Physical Chemistry

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出版者:Prentice Hall
作者:Ignacio Tinoco
出品人:
页数:740
译者:
出版时间:2001-08-16
价格:USD 138.40
装帧:Hardcover
isbn号码:9780130959430
丛书系列:
图书标签:
  • Chemistry
  • 物理化学
  • 热力学
  • 量子化学
  • 化学动力学
  • 统计力学
  • 分子结构
  • 光谱学
  • 电化学
  • 界面化学
  • 溶液化学
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具体描述

This best-selling volume presents the principles and applications of physical chemistry as they are used to solve problems in biology and medicine. The First Law; the Second Law; free energy and chemical equilibria; free energy and physical Equilibria; molecular motion and transport properties; kinetics: rates of chemical reactions; enzyme kinetics; the theory and spectroscopy of molecular structures and interactions: molecular distributions and statistical thermodynamics; and macromolecular structure and X-ray diffraction. For anyone interested in physical chemistry as it relates to problems in biology and medicine.

好的,以下是一本名为《现代材料科学基础》的图书简介,重点在于其内容深度和广度,且不涉及《物理化学》的相关主题。 --- 现代材料科学基础 (Foundations of Modern Materials Science) 图书简介 《现代材料科学基础》是一部为寻求理解物质世界深层机制及其工程应用的读者量身定制的综合性专著。本书突破了传统材料学范畴的限制,深入探讨了从原子尺度到宏观性能的跨尺度关联,聚焦于结构、性能、加工与应用这四大核心支柱的辩证统一。 本书的设计宗旨在于构建一个坚实且现代的材料科学理论框架,使读者能够清晰地认识到,材料的宏观可观察性质并非凭空产生,而是根植于其内在的微观结构和热力学基础之上。我们致力于提供一种面向未来挑战的思维工具,而非仅仅是知识点的堆砌。 全书共分为六个逻辑递进的篇章,内容涵盖了材料科学的前沿领域,并辅以丰富的案例分析与深入的数学推导,确保读者不仅知其然,更能知其所以然。 第一篇:材料科学的基石与结构表征 (Fundamentals and Structural Characterization) 本篇作为全书的理论起点,首先回顾了晶体结构理论的关键概念,包括布拉维格子、晶体学符号、晶体缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷)的统计热力学处理。我们着重于如何利用X射线衍射 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 等先进表征技术,定量解析材料的微观结构。详细阐述了电子在晶体中的能带理论基础,及其如何决定材料的导电性分类(导体、半导体、绝缘体)。与传统教材不同,本篇强调了非晶态材料和准晶体结构在现代电子和光学器件中的重要性,探讨了无序结构下的波函数局域化现象。 第二篇:热力学与动力学驱动的相变 (Thermodynamics and Kinetic Drivers of Phase Transformations) 本篇深入探讨了材料体系中的相平衡与相变过程。我们将吉布斯自由能概念扩展至复杂多组分系统,详细分析了杠杆原理在两相区中的应用,并引入了Calphad (计算相图) 方法论,展示如何利用计算机模拟预测复杂合金体系的稳定相。 在动力学方面,重点解析了扩散机制,包括Fick定律的微观起源,特别是理解在不同温度和应力场下,点缺陷运动和晶界扩散的差异性。此外,对成核与长大理论进行了详尽的阐述,包括经典成核理论在高熵合金和纳米晶体形成中的修正与局限性。通过对过冷度、过饱和度与相变速率的耦合分析,揭示了材料微结构演化的内在驱动力。 第三篇:机械性能的本征与结构依赖性 (Intrinsic Mechanical Properties and Structure Dependence) 本篇聚焦于材料的力学响应。我们从原子键合的各向异性出发,探讨了理想强度和模量的计算方法。随后,将讨论引入到位错理论的精细化分析中,包括位错的滑移、攀移机制及其在塑性形变中的核心作用。 重要的章节包括对断裂力学的深入探讨:从Griffith裂纹理论到Paris率描述的疲劳裂纹扩展。我们引入了韧性-脆性转变温度 (DBTT) 的现代理解,以及如何通过晶粒细化(Hall-Petch效应)和第二相粒子钉扎机制来提高材料的强度和韧性。针对高熵合金和复杂陶瓷,本书还探讨了变形孪晶、应变诱导相变等非传统塑性变形模式。 第四篇:电、磁与光学性能的量子力学视角 (Quantum Mechanical Viewpoints on Electrical, Magnetic, and Optical Properties) 此篇是连接微观结构与宏观功能的核心部分。在电学方面,除了半导体中的掺杂和载流子输运,我们还详细考察了铁电体和压电材料的畴壁运动及其在外场下的响应。 在磁学领域,本书阐述了朗道-栗弗席兹-吉尔伯特 (LLG) 方程,并应用于解释磁滞回线、磁畴结构和磁阻效应(巨磁阻GMR与隧道磁阻TMR)。这为理解磁存储技术提供了坚实的理论基础。 光学性能的讨论侧重于光与物质的相互作用,包括等离激元共振、激子行为在量子点和钙钛矿材料中的表现。我们详细分析了带隙工程在发光二极管 (LED) 和太阳能电池中的设计原理。 第五篇:先进加工技术与微结构控制 (Advanced Processing Techniques and Microstructure Control) 材料的最终性能与其制造过程密不可分。本篇系统梳理了现代材料加工领域的前沿技术,强调过程参数如何直接映射到最终的微观结构上。 内容包括增材制造 (Additive Manufacturing) 技术,特别是激光熔融过程中的凝固速率、过热和快速冷却如何影响晶粒尺寸和缺陷形成。在固态加工方面,重点介绍了粉末冶金、烧结过程中的致密化动力学,以及反应烧结如何用于制备高性能陶瓷。针对薄膜技术,探讨了化学气相沉积 (CVD) 和原子层沉积 (ALD) 的表面化学机理与厚度控制的精确性。 第六篇:功能材料与前沿应用 (Functional Materials and Emerging Applications) 最后,本书将前述所有基础知识应用于当前最热门的研究领域。详细介绍了智能材料,如形状记忆合金(镍钛基合金)的热弹性孪晶转换机制,以及压电/磁弹性复合材料的耦合效应。 针对能源存储领域,深入分析了锂离子电池正负极材料的晶格稳定性、电化学反应动力学和界面副反应。在生物材料方面,探讨了材料的生物相容性、降解速率以及表面微纳结构对细胞粘附和组织再生的影响。本书以对拓扑绝缘体和二维材料 (如石墨烯、过渡金属硫化物) 的前瞻性分析作结,展望了下一代电子和能源器件的发展方向。 --- 《现代材料科学基础》旨在成为材料科学家、工程师、化学家以及物理学研究人员的必备参考书。它不仅是一门描述现有材料性能的学科,更是一门关于如何设计、制造和预测未来所需材料的学科。通过本书的学习,读者将建立起一套严谨、系统且具有前瞻性的现代材料科学思维体系。

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读后感

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用户评价

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读完《Physical Chemistry》这本书,我的脑海中涌现出无数关于宇宙奥秘和物质本质的思考,而这本书恰好提供了一个绝佳的视角去探索这些令人着迷的领域。它不仅仅是一本教科书,更像是一扇通往微观世界的大门,让我得以窥见原子、分子之间那错综复杂却又井然有序的互动。从量子力学的基础概念,到热力学第一、第二定律在化学反应中的应用,再到统计力学的宏观展现,这本书以一种系统而深刻的方式,层层剥开了物质世界的内在逻辑。 我尤其被书中关于化学动力学的章节所吸引。它不仅仅是描述反应速度,更是深入探讨了反应机理,揭示了分子碰撞、能量转移以及过渡态等关键环节。这种对过程的细致描绘,让我仿佛置身于实验室,亲眼见证着化学反应的发生,感受着能量的流动和结构的重塑。书中对各种实验技术的介绍,如光谱学、质谱学等,更是增添了其理论的实践性和可验证性。我开始理解,科学的进步不仅仅在于理论的构建,更在于通过精确的实验去验证和修正这些理论。这种理论与实践的紧密结合,正是物理化学的魅力所在。

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在接触《Physical Chemistry》之前,我总觉得物理化学是一个遥不可及的领域,充斥着晦涩难懂的公式和概念。但这本书,用一种非常人性化的方式,让我感受到了它的魅力。它没有直接丢给我一堆公式,而是循序渐进地引导我理解每一个概念背后的物理意义。 我特别喜欢书中关于统计力学的那部分。它巧妙地将微观粒子的行为与宏观的统计学原理联系起来,让我理解为什么大量粒子的集体行为会表现出我们熟悉的宏观性质。从熵的概念到玻尔兹曼分布,每一个章节都让我对“无序”与“有序”、“概率”与“必然”有了新的思考。我开始明白,即使是最复杂的宏观现象,也可能源于微观层面最简单的统计规律。

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《Physical Chemistry》这本书,对我来说,更像是一次智力的冒险。它迫使我跳出舒适区,去面对那些需要严谨逻辑和数学推导的概念。一开始,我确实感到吃力,那些偏微分方程和量子力学算符,就像是一道道高墙。但是,当我克服了最初的畏难情绪,坚持阅读下去,我开始体会到其中的精妙之处。 我尤其对书中关于电化学的部分留下了深刻的印象。法拉第定律、能斯特方程,这些看似简单的公式背后,蕴含着能量如何转化为电能,以及如何通过电化学反应来驱动各种过程的原理。我开始思考,我们日常使用的电池,手机的充电,甚至生物体内的信号传递,都与这些物理化学原理息息相关。这种对日常现象背后的科学原理的深刻揭示,让我感到非常着迷。

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阅读《Physical Chemistry》的过程,就像是在进行一场思维的“健身”。它需要我调动所有的逻辑思维和分析能力,去理解那些抽象的概念,去推导那些复杂的公式。但正是这种挑战,让我感到自己的思维能力得到了极大的提升。 我尤其被书中关于光谱分析的应用所打动。通过不同波长的光与物质的相互作用,我们竟然能够“看穿”物质的化学组成和结构。这不仅仅是一项科学技术,更是一种揭示真相的强大工具。我开始想象,未来我们是否能够通过光谱分析,来诊断疾病、检测污染物,甚至探索外星生命。这本书,让我看到了科学的无限可能。

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第一次翻开《Physical Chemistry》,我的心情是既期待又忐忑。我听说过它在化学学科中的重要地位,也知道它对数学和物理基础的要求很高。然而,当我真正投入其中阅读时,我发现这本书并没有我想象中的那么枯燥乏味。相反,作者以一种引人入胜的方式,将那些抽象的概念具象化,用生动的例子和清晰的图示,引导我一步步理解那些看似复杂的物理化学原理。 尤其让我印象深刻的是,书中对化学平衡的阐述。它不仅仅是简单地给出平衡常数,更是从热力学的角度,解释了驱动化学反应趋向平衡的根本原因。我开始思考,在日常生活中,我们所见的许多现象,比如溶液的溶解度、气体的分压,其实都遵循着同样的物理化学规律。这种将宏观现象与微观原理联系起来的能力,极大地拓宽了我的视野,也让我对周遭的世界产生了全新的认识。

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《Physical Chemistry》这本书,让我对“能量”这个词有了全新的认识。我一直以为能量就是我们日常生活中感受到的热量或者做功的能力,但这本书让我明白,能量在微观世界中扮演着更为根本的角色。从热力学定律对能量守恒和转化的约束,到量子力学中能量的量子化,这本书层层递进地揭示了能量在化学过程中的核心地位。 我尤其被书中关于化学热力学的讨论所吸引。吉布斯自由能、焓、熵,这些概念不仅仅是抽象的数学符号,它们更是衡量化学反应能否自发进行的重要判据。我开始理解,为什么有些反应会进行,有些反应却不会,这背后都有着深刻的热力学解释。这种对反应方向的理解,让我对化学反应的预测和控制充满了兴趣。

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读《Physical Chemistry》的过程,就像是在解开一个巨大的谜题。每一个章节,都像是这个谜题的一块拼图,而当我将它们一一连接起来,一个关于物质世界的完整图景便逐渐浮现。书中对量子化学的介绍,让我对原子和分子的行为有了前所未有的认知。我不再仅仅把它们看作是“组成物质的基本单位”,而是开始理解它们内部的电子云、能级跃迁,以及这些微观行为如何决定了宏观的化学性质。 我特别欣赏书中对于近似方法的讨论。例如,在处理多电子原子时,直接求解薛定谔方程是极其困难的,但通过引入屏蔽效应、斯莱特行列式等概念,我们可以得到相当精确的结果。这让我明白,科学的进步往往不是一蹴而就的,而是通过不断地近似和修正,逼近真实的规律。这种严谨的科学态度,对我影响深远。

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《Physical Chemistry》这本书,让我对物质世界的“内在规律”产生了由衷的敬畏。我以前总以为物质的性质是固定不变的,但这本书让我明白,它们的性质是由其微观结构和相互作用所决定的,而这些结构和相互作用本身又遵循着深刻的物理原理。 我特别喜欢书中关于分子间作用力的描述。范德华力、氢键,这些看似微弱的力量,却在宏观世界中起着至关重要的作用,影响着物质的相变、溶解度,甚至生物分子的结构。我开始意识到,组成我们世界的,不仅仅是那些坚硬的原子和分子,更是它们之间那无时无刻不在的“对话”和“吸引”。

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在阅读《Physical<bos><bos>》的过程中,我感到自己仿佛在攀登一座知识的高峰。每一个章节都像是新的阶梯,而当我一步步向上攀登,所能看到的风景也越发开阔。书中对化学动力学和反应速率理论的深入探讨,让我对化学反应的“为什么”和“怎么发生”有了更清晰的认识。 我特别被书中关于活化能的概念所吸引。它解释了为什么即使一个反应在热力学上是可行的,但如果没有足够的能量去克服那个“能量壁垒”,反应也无法顺利进行。这让我想到,生活中许多事情也需要一个“启动点”,需要一定的能量才能开始。这种类比,让抽象的理论变得更加贴近生活,也更容易理解。

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《Physical Chemistry》这本书,真是一次令人震撼的心灵之旅。它挑战了我固有的认知,让我对“化学”这个词有了更深刻的理解。我一直以为化学就是各种物质的混合和反应,但这本书让我明白,化学的本质是能量和物质在量子层面的相互作用。书中对原子结构的描述,特别是电子的轨道和能级,让我感觉自己仿佛在探索一个微观宇宙,那里充满了奇妙的规则和规律。 我尤其惊叹于书中关于分子光谱学的章节。通过分析物质吸收或发射的光谱,我们竟然能够了解分子的结构、键长、键角,甚至它们的振动和转动模式。这简直就像是一种“读心术”,但对象是分子。我开始想象,如果我掌握了这些知识,我是否就能“看穿”物质的本质,预测它们的性质和反应。这种能力,对我来说,是一种前所未有的赋权。

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I have read parts of this book. It is really suitable for undergraduates in biology and biochem.

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