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出版者:华中师范大学出版社

作者:黄方一

出品人:

页数:342

译者:

出版时间:2007-7

价格:33.80元

装帧:

isbn号码:9787562232247

丛书系列:

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《现代物理化学原理与应用》 内容简介 《现代物理化学原理与应用》是一部系统、深入探讨物理化学核心概念及其在现代科学和技术领域广泛应用的著作。本书旨在为读者提供一个坚实而全面的物理化学知识体系，从微观粒子行为的量子力学基础，到宏观物质的统计热力学描述，再到物质变化的速率与机理，本书层层递进，逻辑严谨，力求将抽象的理论概念与实际的应用案例紧密结合。 第一部分：热力学与统计力学 本书的开篇将带领读者走进热力学的世界。我们将从热力学基本定律出发，详细阐述功、热、内能、焓、熵和吉布斯自由能等核心概念的物理意义及其数学表达。通过丰富的例题和图示，我们将深入理解这些概念在描述物质状态变化、能量转化过程中的关键作用。例如，在化学反应的自发性判断中，吉布斯自由能的变化量是如何提供决定性依据的；在相变过程中，熵增原理如何揭示了系统趋向于更加无序状态的普遍规律。 接着，我们将引入统计力学的视角，它为宏观热力学规律提供了微观的解释。本书将介绍玻尔兹曼分布、麦克斯韦-玻尔兹曼速率分布等基本统计模型，并阐述如何从微观粒子的运动和能量分布来理解宏观热力学性质。我们会探讨单粒子配分函数和多粒子配分函数的构建，以及如何利用它们计算系统的宏观热力学量。这部分内容将特别关注其在理解气体性质、液体结构以及固体的晶格振动等方面的应用，例如，分子动力学模拟如何利用统计力学原理来预测材料的宏观性能。 第二部分：量子化学与分子结构 量子化学是理解化学键、分子结构和光谱性质的基石。本书将从量子力学的基本原理开始，介绍薛定谔方程的意义及其在描述原子和分子体系中的应用。我们将详细讨论原子轨道、分子轨道理论（包括LCAO-MO方法），并深入分析共价键的形成、杂化轨道概念以及分子几何构型的预测。通过对不同类型分子（如双原子分子、多原子分子）的分子轨道图解和电子排布分析，读者将能够深刻理解化学键的强度、键长以及分子的稳定性。 此外，本书还将涵盖量子化学计算方法，介绍从简单的Hückel方法到更复杂的Hartree-Fock方法和密度泛函理论（DFT）。我们将讨论这些方法的计算原理、优缺点以及在预测分子性质（如电子亲和势、电离势、偶极矩）中的应用。通过对各种计算软件的介绍和实例分析，读者将了解如何利用现代计算工具来模拟和预测分子的行为，这对于新材料的设计和药物的研发至关重要。 第三部分：化学动力学与反应机理 化学动力学关注化学反应的速率和机理。本书将系统介绍化学反应速率的定义、影响因素（如浓度、温度、催化剂）以及速率定律的建立。我们将深入探讨不同反应级数（零级、一级、二级）的动力学方程及其求解方法，并引入表观速率常数和真实速率常数的概念。 本书的重点将放在反应机理的研究上。我们将介绍如何通过实验数据（如初始速率法、积分法）来推断反应机理，并详细讨论各种机理模型，如链式反应、平行反应、对行反应和对峙反应。对于复杂反应，我们将介绍稳态近似和速率控制步骤等简化方法。 此外，我们还将深入探讨活化能、过渡态理论以及碰撞理论，从微观角度解释反应速率的温度依赖性。本书还将介绍催化反应的动力学，包括均相催化和多相催化，以及酶催化在生物体内的重要作用。通过对这些内容的学习，读者将能够理解化学反应如何发生，以及如何通过控制条件来优化反应速率和选择性，这在工业生产和环境治理中具有极其重要的意义。 第四部分：物质的结构与性质 本书的这一部分将聚焦于物质在不同相态下的结构与性质。我们将深入研究固体的晶体结构，介绍晶格、晶面、晶向的概念，并讨论X射线衍射等分析方法在确定晶体结构中的作用。同时，我们将探讨固体的缺陷（如空位、间隙原子、置换原子）对材料性能的影响，例如，半导体材料的掺杂是如何改变其导电性的。 对于液体，我们将分析其宏观性质（如粘度、表面张力、扩散）与微观结构的关系。我们将介绍液体模型，并讨论溶剂化效应、离子在溶液中的行为以及电解质溶液的理论。 气体方面，除了基本的热力学性质，我们还将探讨真实气体的行为，介绍范德华方程及其修正意义，并讨论气体输运现象，如粘性、热导和扩散。 第五部分：电化学原理与应用 电化学是研究化学能与电能相互转化的学科。本书将从电化学电池的基本概念出发，介绍原电池和电解池的工作原理，以及电极电势、能斯特方程在计算电池电动势中的应用。我们将深入探讨电极反应的机理，包括电荷转移过程、传质过程和电荷转移电阻。 本书将重点介绍电化学在现代科技中的广泛应用。例如，在能源领域，我们将深入分析锂离子电池、燃料电池等储能和发电技术的工作原理、材料选择和性能优化。在环境领域，我们将讨论电化学传感器的设计与应用，用于监测水质、空气质量等。此外，我们还将探讨电化学在金属防腐、电镀、电冶金等工业生产中的重要作用。 第六部分：表面与胶体化学 表面与胶体化学研究物质在界面上的行为。本书将介绍表面张力、润湿、吸附等基本概念，并深入探讨固体表面的吸附等温线（如Langmuir吸附等温线、Freundlich吸附等温线）及其在催化、分离等过程中的意义。 胶体体系的特殊性质也是本部分的重点。我们将介绍胶体的分散相和连续相、胶粒的稳定性（如静电稳定、空间位阻稳定）以及布朗运动、丁达尔效应、电泳等胶体特有的现象。我们将讨论胶体在日常生活和工业中的应用，例如，乳液、泡沫、凝胶的形成与稳定性，以及其在食品、医药、化妆品等领域的应用。 应用与展望 《现代物理化学原理与应用》的每一章都紧密联系实际应用。从材料科学的新型催化剂设计，到生命科学的生物大分子结构解析，再到环境科学的污染治理技术，物理化学的原理无处不在。本书力求通过生动鲜活的案例，展示物理化学在解决现实问题中的强大力量。 本书的最后，我们将对物理化学的未来发展趋势进行展望，包括计算化学的进一步发展、纳米科学与技术的兴起、以及物理化学与其他学科的交叉融合，如生物物理化学、环境物理化学等。 本书适合化学、化工、材料、环境、生物等相关专业的本科生、研究生以及从事相关研究和开发的科研人员阅读。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解物质世界的本质，掌握分析和解决复杂化学问题的能力，并为未来的科学探索和技术创新奠定坚实的基础。

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拿到这本书时，我最关注的是它的实用性，毕竟理论知识如果不能落地，那就成了空中楼阁。这本书在这方面做得非常出色，它不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入探讨了“为什么”和“如何应用”。书中涉及到的许多分析方法，例如滴定、分光光度法等，都被详尽地分解成了实验步骤，配有清晰的操作流程图，连初学者都能大致摸清门道。更难得的是，它对误差分析和数据处理的讲解，展现了极高的专业水准。作者没有将误差视为学习的障碍，反而将其提升到了科学探究的关键环节。如何识别系统误差、如何通过统计学方法提高结果的可信度，这些内容写得条理分明，充满了实证精神。这让我意识到，化学不仅仅是试剂的混合与反应，更是一门关于精确测量和审慎判断的科学艺术。对于正在准备相关实验课程的同学来说，这本书简直就是一本随身的“实战手册”，它的价值远超出了教科书本身的范畴。

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这本书的装帧和排版，坦白说，是标准的学术风格，没有过多花哨的设计，但这种朴实恰恰凸显了其内容的厚重。我特别欣赏它对历史背景的穿插介绍。在介绍某些重要理论的诞生时，作者会简要回顾先驱们是如何一步步攻克难关的，这种“人物志”式的叙述，为冰冷的化学定律注入了人文关怀和历史的厚重感。它让我明白，任何伟大的科学发现都不是一蹴而就的，背后是无数次失败、争论与灵感的碰撞。这种叙事方式极大地激发了我对科学探索精神的敬佩之情。阅读过程中，我仿佛能感受到那些化学家们在实验室里夜以继日工作的场景，他们的严谨、执着与对真理的追求，深深地感染了我。这种将科学史与核心知识点完美融合的编排手法，使得学习过程不再是单向的信息灌输，而是一场跨越时空的对话。

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整体而言，这本书的深度和广度都令人印象深刻。它在基础理论的阐述上打下了坚实的基础，对于原子结构、键合理论等核心概念的剖析极其透彻，深入到了量子力学的层面，但又巧妙地将其与宏观现象联系起来，避免了纯粹的数学推导带来的晦涩感。同时，它对现代化学分析技术的前沿进展也进行了必要的梳理和介绍，展现出与时俱进的视野。比如，在讨论电化学分析时，它不仅涵盖了经典的电位法，也触及了更现代的伏安法等技术原理，这对于志在深入研究相关领域的读者来说，提供了极佳的进阶参考。它不是一本只够你在期末考试前翻阅的速查手册，而更像是一份详尽的知识地图，为你指明了未来可以探索的方向，让人在掌握基本功的同时，也能对化学的无限可能性保持一份敬畏和好奇心。

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我对这本书的编排结构提出了一个小小的、但或许很重要的看法：章节之间的过渡处理得非常流畅自然，几乎没有生硬的转折点。从宏观的溶液性质过渡到微观的离子行为，再到具体的定量分析，每一步都像水到渠成一样自然。作者似乎深谙读者的认知曲线，总是先提供一个全局的概念框架，然后才逐步填充细节，保证了知识的层层递进，避免了“知其然不知其所以然”的尴尬局面。这种精心设计的学习路径，极大地减轻了自学者的认知负荷。可以说，这本书的作者不仅仅是一位化学专家，更是一位非常懂得如何“教学”的教育家。它成功地将一门公认难度较高的学科，打磨成了一条清晰、可控的学习阶梯，让每一个愿意投入时间的读者都能稳步攀升，收获满满的成就感。它值得被放在书架上，成为长期参考的经典。

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这本书的封面设计得相当朴素，那种经典的教材风格，让人一眼就能认出这是本硬核的科学读物。我抱着“啃硬骨头”的心理翻开它，本来对化学这门学科总有点畏惧，觉得那些复杂的公式和枯燥的理论会让人望而生畏。然而，这本书的叙述方式却出乎意料地平易近人。它没有一开始就抛出大量的专业术语，而是从一些非常基础、贴近生活的现象入手，比如水的性质、盐的溶解过程，让人立刻有了代入感。作者在讲解每一个概念时，都非常注重逻辑的连贯性，仿佛是在构建一座精密的知识大厦，每一块砖石都放置得恰到好处，让你能清晰地看到它是如何支撑起整个结构的。特别是对化学平衡的阐述，真是做到了化繁为简，用精妙的类比和图示，将那个抽象的概念变得可视化、可触摸。读起来的感觉，不像是在背诵知识点，更像是在跟随一位经验丰富的导师，进行一次系统的思维训练。尽管内容依然是严谨的，但那种娓娓道来的讲述方式，极大地降低了学习的心理门槛。

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