作用：一场探索之旅 本书带领读者踏上一段引人入胜的探索之旅，深入物质世界的微观层面，揭示原子、分子以及它们之间相互作用的奥秘。我们将一起审视原子是如何组织起来形成化合物，理解不同原子如何通过共价键、离子键等形式紧密相连，构筑起我们熟悉的世界。 从原子结构到分子几何： 我们首先从最基本的单元——原子——出发。通过深入剖析原子核的组成、电子的排布以及原子轨道的概念，读者将建立起对原子结构清晰的认知。量子力学原理将为我们理解电子的行为提供理论基础，使我们能够准确预测元素的化学性质。 接着，我们将目光转向原子如何组合成分子。共价键的形成机制、杂化理论的精妙之处，将帮助我们理解为何某些原子能够稳定地结合在一起，并形成具有特定形状的分子。从简单的双原子分子到复杂的有机分子，我们将学习如何运用价层电子对互斥模型（VSEPR）来预测分子的三维结构。理解分子几何至关重要，因为它直接影响着分子的极性、反应活性以及宏观性质。例如，水分子的“V”形结构和二氧化碳分子的直线形结构，尽管都包含共价键，却带来了截然不同的性质。 键的本质与分子间作用力： 本书将深入探讨化学键的本质。共价键并非简单的原子共享电子，而是涉及电子云的重叠与相互作用。我们将讨论极性共价键的形成，以及电负性在其中扮演的关键角色。离子键则是在金属与非金属原子之间，由于得失电子而产生的静电吸引力，理解离子晶体的结构与稳定性离不开对这一键型的透彻把握。 除了分子内部的化学键，分子之间的相互作用同样影响着物质的宏观性质。我们将详细阐述各种分子间作用力，包括范德华力（包括伦敦色散力、偶极-偶极作用）和氢键。这些看似微弱的作用力，在大量分子聚集时，能够产生显著的影响，例如水能够溶解许多极性物质，而油却不能，这背后便是分子间作用力的差异在起作用。理解这些作用力，有助于我们解释物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质。 光谱学与结构解析： 为了揭示分子的真实面貌，我们离不开先进的实验技术。本书将介绍几种重要的光谱学方法，如红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振谱（NMR）和质谱。这些“眼睛”能够“看穿”分子的内部结构，提供关于原子连接方式、官能团存在以及分子量等关键信息。 红外光谱通过探测分子对红外辐射的吸收，来识别分子中的化学键和官能团。紫外-可见光谱则利用分子对紫外-可见光的吸收，来研究电子跃迁，常用于分析共轭体系和金属配合物。核磁共振谱，尤其是¹H NMR和¹³C NMR，是解析有机分子结构的强大工具，它能够提供关于原子周围化学环境的丰富信息，帮助我们推断分子的骨架结构。质谱则通过测量离子的质量-电荷比，来确定分子的精确质量以及碎片信息，是分子量测定和结构推断的重要手段。我们将学习如何解读这些光谱图谱，并将其结合起来，逐步解析未知分子的结构。 反应的动力学与热力学： 化学反应是物质转化的过程，理解反应是如何发生的，以及反应发生的可能性，是化学的核心问题。本书将引入化学反应动力学和热力学的基本概念。 反应动力学研究的是化学反应的速率和机理。我们将探讨反应活化能、碰撞理论以及过渡态理论，理解反应是如何克服能量壁垒而发生的。催化剂的作用，如何降低活化能，从而加速反应，也将得到深入的讲解。 反应热力学则关注化学反应过程中的能量变化和平衡。我们将学习吉布斯自由能的概念，它是判断反应能否自发进行的关键判据。熵和焓在决定反应方向中的作用也将被详细阐述。化学平衡是动态平衡，理解平衡常数及其影响因素，对于预测反应的转化率至关重要。 金属的结构与键合： 金属在我们的日常生活中扮演着不可或缺的角色，它们的独特性质源于其特殊的结构和键合方式。本书将深入探讨金属的晶体结构，例如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构。我们将理解金属键的本质——“自由电子海”模型，它能够很好地解释金属的导电性、导热性、延展性和光泽等宏观性质。 量子化学基础： 为了更深入地理解化学键的形成、分子的性质以及反应的机理，本书还将引入量子化学的基础概念。我们将触及薛定谔方程，并了解其在描述微观粒子行为中的重要性。分子轨道理论将提供一种新的视角来理解化学键，它将原子轨道组合成具有特定能量和形状的分子轨道，能够更准确地解释键的性质和分子的稳定性。虽然量子化学的数学处理较为复杂，但我们将着重于概念的理解，以期为读者提供更深刻的理论洞察。 通过本书的学习，读者将能够建立起对物质结构和化学反应的全面而深入的理解。我们不仅将掌握分析分子结构和预测化学性质的工具，更能领略到物质世界在微观层面运作的精妙与和谐。这是一次思维的训练，更是一场感悟化学魅力的精彩旅程。

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我对这本书的实用性感到由衷的敬佩，它绝非那种只停留在理论层面空谈的学术著作。作者显然深谙科研工作者的痛点，在每一个关键理论点之后，都会紧接着提供一系列精心设计的“疑难解析”环节。这些解析并非简单的习题解答，而是对现实实验中经常遇到的偏差和反常现象的深入剖析，比如为什么在特定溶剂中，某些配合物的颜色会发生剧烈变化，或者在低温高压条件下，某些分子的构象会趋于稳定。书中对计算化学在结构解析中的应用也进行了详尽的介绍，从基础的哈特里-福克方法到更先进的密度泛函理论（DFT），作者不仅解释了原理，还附带了用于说明的虚拟计算结果图谱，这种将理论与前沿计算工具相结合的编排方式，极大地拓宽了我的研究视野，让我明白如何将抽象的化学原理转化为可预测的实验结果。这本书真正做到了理论指导实践，是工具书和学术专著的完美结合。

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这本书的参考文献和注解系统做得极其详尽和考究，但更令人称道的是其对“未解之谜”的坦诚。在介绍几个前沿但仍有争议的化学键类型时，作者没有给出武断的定论，而是清晰地列举了支持和反对该理论的最新实验证据，并清晰地指出了当前研究中的方法论局限性。这体现了严谨的科学态度：承认知识的边界。此外，书中附带的在线资源库（虽然我主要使用的是纸质版）据同事反映非常丰富，包含了许多原版论文的补充数据和作者自己编写的小型模拟程序，这使得书本内容具有极强的可扩展性。这种开放式的学术态度，引导读者将学习视为一个永无止境的探索过程，而不是简单地吸收既有结论，这对于培养具有批判性思维的下一代化学家至关重要。

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这本书的排版和印刷质量简直是一场视觉盛宴，尤其是那些复杂的分子结构图和晶体结构示意图，色彩过渡自然，线条清晰锐利，即便是初学者也能一眼看出其中的精妙之处。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的循序渐进的叙述方式，他们没有急于抛出晦涩的理论，而是先从一些非常直观的宏观现象入手，比如不同晶体在光照下的反射效果差异，然后再逐步深入到原子尺度的电子轨道和键合理论。书中对经典物理化学模型的阐述也非常到位，比如德拜-休克尔理论的推导过程，作者用了大量的图示和类比，使得那些原本枯燥的数学公式变得生动起来，让人很容易就能抓住其物理意义。而且，书中的案例选择非常贴合现代化学前沿，比如对新型功能材料中化学键特性的分析，这对我正在进行的高级研究工作提供了不少新的启发和思路。总的来说，这是一本集美观性、系统性与深度于一身的教材，阅读体验极佳，感觉就像是在一位经验丰富的导师的带领下，系统地进行了一次深入的学术漫步。

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我必须强调这本书在内容组织上的非线性逻辑，这对于资深研究者来说是一个巨大的福音。许多结构化学的教材都遵循着“原子 -> 分子 -> 晶体”的线性路径，但本书大胆地反其道而行之，它从材料科学中最受关注的“超分子组装”现象切入，直接展示了复杂结构的功能性，然后倒推回去，探究支撑这些功能的微观键合特征。这种“先看结果，再求根源”的倒推法，极大地提高了学习的动机和效率。特别是关于手性分子识别那一章节，作者采用了一种全新的视角，将空间群理论与信息论中的熵增原理相结合进行阐述，这种跨学科的融合处理，让我对晶体工程中的自组装过程有了全新的理解，完全跳出了传统的分子对称性束缚的思维定式。对于那些已经掌握基础知识，渴望突破现有研究瓶颈的学者而言，这本书提供了急需的思维“催化剂”。

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这本书的语言风格非常独特，它没有采用那种典型的、冷峻的、充斥着拉丁文术语的学术腔调，反而带有一种令人放松的、近乎于哲思的探讨意味。在讲解量子力学基础时，作者没有直接跳到薛定谔方程的复杂形式，而是花了大篇幅去讨论“确定性”与“概率性”在微观世界中的哲学对立，这种深层次的思考引导，使得我们不仅仅是在学习知识点，更是在构建一个完整的、对物质世界本质的认知框架。每章的结尾处，作者都会设置一个“历史回溯”的板块，简要回顾了某个关键理论的诞生背景和早期科学家的争论，这让整个学科的历史脉络清晰可见，避免了知识点的碎片化。这种人文关怀与硬核科学的结合，使得阅读过程成为一种享受，它激发的不仅仅是解决问题的能力，更是对科学探索本身的热情与敬畏。

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