有机物分子电性距离矢量表征及其应用 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:刘树深

出品人:

页数:317 页

译者:

出版时间:2005年8月1日

价格:21.8

装帧:平装

isbn号码:9787040176117

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 分子电性
• 距离矢量
• 构效关系
• 药物设计
• 材料科学
• 计算化学
• 量子化学
• 分子模拟
• 化学信息学

物理化学基础：从微观结构到宏观性质的桥梁 本书旨在系统、深入地探讨物理化学领域的核心概念、理论框架与实验方法，重点关注物质在原子和分子尺度上的行为，以及这些微观过程如何决定宏观可观测性质。全书结构严谨，逻辑清晰，力求为读者构建一个坚实、全面的物理化学知识体系。 --- 第一部分：热力学与统计力学的基石 本部分是理解化学系统能量变化和平衡状态的理论基础。 第一章：热力学的基本概念与定律 详细阐述了系统的定义、状态函数（如温度、压力、体积、能量）以及过程的分类。深入解析了热力学第零定律（温度的本质）、第一定律（能量守恒与内能）、第二定律（熵的概念、热力学第二定律的统计力学诠释）和第三定律（绝对零度下的行为）。通过大量的实例，如理想气体的膨胀、相变过程的热力学分析，巩固读者对能量转换和不可逆性的理解。着重讨论了吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能，及其在判断化学反应自发性与平衡条件中的核心作用。 第二章：化学平衡与相平衡 本章聚焦于化学反应的定量描述。系统推导了平衡常数的意义及其温度依赖性（范特霍夫方程）。详细讨论了酸碱平衡的热力学基础，包括溶液中离子强度的影响、缓冲体系的设计与性能分析。在相平衡方面，详细讲解了单组分系统的相图（如水的相图），并扩展到双组分和三组分体系的相律应用，特别是对液-液萃取和蒸馏过程中的相平衡分析。 第三章：统计力学导论与分子配分函数 从微观角度重新审视热力学。本章介绍玻尔兹曼分布、系综理论（微正则系综、正则系综和巨正则系综）。核心内容是分子配分函数（平动、转动、振动和电子能级）的计算及其与热力学量（如内能、熵、吉布斯自由能）的精确联系。通过统计力学方法对理想气体、固体的热容进行微观解释，展现了宏观热力学定律的微观起源。 --- 第二部分：化学动力学：过程的速率与机理 本部分关注化学反应发生的速度、影响速率的因素以及反应的详细路径。 第四章：反应速率与基本定律 定义了反应速率的测量方法，引入了速率定律（反应级数、速率常数）的概念。系统分析了温度对反应速率的影响（阿伦尼乌斯方程），并深入探讨了活化能的物理意义。介绍了反应级数的确定实验方法和初始速率法。 第五章：反应机理与过渡态理论 化学反应的本质是分子间的碰撞与重组。本章详细阐述了复杂的化学反应（如连串反应、对平衡反应）的速率方程推导，特别是引入了稳态近似法和平衡假设法来处理反应机理。核心内容是过渡态理论（TST），推导了反应速率常数与自由能、焓和熵的关系，并讨论了溶剂效应和催化剂对过渡态能垒的影响。 第六章：复杂反应动力学与表面催化 本章扩展到更实际的化学过程。分析了自由基链式反应的动力学（如链的引发、增长、终止）。在异相催化方面，详细介绍了朗缪尔吸附等温线及其动力学模型，分析了催化反应的表面吸附、反应和解吸过程，这对于理解工业催化过程至关重要。 --- 第三部分：量子化学与分子光谱学 本部分深入到电子结构层面，探讨分子如何形成、它们的能量状态以及如何通过电磁辐射进行探测。 第七章：原子结构与多电子原子 回顾了玻尔模型，并着重介绍了薛定谔方程在多电子原子中的应用。详细讨论了角动量、自旋的概念，以及泡利不相容原理。系统阐述了电子排布规则（洪特规则、 Aufbau 原理）和原子光谱的精细结构，为理解化学键的本质奠定基础。 第八章：分子轨道理论与化学键合 阐释了分子形成的基本原理，从价键理论（VB）到更精确的分子轨道理论（MO）。详细讲解了线性组合原子轨道（LCAO）方法，构建了双原子分子（如 $ ext{H}_2$, $ ext{O}_2$）的分子轨道图，并讨论了杂化轨道概念在解释 $ ext{CH}_4$, $ ext{NH}_3$ 等分子几何构型中的应用。对 $pi$ 键和共轭体系的描述进行了深入分析。 第九章：分子光谱学基础与结构分析 光谱学是检验量子化学理论的直接工具。本章介绍电磁辐射与物质相互作用的基本原理。系统讲解了旋转光谱（微波）、振动光谱（红外/拉曼）和电子跃迁光谱（紫外-可见）的基本选择定则、谱线形状和信息获取。特别关注如何利用这些光谱信息来推断分子结构、键长、键角和分子中存在的官能团。 --- 第四部分：物质的电学性质与界面现象 本部分关注物质的电荷分布、介电性质以及在界面上的特殊行为。 第十章：分子电性与介电现象 深入探讨分子内部的电荷分布，包括偶极矩的概念及其测量。系统分析了电场对分子极化（电子极化、取向极化、诱导极化）的影响。引入了介电常数、折射率与分子性质之间的关系，例如克劳修斯-莫索蒂方程，这对于理解溶剂效应和物质的电磁响应至关重要。 第十一章：电化学与电极过程 将热力学和动力学应用于涉及电子转移的体系。详细讲解了电池和电解槽的原理，推导能斯特方程以描述非标准条件下的电动势。深入分析了电极界面的结构，包括双电层模型，以及电化学反应的动力学——过电位、塔菲尔方程的应用，用于评估电荷转移速率。 第十二章：胶体与表面化学 研究分散体系和界面现象。详细介绍了胶体系统的稳定性（DLVO 理论）、表面张力的热力学处理、毛细现象和润湿现象。讨论了乳液、泡沫和悬浮液的形成与稳定性机制，以及表面活性剂在降低表面能中的作用。 --- 本书特色： 1. 理论与实践结合紧密： 每章均配有大量精选的习题和定量分析案例，帮助读者将抽象的公式转化为解决实际问题的工具。 2. 深度聚焦于微观模型： 努力从量子力学和统计力学的角度解释宏观现象，避免纯粹的现象学描述。 3. 面向前沿应用： 内容涵盖了能量转换、材料科学（如介电材料）和电化学等现代研究领域所需的基础知识。 本书适合对象： 物理化学专业本科高年级学生、研究生，以及需要深入了解物质基本原理的化学、材料科学、化学工程等相关领域的科研人员和工程师。

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这本书的叙事节奏把握得非常巧妙，它不是那种平铺直叙的教科书式写作。在介绍了基本的电性概念之后，作者似乎突然加快了节奏，开始展示这些理论在实际问题解决中的威力。我被那些看似抽象的电子结构信息，如何被转化为解决特定工程难题的钥匙这一过程深深吸引。那种从理论到实践的跨越，充满了发现的乐趣。尤其是在涉及多组分体系相互作用的案例分析部分，作者的文字充满了画面感，仿佛能看到不同的分子是如何“感知”彼此的电荷分布并做出反应。这使得原本枯燥的计算化学变得生动起来，成功地架起了理论化学与应用化学之间的一座坚实桥梁，极大地激发了我们去思考如何利用这些工具优化现有流程或设计全新的功能材料。

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读完前面章节后，我最大的感受是作者在构建理论体系时所表现出的严谨和一丝不苟。这不是一本追求速度和表面光鲜的科普读物，它更像是给专业研究人员准备的一本工具书，充满了需要反复推敲的细节。例如，在探讨如何将复杂的分子信息压缩成一个可操作的“矢量”表示时，作者并未回避其中的数学挑战，反而坦然地将推导过程展示出来，这对于希望深入理解方法论核心的读者来说，简直是莫大的福音。我注意到，作者在描述每一步转换时，都非常注重对“信息损失”的讨论，这种对精确性的执着，体现了作者对科学伦理的尊重。每一次对新概念的引入，都伴随着对其适用范围和潜在局限性的审慎评估，使得整本书的论证过程充满了可信度，让人对后续将如何应用这一系列表征手段充满期待。

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这部作品的开篇就展现出了一种对基础科学原理的深邃洞察力，它不仅仅是简单地罗列公式和理论，更像是带你走进一个微观世界的导览。作者对于化学键的本质以及电子在分子结构中分布的细腻描绘，让人在阅读时仿佛能亲手触摸到那些看不见的力场。尤其是在阐述电性特征如何影响分子间的相互作用时，那种深入浅出的讲解方式，非常有助于非专业背景的读者建立起一个稳固的认知框架。我特别欣赏其中关于如何通过对这些电子特性的量化分析，来预测宏观性质的章节，这无疑为理解材料科学中的许多难题提供了新的视角和强有力的工具。书中对经典理论的梳理脉络清晰，但在引入创新性的计算方法时，又展现出一种令人兴奋的前沿探索精神，整体感觉非常扎实且富有启发性，让人迫不及待想知道后面的内容将如何进一步展开这些前瞻性的构想。

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就书籍的整体装帧和排版而言，虽然我关注的重点是内容，但必须承认，这本著作的呈现方式也值得称赞。图表的质量极高，那些复杂的电势分布图和矢量投影图，清晰度足以让人在不查阅其他资料的情况下，也能理解其表达的核心信息。更难得的是，作者在讨论不同表征方法间的联系与区别时，大量使用了对比性的图示，极大地减少了理解上的歧义。这种对视觉辅助工具的重视，反映出作者深知，面对高度抽象的分子物理问题，有效的可视化是提高学习效率的关键。这让我确信，本书不仅是内容上的精品，在制作工艺上也是一部值得珍藏的专业参考书，让人感觉物有所值。

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对于那些致力于在计算化学和材料设计领域寻求突破的科研工作者来说，这本书无疑是一盏指路明灯。它的价值不仅仅在于提供了一种新的“语言”来描述分子，更重要的是，它提供了一种全新的“思维模式”。作者似乎在引导读者跳出传统的基于官能团或空间结构的限制性思维，转而用更底层、更本质的电子相互作用的角度去重新审视一切化学反应和材料性能。这种高屋建瓴的视角转变，是任何停留在表面描述的文献都无法给予的。我预期，这本书所阐述的表征方法，将在未来的高通量筛选和精准分子设计中扮演核心角色，它提供的洞察力将是推动领域进步的重要驱动力，我非常期待看到同行们如何基于此书的理论基础，去开拓更广阔的应用前景。

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