大学有机化学基础

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页数:605
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出版时间:2000-1
价格:58.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787562810636
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图书标签:
  • 化学、物理、数学
  • 科学
  • 有机化学
  • 大学教材
  • 化学基础
  • 有机反应
  • 结构与性质
  • 命名法
  • 光谱分析
  • 立体化学
  • 基础有机化学
  • 高等教育
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具体描述

本书是根据国家关于“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的精神,以及教育部“化学教学指导委员会”制定的应用化学专业和化学专业化学教学基本内容中有机化学部分的要求而编写的。全书共十一章,包括有机化合物和有机化学;饱和烃;不饱和脂肪烃;芳香烃、杂环化合物;卤代烃;醇酚醚;醛和酮;羧酸和羧酸衍生物;含氮化合物;糖;氨基酸、肽和蛋白质、核酸等内容。第章均有习题,书内附有有关反应的参考文献,书末附有部分习题参考答案、主题词索引、西文人名索引、西文符号与缩写,以及有机化合物的质谱、红餐光谱和氢核磁共振谱、碳核磁共振谱的特征吸收峰索引。

本书可作为应用化学专业、化学专业及相关专业的学生学习基础有机化学的教材或教学参考用书,也可供有关科研工作者参考。

好的,这是一本关于《应用拓扑学在材料科学中的前沿探索》的图书简介。 --- 应用拓扑学在材料科学中的前沿探索 作者: 张伟 王芳 李明 出版社: 科学出版社 ISBN: 978-7-03-068912-1 字数: 约780千字 内容简介 本书系统地梳理并深入探讨了拓扑学概念与工具在现代材料科学研究中的最新应用与未来潜力。区别于传统基于电子结构或晶格振动的材料分析范式,本书着重于利用高维几何、代数拓扑以及持久同调等先进数学工具,对材料的宏观性能、微观结构乃至功能实现机制进行全新的、更具普适性的描述与预测。 全书共分七个主要部分,内容涵盖了从基础理论构建到复杂系统建模的完整链条,旨在为材料学家、物理学家、数学家以及高年级本科生和研究生提供一本前沿且实用的参考著作。 第一部分:拓扑学基础及其在凝聚态物理中的邂逅 本部分首先为读者打下坚实的数学基础,重点介绍代数拓扑中的基本概念,如同调群、同伦群以及基本群,并解释这些抽象概念如何转化为可操作的物理量。随后,本书引入拓扑不变量的概念,阐释为何某些材料属性对形变不敏感。具体讨论了拓扑绝缘体(TI)和拓扑半金属(TSM)的分类学基础,重点剖析了贝里曲率(Berry Curvature)的拓扑本质,以及它如何决定了霍尔效应和输运性质。 核心章节: 贝里相位与陈数(Chern Number)的物理意义;基于K-理论的材料分类简介。 第二部分:晶体缺陷与拓扑缺陷的几何描述 传统的材料科学常将晶格缺陷视为局部的破坏。本书则采取拓扑学的视角,将晶体缺陷视为空间中拓扑荷的载体。 详细分析了位错(Dislocations)和畴壁(Domain Walls)如何通过纤维丛(Fiber Bundles)的数学结构来精确描述其环绕路径和边界条件。引入同伦群来区分不同类型的拓扑缺陷,例如,在铁电体和磁性材料中,180°畴壁和90°畴壁的拓扑性质差异如何直接影响材料的宏观响应。 案例研究: 螺旋位错的拓扑荷计算;液晶材料中向错(Director Field)的拓扑分类。 第三部分:持久同调在多孔和无序材料中的应用 随着3D打印和纳米加工技术的发展,具有复杂内部结构的材料(如金属有机框架MOFs、多孔碳、泡沫材料)的研究日益重要。本部分聚焦于持久同调(Persistent Homology, PH),这是一种强大的工具,可以从离散点云或体素数据中提取出“洞”、“通道”和“空腔”的拓扑特征,并且这些特征的显著性可以被量化。 本书详述了如何利用PH来: 1. 量化孔隙结构的连通性和复杂性,这直接影响流体传输和催化效率。 2. 识别不同尺度上的结构特征,克服传统孔径分析法的局限性。 3. 将拓扑特征向量作为机器学习模型(ML/AI)输入,预测材料性能。 第四部分:拓扑网络与功能材料的连接性分析 在柔性电子、传感器以及生物材料等领域,材料的性能往往取决于其内部组分的连接方式,而非单一组件的性质。本部分将材料视为拓扑网络。 通过图论(Graph Theory)和拓扑数据分析(TDA)的方法,分析了导电聚合物网络、复合材料的界面连接以及生物组织支架的拓扑结构。重点探讨了渗流理论(Percolation Theory)的拓扑极限,以及如何利用欧拉示性数(Euler Characteristic)来表征网络结构的致密程度和有效性。 第五部分:低维与二维材料的拓扑物态探索 二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物)因其独特的电子性质而备受关注。本部分深入探讨了这些材料在受限几何下的拓扑行为。 讨论了纳米带和量子点边缘态的拓扑保护机制,例如克拉斯特-卡尔森(Kitaev Chain)模型在非厄米系统中的拓扑性质。特别关注了拓扑超导现象在二维异质结中的实现条件,以及如何通过应变工程来调控材料的拓扑荷。 第六部分:非厄米系统与拓扑边界态 近年来,研究焦点扩展到非厄米系统,即系统损耗或增益不平衡的情况,这在光学、声学和电子学中具有重要意义。本书将广义布洛赫定理与拓扑概念相结合,首次系统介绍了非厄米拓扑不变量(如非厄米陈数和高阶拓扑指标)。 通过详细的数学推导,展示了这些不变量如何预测非互易传输和边界态的鲁棒性,这对于设计新型单向滤波器和声学器件至关重要。 第七部分:未来展望:拓扑材料设计与计算方法 最后一部分展望了拓扑学在材料科学中的发展方向。重点讨论了可编程拓扑材料的设计理念,即如何通过外部刺激(电场、光照)动态改变材料的拓扑状态。同时,本书提供了如何利用计算拓扑学工具包(如Topological Data Analysis software suites)来辅助材料筛选和性能预测的实践指导,强调了拓扑学在“数据驱动的材料发现”中的核心地位。 本书特色 1. 跨学科的深度融合: 首次将代数拓扑、持久同调与经典材料物理、结构表征紧密结合。 2. 数学严谨性与物理直观性并重: 保证数学模型的准确性,同时提供丰富的物理实例和图示来阐释复杂概念。 3. 前沿性与实用性兼顾: 覆盖了当前研究热点(如非厄米系统、拓扑缺陷工程),并为工程应用提供了量化工具(PH)。 本书是从事先进功能材料、凝聚态物理、计算材料学及相关交叉学科研究的科研人员和高级学生的必备参考书。 ---

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读后感

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这本书的作者在阐述复杂的概念时,善于运用类比和比喻。例如,在解释SN1和SN2反应机理时,作者会将SN1比作“一步到位”,而SN2则比作“背靠背接力”,形象地描绘了两种反应的过渡态和反应路径。这种生动的比喻,让那些抽象的反应机理变得更加容易理解和记忆。我发现,当我能够用这些形象的语言来描述一个反应时,就意味着我真正理解了这个反应。此外,书中还提供了许多“思考题”,这些题目没有标准答案,而是引导读者去思考问题的本质,去探索更多的可能性。这些思考题,极大地激发了我的批判性思维和创新能力。

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这本书的语言风格非常亲切,就像一位和蔼的长者在与你娓娓道来。尽管有机化学本身带有一定的专业性和抽象性,但作者却能用通俗易懂的语言来解释那些复杂的概念。举例来说,在解释共振结构时,作者并没有直接使用艰深的数学公式,而是通过生动的比喻,比如“电子的云团在分子中自由地‘跳舞’”,来帮助我们理解电子离域的现象。这种叙述方式极大地降低了阅读门槛,让我在面对那些繁复的公式和理论时,不会感到无从下手。同时,书中也穿插了许多历史故事和科学家的趣闻轶事,这些内容虽然与核心知识不直接相关,但却为枯燥的学习过程增添了许多趣味性,也让我对有机化学的发展历程有了更深的了解。我喜欢在感到疲惫时,翻阅一下这些小故事,它们能让我放松下来,重新找回学习的动力。此外,作者在讲解每一个新的反应类型时,都会先给出一些常见的例子,然后再深入剖析其机理,这种“由浅入深”的讲解方式,让我在学习新知识的同时,也能不断回顾和巩固已学过的知识。

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这本书在内容组织上的独到之处在于,它并没有将理论知识和实际应用完全割裂开来。在讲解每一个化学反应时,作者都会适时地提及该反应在工业生产或实验室研究中的应用,并分析其优缺点。例如,在介绍加成反应时,它会详细说明烯烃的催化加氢在石油化工和有机合成中的重要作用,以及不同的催化剂如何影响反应的效率和选择性。这种“理论与实践相结合”的教学模式,让我能够更全面地理解有机化学知识,并且能够将其与实际应用联系起来。这不仅让我对知识的掌握更加牢固,也培养了我分析和解决实际问题的能力。

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这本书最让我印象深刻的是其对于练习题的编排。它不仅仅是提供了一些独立的习题,而是将习题巧妙地融入到章节的讲解中,并根据难度和知识点的覆盖面进行了细致的划分。从简单的概念辨析题,到需要综合运用多个知识点的计算题和推断题,再到需要设计合成路线的开放性题目,应有尽有。每一道题后面都附有详尽的解答和思路分析,这对于我这样需要独立学习的读者来说,简直是及时雨。我尤其喜欢书中的“挑战性习题”部分,这些题目往往需要更深入的思考和更广阔的知识储备,但一旦解答出来,就会获得巨大的成就感。通过大量的练习,我不仅巩固了书本上的知识,更重要的是培养了解决有机化学问题的能力。例如,在学习到芳香性化合物时,书中提供了多种不同结构的芳香性化合物的判断题,并且要求分析其稳定性来源,这让我对芳香性的概念有了更深刻的理解。

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这本书的排版设计非常人性化,它的每一章节都清晰地划分了小标题,并且在关键的知识点处使用了醒目的字体或颜色来标注,这使得我在阅读时能够快速地定位到重要的信息。同时,书中还穿插了许多“知识扩展”和“重点回顾”的栏目,这些内容能够帮助我更深入地理解某个概念,或者快速巩固已学过的知识。我尤其喜欢“知识扩展”部分,它会提供一些相关的背景知识或更深层次的理论解释,这让我能够将书本上的知识与更广阔的学科领域联系起来。总而言之,这本书的每一个细节都体现了作者对读者的用心,它不仅是一本知识的书,更是一本引人入胜的学习伴侣。

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这本书的叙述方式非常生动活泼,它没有使用大量枯燥乏味的学术术语,而是用一种更具故事性和情境化的方式来讲解。比如,在介绍有机合成时,作者会将自己模拟成一位“有机炼金术士”,通过一步步的转化,将简单的起始原料变成复杂的产物。这种代入式的讲解,让我觉得学习过程充满了趣味性和挑战性。它还会穿插一些实际的应用案例,比如药物分子的合成、高分子材料的制备等,这让我看到了有机化学在现实生活中的重要价值,也增强了我学习的动力。我经常在学习某个反应时,会思考它在实际生产中是如何应用的,这本书提供的这些信息,恰好满足了我的好奇心。

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翻开这本书,最先吸引我的是它对于学习方法的引导。在开篇的导言部分,作者并没有急于展开具体的化学知识,而是花了相当篇幅强调了学习有机化学的正确姿态和有效策略。这一点非常宝贵,因为很多教材往往只关注内容的传授,而忽略了如何让学生更好地吸收。这本书建议读者在学习每一个新的反应时,要关注反应物、试剂、产物、反应条件以及最重要的反应机理,并且要勤于动手画出电子转移的箭头。它还鼓励我们构建自己的概念图,将零散的知识点串联起来,形成一个完整的知识网络。这让我受益匪浅,我开始有意识地去梳理每一个章节的逻辑关系,并且在遇到困难时,会回头翻阅前面关于学习方法的建议,这总能给我新的启发。例如,在学习亲电加成反应时,书中就详细剖析了碳正离子的稳定性如何影响反应的区域选择性,并且通过大量的实例来巩固这一概念。这种“授人以渔”的教学方式,让我不仅仅是在被动地接受信息,而是在主动地构建属于自己的知识体系。我发现,当我能够将一个复杂的反应分解成几个简单的步骤,并理解每一个步骤背后的电子运动时,学习的效率和兴趣都会大大提升。

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这本书的封面设计简洁而富有现代感,让我初次翻阅时就心生好感。它的排版布局也相当考究,文字清晰,图例丰富且配色协调,这对于阅读量巨大的有机化学而言,无疑大大降低了视觉疲劳。在学习有机化学的过程中,我曾多次被复杂的结构式和反应机理搞得头晕脑胀,但这本书的插图质量极高,每一个碳链的弯曲,每一个官能团的连接,都清晰可见,甚至连电子云的分布都有细致的描绘,这极大地帮助我理解抽象的概念。更值得称赞的是,书中对于每一个概念的引入都循序渐进,逻辑严谨,仿佛一位经验丰富的老师在一步步引导你走进有机化学的殿堂。它没有直接抛出令人望而生畏的术语,而是从最基础的原子结构、成键方式开始,逐步深入,让我这个初学者也能感受到学习的乐趣而非畏惧。尤其是在介绍立体化学时,书中提供的多角度模型和空间填充图,让我对分子在三维空间中的排列有了直观的认识,这对于理解对映异构、非对映异构等关键概念至关重要。我经常会花很多时间去揣摩那些精美的插图,它们不仅仅是装饰,更是理解知识的钥匙。从物理性质的讨论到光谱解析的介绍,这本书都处理得恰到好处,不会过于冗长,也不会过于简略,总能抓住问题的核心,并给出清晰的解释。

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这本书在理论知识的深度与广度之间找到了一个绝佳的平衡点。它既没有像一些专业书籍那样过于侧重理论的推导,导致内容晦涩难懂,也没有像一些入门读物那样流于表面,缺乏足够的深度。作者在介绍每一个反应机理时,都会详细解释电子是如何移动的,为什么会出现这种定向性,以及哪些因素会影响反应的速率和产率。这种严谨的科学态度,让我对有机化学的理解更加透彻。例如,在讲解自由基取代反应时,书中详细分析了链引发、链增长和链终止三个阶段,并用清晰的图示展示了自由基的形成和转化过程,这让我对自由基反应的机制有了清晰的认识。此外,书中还触及了一些前沿的有机化学概念,比如绿色化学和不对称合成,虽然介绍得不深,但也为我打开了一扇新的视野,激发了我进一步探索的兴趣。

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让我惊喜的是,这本书不仅仅是一本教材,更像是一位细心的学习助手。它在每一个章节的末尾都设置了“知识梳理”和“易错点提醒”栏目。知识梳理部分会用简洁的语言概括本章的核心内容,帮助我快速回顾;而易错点提醒则针对常见的学习误区进行分析和纠正,这大大减少了我在学习过程中走弯路的可能性。例如,在学习官能团的命名时,书中就特别指出了某些官能团在不同命名体系下的差异,以及容易混淆的命名规则。这种贴心的设计,让我感觉作者非常了解学习者的需求。我还发现,书中在解释一些概念时,会引用相关的实验数据和研究成果,这不仅增加了内容的权威性,也让我感受到有机化学是一门基于实验和观察的学科。

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