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出版者:武汉理工大学出版社(武汉工业大学)

作者:姚映钦

出品人:

页数:155

译者:

出版时间:2004-1

价格:14.00元

装帧:

isbn号码:9787562920410

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 化学实验
• 大学教材
• 实验教学
• 有机化合物
• 化学分析
• 实验技能
• 高等教育
• 理学
• 教学参考书

探秘物质的构建与转化：一部聚焦于基础科学与工程应用的综合性教材 书名：《分子世界的奥秘：从理论基石到前沿应用》 图书简介 本书旨在为高等院校化学、材料科学、生物技术以及相关工程学科的学生和研究人员提供一部全面、深入且极具实践指导意义的参考著作。它摒弃了传统教材中对某一特定化学分支的局限性探讨，而是构建了一个宏大且相互关联的知识体系，重点阐释物质的结构、性质、反应机理及其在现代工业与前沿科技中的应用转化。全书内容涵盖了化学科学的广博领域，从最微观的原子与分子层面，逐步深入到宏观系统的设计与调控。 第一部分：化学科学的理论基石与工具箱（Foundations and Methodology） 本部分奠定了理解化学现象所需的最核心理论框架，并介绍了现代化学研究中不可或缺的实验与计算工具。 第一章：原子结构与周期性规律的再审视 本章超越了基础化学的描述，深入探讨了量子力学在解释原子轨道、电子排布以及多电子体系中的复杂性。重点分析了相对论效应如何影响重元素的化学行为，以及高精度计算（如密度泛函理论，DFT）在预测电子结构中的作用。讨论了自旋态、激发态的理论模型及其在光化学反应中的意义。 第二章：化学键合的多样性与动态平衡 本章详细剖析了离子键、共价键、金属键的本质，并重点研究了更复杂或较少被强调的键合形式，例如三中心四电子键、金属-金属键（MM Bonds）的形成与断裂。此外，深入讲解了分子间作用力（范德华力、氢键、卤键、π-π堆积）在凝聚态物质结构和超分子组装中的决定性作用，并结合实例说明如何利用这些作用力来设计功能材料。 第三章：化学热力学的拓展应用 超越平衡态热力学，本章聚焦于非平衡态过程的描述。引入了统计热力学（Statistical Thermodynamics）的概念，详细阐述了熵在信息论和复杂性科学中的地位。重点探讨了相变动力学（如成核与生长过程）以及在极端条件（高压、超低温）下物质的热力学行为。 第四章：光谱学：揭示分子指纹的现代技术 本章系统介绍了新一代光谱分析技术。除了传统的核磁共振（NMR）和红外光谱（IR），重点讲解了二维NMR在复杂体系结构解析中的应用、高分辨率质谱（HRMS）的定量与定性能力、X射线光电子能谱（XPS）在表面化学分析中的独特优势，以及时间分辨光谱（如飞秒激光技术）在捕获瞬态中间体中的重要性。 第二部分：物质的构筑与转化（Synthesis and Transformation） 本部分是全书的核心，专注于化学反应的原理、选择性控制以及创新合成方法的开发。 第五章：反应机理的精细调控：电子流与过渡态 本章深入探讨了有机与无机反应的电子转移机制。详细分析了自由基、离子型、单电子转移（SET）过程在不同溶剂和环境下的竞争。重点讲解了反应的立体选择性（Enantioselectivity）和区域选择性（Regioselectivity）是如何通过分子设计（如手性催化剂的位阻和电子效应）来实现的。 第六章：催化科学：效率、选择性与可持续性 本章全面覆盖了催化剂的设计与性能优化。内容涵盖了均相催化（如过渡金属催化中的配体效应）、多相催化（如催化剂表面的活性位点分析）、以及生物催化（酶促反应的分子机制）。特别关注了光催化（Photocatalysis）和电化学催化（Electrocatalysis）在能源转化和绿色化学中的最新进展。 第七章：无机合成与新元素化学 本章聚焦于金属有机化学、配位化学以及固体材料的构建。探讨了茂金属催化剂的最新发展、簇合物（Clusters）的合成与磁学性质、高价态金属化合物的稳定性控制，以及固态反应中晶体生长与缺陷工程。 第八章：材料化学：从分子到功能（Materials Chemistry: From Molecules to Function） 本章是连接基础化学与工程应用的桥梁。内容包括： 聚合物科学： 精确聚合技术（如RAFT, ATRP）如何控制分子量分布和拓扑结构。 软物质： 液晶、胶体与界面现象的热力学与流变学特性。 功能材料： 导电聚合物、金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的设计原则及其在气体吸附、分离和传感器件中的应用。 第三部分：化学在交叉学科前沿的体现（Interdisciplinary Frontiers） 本部分展示了化学原理如何被应用于解决生命科学、能源和环境领域中的复杂问题。 第九章：化学生物学与生命过程的分子解析 本章关注化学工具在生物系统中的应用。内容包括：探针分子设计用于细胞成像和功能标记、蛋白质折叠与错误折叠的化学动力学研究、以及小分子抑制剂与生物大分子相互作用的计算模拟。强调了化学合成如何为药物发现提供结构多样的分子库。 第十章：能源化学：储存与转换的挑战 本章深入分析了化学在解决全球能源需求中的核心作用。重点讨论了： 电池技术： 固态电解质的离子传导机制、锂硫电池和钠离子电池的界面问题。 燃料电池： 氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）的电催化剂设计。 人工光合作用： 利用分子体系模仿自然界进行光驱动的水分解和二氧化碳还原。 第十一章：环境化学与绿色化学工程 本章探讨如何利用化学原理最小化环境影响。内容包括：新型吸附剂（如功能化碳材料）对污染物的高效去除、催化剂在环境修复中的应用（如高级氧化工艺）、以及原子经济性（Atom Economy）原则在工业过程优化中的实施策略。 总结与展望 全书以严谨的理论深度和广阔的应用视野相结合，旨在培养读者运用化学语言系统思考和解决复杂问题的能力。每一章节都配有大量的经典案例分析和现代研究的最新进展，鼓励读者将理论知识转化为创新的实验设计和工程解决方案。本书是未来化学家、材料科学家及高新技术研发人员的必备工具书。

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我不得不提的是，这本书在安全性方面的提醒做得非常细致。有机化学实验中涉及的许多试剂和操作都存在一定的危险性，这本书在每一个可能存在安全隐患的步骤前，都会有明确的警示和防护措施的建议。例如，在处理挥发性有机溶剂时，会强调在通风橱中操作，以及佩戴手套和护目镜的重要性。这种对安全的重视，让我能够更加安心地进行实验，也培养了我良好的实验安全习惯，这对于任何一个在实验室工作的学生来说都是极其宝贵的。

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这本《有机化学实验》确实给了我许多意想不到的收获，即便我并非科班出身，对有机化学的理解也仅仅停留在基础概念层面，但这本书却能以一种相当亲切且富有启发性的方式，将那些看似枯燥的实验操作化繁为简，让我能够循序渐进地掌握其中的精髓。我特别欣赏书中对于每一个实验步骤的细致讲解，不仅仅是告诉“怎么做”，更重要的是阐述了“为什么这么做”。例如，在进行萃取实验时，书中不仅提供了正确的溶剂选择和操作技巧，还深入剖析了萃取原理，解释了为何需要选择与目标产物溶解度不同但与杂质溶解度相似的溶剂，以及分液漏斗的正确使用方法对于减少损耗的重要性。这种“知其所以然”的学习方式，极大地增强了我对实验过程的理解和掌控感，不再是机械地模仿，而是能够思考实验背后的化学逻辑。

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我尤其喜欢这本书在理论与实践结合上的处理方式。它并没有将理论知识与实验操作割裂开来，而是巧妙地将两者融为一体。在介绍每一个实验之前，都会有简洁明了的理论背景铺垫，帮助我回顾相关的概念和知识点，然后在实验过程中，又会不断地通过操作和观察来印证这些理论。比如，在讲解重结晶实验时，书中不仅解释了溶解度与温度的关系，还通过具体的步骤演示了如何通过选择合适的溶剂和控制冷却速度来获得高纯度的晶体。这种“学以致用”的模式，让我觉得学习过程更加连贯和高效，也更容易将抽象的化学原理内化为自己的知识体系。

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在我的学习生涯中，我接触过不少关于有机化学的教材和参考书，但《有机化学实验》这本书无疑是我受益最深的一本。它以其严谨的科学态度、清晰易懂的讲解、详实丰富的实验内容以及对细节的极致追求，成功地将我从一个对有机化学实验感到陌生和畏惧的学生，变成了一个乐于探索、敢于实践的学习者。这本书为我打开了一扇通往奇妙的有机化学世界的大门，我对此深感感激。

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读完这本书，我感觉自己对有机化学实验的“畏惧感”大大降低了，取而代之的是一种自信和探索的动力。它让我明白，有机化学实验并非高不可攀的科学，而是一系列可以通过系统学习和实践来掌握的技能。书中那些循序渐进的实验设计，从简单易行的反应到稍微复杂一些的分离和纯化，都为我打下了坚实的基础。这种逐步深入的学习路径，让我在不断进步中获得成就感，从而更加积极地投入到学习中。

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这本书的语言风格和排版设计也给我留下了深刻的印象。它的文字清晰流畅，没有使用过多晦涩难懂的专业术语，即使是对于初学者来说，也能轻松理解。而且，书中穿插了大量的插图和流程图，这些视觉化的元素极大地帮助我理解复杂的实验步骤和装置。我特别欣赏那些精美的化学结构式和反应机理图，它们将抽象的分子世界具象化，让我在脑海中能够更清晰地描绘出物质的变化过程。这种注重细节的呈现方式，使得学习过程不仅高效，也充满趣味性。

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这本书对于实验数据的处理和分析也给予了足够的关注。它不仅教授了如何记录实验数据，更重要的是指导了我如何对这些数据进行科学的分析和解读。从简单的图表绘制到复杂的定量分析，书中都提供了清晰的步骤和方法。我记得在学习气相色谱法分析产物纯度时，书中详细讲解了如何根据峰面积计算各组分的含量，以及如何通过保留时间来鉴定化合物。这种对数据处理能力的培养，让我能够从实验结果中提取出有价值的信息，并得出科学的结论。

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这本书还有一个我非常看重的优点，那就是它所提供的实验涵盖范围相当广泛，能够满足不同层次的学习需求。从基础的官能团转化到一些经典的命名反应，再到一些具有应用价值的合成路线，书中都有详细的介绍和操作指导。这使得我在掌握基本实验技能的同时，也能接触到更广阔的有机合成领域，激发了我进一步学习和研究的兴趣，也让我对有机化学在现实生活中的应用有了更深的认识。

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作为一名在实验室中摸索多年的学生，我不得不说，这本书在实验设计和优化方面提供了一个非常宝贵的视角。它并非仅仅罗列了现成的实验方案，而是鼓励读者去思考如何根据实际情况调整参数，如何通过控制变量来获得更理想的结果。我记得在进行一个关于反应速率的实验时，书中引导我思考了温度、浓度、催化剂等因素对反应速率的影响，并提供了如何设计一系列实验来系统地研究这些影响的思路。这让我意识到，实验不仅仅是为了验证已知的原理，更是一个探索和发现未知、优化过程的旅程。书中对于实验误差的分析也做得相当到位，它并没有回避实验中可能出现的各种问题，反而教会我如何识别、分析和尽量减小这些误差，这对于培养严谨的科学态度至关重要。

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总的来说，这本书不仅仅是一本实验手册，更像是一位耐心且经验丰富的导师。它不仅传授了知识和技能，更重要的是培养了我解决问题、独立思考和严谨治学的态度。每次翻阅这本书，我都能从中获得新的启发和思考。它让我明白，每一个成功的实验背后，都凝聚着无数次的尝试、观察、分析和优化，而这些正是科学精神的核心所在。

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