大学科学素养读本(化学卷)

大学科学素养读本(化学卷) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:浙江大学出版社
作者:王存宽
出品人:
页数:302
译者:
出版时间:2006-1
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787308045582
丛书系列:
图书标签:
  • 自然科学
  • 科普
  • 化学科普
  • 化学人文
  • Frosh
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  • 化学启蒙
  • 科学素养
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具体描述

诺贝尔奖是现代科学界的最高奖项,是科学研究上获得了杰出成就的象征。

  全书以诺贝尔奖获奖成果为主线,获奖者成长经历为辅,基本化学知识、化学原理、成果应用穿插其中,并在每一成果之后,附在相关阅读材料和网络资源,以便读者了解更为详尽的背景知识。

  本书通过对获奖者科学探索活动的描述,力图把最前沿、最深奥的获奖成果,用生动的语言介绍给读者,激发读者的兴趣和求知欲望,使读者能对化学家的追求与奉献,研究工作中的成功、喜悦与遗憾,科学迅速发展与多人协作参与,以及由此给人们带来的启示具有初步的理性思考。

  本书集知识性、趣味性于一体,使读者漫步于精彩的科学王国,在阅读中得到科学熏陶,领略科学家们锻造出的不朽思想。

  本书可作为高等院校文理科各大学生的通识课教材,也可供各级化学教师及化学工作者、科技工作者阅读,还适合高中学生、化学爱好者阅读。

探寻自然之本源:现代化学的基石与前沿 图书名称:大学科学素养读本(化学卷) 图书简介 本书旨在为所有大学生提供一套全面、深入且极具启发性的化学基础读本。它不仅是科学素养教育的核心组成部分,更是理解现代世界运行规律的关键钥匙。本书的编纂立足于宏大的科学史观和前沿的科技视野,力求超越传统化学教科书中枯燥的公式和机械的记忆,引导读者真正领悟化学作为一门中心科学的魅力与力量。 第一部分:化学的基石——从原子到分子世界的构建 本卷内容首先将读者带回化学的微观世界,建立起对物质构成和相互作用的深刻认知。 第一章:物质的源头与演化——化学的历史脉络 本章追溯化学科学从古代炼金术到17世纪科学革命的蜕变。重点探讨了拉瓦锡的质量守恒定律如何奠定现代化学的定量基础,以及道尔顿原子理论如何从哲学思辨走向科学实证。我们不仅关注实验的发现,更深挖科学家们在面对未知时所经历的思维模型转换,理解科学范式的革命性意义。 第二章:原子的结构与周期性——宇宙的字母表 深入讲解了原子内部的精细结构,从卢瑟福的核式结构到玻尔的量子化能级模型。重点剖析了量子力学在描述电子云和轨道时的革命性贡献,帮助读者理解为什么元素表现出特定的化学性质。随后的内容详述了元素周期表的构建逻辑,解释了同一族元素相似性的内在原因,并探讨了重元素(如超铀元素)的合成与特性。 第三章:化学键的本质——连接世界的桥梁 化学键是理解物质形态多样性的核心。本章详细解析了离子键、共价键(包括σ键与π键)的形成机理,并引入了杂化轨道理论来解释分子几何构型。此外,我们还讨论了分子间作用力,如范德华力和氢键,阐明它们如何决定物质的宏观性质,如熔点、沸点和溶解性。本章通过大量实例,展示了键的强弱与分子结构如何精确调控材料的功能。 第四章:物质的三态与相变——宏观视角的统一 本章将视角从微观拉回到宏观,系统论述了气态、液态和固态的统计力学描述。深入探讨了理想气体定律的局限性及其在真实气体中如何被范德华方程修正。固态部分着重介绍了晶体结构(包括离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体)的排列规律及其与材料性能的内在联系,为后续的材料科学打下基础。 第二部分:化学的动力——反应、平衡与能量的转化 化学的本质在于变化。本部分聚焦于理解物质如何相互转化,以及这些转化过程的驱动力和限制条件。 第五章:化学反应的速率与机制——时间尺度上的化学 本章聚焦于化学动力学。从反应速率的定义出发,系统阐述了反应级数、速率常数和活化能的概念。重点讲解了碰撞理论和过渡态理论,解释了反应速率对温度的敏感性(阿累尼乌斯方程)。此外,我们还探讨了催化剂的作用原理,包括均相催化与非均相催化,展示了催化技术在工业生产和环境保护中的核心地位。 第六章:化学平衡的奥秘——动态的稳定状态 化学平衡是理解可逆反应的关键。本章详细讲解了化学平衡常数($K$)的意义及其与热力学量的关系。核心内容在于勒夏特列原理的灵活运用,指导读者如何通过改变条件(温度、压力、浓度)来调控反应产率。本章还扩展到溶液中的酸碱平衡,引入了质子得失、缓冲溶液以及溶液的溶解平衡(溶度积)。 第七章:化学中的能量学——热力学定律的统治 本章是理解化学反应“能否发生”和“能释放多少能量”的基石。系统介绍了热力学三大定律,特别是焓变、熵变和吉布斯自由能($Delta G$)在判断反应自发性中的决定性作用。通过热化学循环(如赫斯定律),读者将学会如何计算复杂反应的能量变化,理解能量在生命活动和工业过程中的流动轨迹。 第三部分:化学的广阔天地——从无机到有机及应用 本卷的后半部分将知识体系扩展至具体的化学领域,展现化学在自然界和社会中的具体体现。 第八章:无机化学的宏伟结构——元素世界的组织 本章不再是元素性质的简单罗列,而是着眼于元素间的相互作用与复杂体系的构建。重点介绍配位化学,阐释配位数的概念、晶体场理论和配位场理论如何解释过渡金属配合物的颜色、磁性和催化活性。同时,探讨了固体材料化学中的关键概念,如半导体、超导体和陶瓷材料的结构设计原理。 第九章:有机化学的无限可能——碳骨架的艺术 有机化学是理解生命和现代材料科学的必备工具。本章从最基础的烷烃、烯烃、炔烃的结构和反应性讲起,逐步深入到官能团的反应模式,如取代、加成、消除和重排反应。特别关注有机合成中的区域选择性和立体选择性,为理解生物大分子(如蛋白质和核酸)的结构提供了必要的化学语言。 第十篇:化学与现代文明——应用前沿的洞察 本章将理论知识与现实世界紧密连接,展示化学在解决人类重大挑战中的作用。内容涵盖: 1. 环境化学:大气污染物的化学转化机制、水处理过程中的化学吸附与氧化还原反应。 2. 材料科学的化学驱动:高分子材料的设计、纳米材料(如量子点)的合成与特性。 3. 能源化学:电化学基础(电池与燃料电池的工作原理),以及光催化分解水制氢的前景。 4. 生物化学的化学视角:酶催化反应的动力学分析及其在生命活动中的重要性。 结语:科学素养的深化与未来展望 本书最后总结了化学作为连接物理学与生命科学的“中心科学”的独特地位,鼓励读者以批判性思维去审视日常生活中的化学现象,并将所学知识应用于解决未来社会面临的科学与工程难题。本书致力于培养的,不仅是掌握化学知识的学生,更是具有科学精神、能够理性评估科技信息的未来公民。

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读后感

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用户评价

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让我印象深刻的是,这本书在“化学与人文”的结合上做得非常出色。它没有将化学视为一门独立的、与世隔绝的学科,而是将其置于更广阔的人文历史背景下进行解读。书中多次提及不同时代、不同文化背景下的化学发展,以及化学研究对社会进步产生的深远影响。例如,在讨论炼金术的章节,作者并非将其简单地视为“伪科学”,而是深入分析了其中蕴含的朴素的化学思想,以及它如何为后来的化学发展奠定了基础。这种多元化的视角,让我对化学的认识更加全面和深刻。书中对“科学伦理”的探讨也让我受益匪浅,它提醒我们,科学研究在带来进步的同时,也可能伴随着风险和挑战,我们必须时刻保持警惕,并以负责任的态度对待科学。我感觉,这本书不仅仅是在教授化学知识,更是在培养一种具有人文关怀的科学素养。

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这本书带给我的惊喜远不止于知识的获取,更在于它所激发出的学习热情。我一直认为化学是一门难以入门的学科,充斥着晦涩的术语和抽象的公式。然而,《大学科学素养读本(化学卷)》却以一种极为友好的姿态,带领我一步步走进化学的世界。书中对于化学史的叙述,绝非简单的年代罗列,而是着力于展现科学家们在探索过程中的智慧、艰辛与突破。例如,讲述门捷列夫发现元素周期律的过程,就如同一个引人入胜的侦探故事,展现了他如何从纷繁复杂的元素性质中,捕捉到规律的脉络。这种叙事方式,让我对化学这门学科的历史和发展有了更深的理解和敬意。此外,书中对化学概念的解释,往往会采用多角度、多层次的阐述。对于同一个概念,它可能先从宏观现象入手,然后深入到微观的粒子层面,再结合实际应用进行说明,确保读者能够全方位地把握其内涵。我尤其赞赏书中关于“科学质疑精神”的探讨,它鼓励读者不要盲目接受书本上的知识,而是要学会独立思考,提出自己的疑问,并尝试去寻找答案。

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读完这本书,我最大的感受是,它成功地将复杂的化学知识“去神秘化”了。许多我曾经认为遥不可及的化学概念,在这本书里都变得触手可及。例如,关于有机化学中的同分异构体,我以往总是觉得难以区分,但书中通过生动形象的比喻,比如不同形状的积木,将碳链和官能团的组合方式讲解得一清二楚,让我瞬间茅塞顿开。更让我惊喜的是,书中并非只关注理论知识,而是花了相当大的篇幅来探讨化学在实际生活中的应用。从我们日常使用的洗涤剂成分,到食品添加剂的作用,再到新能源材料的研发,这本书都做了详实的介绍,并且用通俗易懂的语言解释了背后的化学原理。我尤其欣赏书中对“绿色化学”的倡导,它不仅介绍了绿色化学的十二项原则,还列举了许多实际的案例,说明如何在化学工业中实现可持续发展。这让我意识到,化学并非是环境的“敌人”,而是可以通过科学的思维和方法,成为解决环境问题的“良方”。这本书的价值在于,它不仅教授了知识,更传递了一种科学的价值观和解决问题的思维方式。

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这本书的“反思性”是它的一大亮点。作者并没有简单地呈现化学知识,而是引导读者去思考这些知识的由来、局限以及未来的发展方向。在讲解基础概念时,书中经常会抛出一些“未解之谜”或者“前沿课题”,鼓励读者保持对未知的好奇心。例如,在关于“物质的本质”的探讨中,书中简要介绍了量子力学的发展,并指出其中仍然存在许多未解的谜团,这让我感觉,科学探索是一个永无止境的过程。书中对“科学方法的局限性”的讨论也让我印象深刻,它提醒我们,科学结论并非一成不变,而是需要不断地被检验和修正。这种开放性的思维方式,对于培养批判性思维和创新能力至关重要。我感觉,这本书不仅仅是在传授知识,更是在塑造一种积极、开放、不断探索的科学精神。

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这本书的语言风格非常独特,它既有科学的严谨性,又不失文学的优雅。作者善于运用比喻和类比,将一些抽象的化学概念具象化,使得原本枯燥乏味的理论变得生动有趣。例如,在解释化学键的形成时,书中将电子比作“忠诚的信使”,将原子比作“渴望稳定组合的伙伴”,这种拟人化的描述,瞬间就拉近了读者与化学世界的距离。我特别喜欢书中对“熵”的讲解,它通过一个房间从整洁到混乱的过程,形象地展示了熵增的普遍性,让我对这个曾经让我头疼的概念有了全新的认识。此外,书中的逻辑结构设计也非常精巧。每一章节的开篇都会设置一个引人入胜的“引子”,可能是生活中的一个现象,也可能是一个有趣的科学问题,然后循序渐进地引出相关的化学知识。而每一章节的结尾,则会进行总结,并提出一些思考题,鼓励读者深入探究。这种“开胃菜”式的开篇和“甜点”式的结尾,让整个阅读过程充满了惊喜和期待。

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这本书的“连贯性”和“层次性”给我留下了深刻的印象。尽管内容涵盖广泛,但作者巧妙地将各个知识点有机地联系起来,形成了一个完整的知识体系。从最基础的原子结构,到复杂的有机合成,再到前沿的材料科学,每一个部分都与前面的内容息息相关,并且为后面的内容打下了基础。这种严谨的逻辑结构,让我在阅读过程中不会感到迷失,而是能够清晰地把握知识的脉络。书中还采用了“螺旋式上升”的讲解方式,即在不同章节中,会以不同的深度和角度,对某些核心概念进行重复和深化。这种方式,既能够加深读者的理解,又能够避免知识的碎片化。我感觉,这本书的作者是一位非常优秀的教育者,他懂得如何循序渐进地引导读者掌握复杂的知识。

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我必须说,这本书在“科学精神”的培养方面做得非常出色。它不仅仅是一本化学知识的普及读物,更是一本关于如何进行科学探究的指南。书中的案例分析,总是将化学原理与实际问题相结合,引导读者思考“为什么会这样?”“有没有更好的方法?”。例如,在讨论催化剂的章节,作者并没有简单地给出催化剂的定义和分类,而是通过一个关于工业生产效率提升的案例,生动地展示了催化剂在现代工业中的关键作用,并进一步引申出对催化剂设计和应用的未来展望。这种“问题导向”的学习方式,让我觉得化学不再是孤立的学科,而是与现实世界息息相关的、解决实际问题的有力工具。书中对于“模型”在科学研究中的作用的讲解也让我印象深刻,它阐述了科学模型是如何帮助我们理解复杂现象,以及模型本身的局限性。这种严谨的科学态度,让我受益匪浅。我感觉,读完这本书,我不仅仅是学到了一些化学知识,更重要的是,我学会了如何更科学地看待问题,如何更有条理地进行思考。

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这本书的封面设计就颇具匠心,低饱和度的蓝色搭配沉静的银色字体,给人一种既专业又不失亲和力的感觉。翻开第一页,我就被那清晰的排版和雅致的插图所吸引。作者似乎深谙如何让枯燥的化学概念变得生动有趣,无论是早期原子模型的演变,还是分子间作用力的细致讲解,都配有高质量的插画,有的甚至是动态示意图,这对于我这种对化学原理视觉化理解有强烈需求的人来说,简直是福音。我尤其喜欢其中关于“化学家的想象力”那一章,它没有直接罗列反应方程式,而是从历史人物的故事入手,讲述了他们是如何通过敏锐的观察和大胆的假设,一步步揭示化学世界的奥秘。这种叙事方式让我感觉到,化学并非仅仅是冰冷的公式和数据,更是人类智慧与好奇心碰撞出的璀璨火花。我迫不及待地想知道,后续章节会如何继续引导我去探索更深层次的化学魅力。这本书的编排逻辑也很清晰,从宏观的物质构成,到微观的化学反应,再到化学在生活中的应用,层层递进,让初学者也能循序渐进地建立起完整的化学知识框架。而且,它并没有一味地追求知识的广度,而是在关键的概念上做了深入的剖析,力求让读者真正理解其本质。

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这本书的“前瞻性”也让我颇为赞赏。它不仅介绍了现有的化学知识,还着眼于未来的发展趋势,为读者描绘了化学在未来社会中的广阔前景。书中对“人工智能在化学研究中的应用”、“纳米技术在医药领域的突破”等话题的探讨,让我看到了化学这门学科的无限可能性。它鼓励我们,不仅仅要学习现有的知识,更要关注科学的未来,并思考自己如何为科学发展做出贡献。这种“引领性”的教育方式,让我感到非常振奋。我感觉,这本书不仅仅是一本教科书,更是一张指引我探索化学未来世界的地图,它让我对接下来的学习和研究充满了期待。

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这本书的阅读体验堪称完美,无论是纸张的质感,还是印刷的清晰度,都达到了很高的水准。翻阅起来,不会有任何不适感。更重要的是,书中大量的图表和插画,都经过了精心的设计,不仅美观,而且极具信息量。我尤其喜欢书中关于“物质的相变”的动图,它将固态、液态、气态之间的转化过程清晰地呈现出来,让我对微观粒子运动有了直观的理解。此外,书中还穿插了一些“趣味化学小知识”,这些小知识虽然篇幅不长,但却非常有趣,能够有效地缓解阅读疲劳,并激发读者的好奇心。例如,关于“洋葱为什么会让人流泪”的解释,就以一种轻松有趣的方式,揭示了其中的化学反应。这种细节上的用心,使得阅读这本书成为一种享受,而不是一项艰巨的任务。我感觉,这本书的设计团队和内容作者之间,有着极高的默契度和专业性。

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真的很好的书,比现在很多科普畅销书要强吧。

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以为会有生物卷、物理卷等好几个系列,一查才发现只有这一个,而且感觉副标题比较贴近本书的内容。各种充满神奇的知识,各种充满着励志故事。

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真的很好的书,比现在很多科普畅销书要强吧。

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以为会有生物卷、物理卷等好几个系列,一查才发现只有这一个,而且感觉副标题比较贴近本书的内容。各种充满神奇的知识,各种充满着励志故事。

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以为会有生物卷、物理卷等好几个系列,一查才发现只有这一个,而且感觉副标题比较贴近本书的内容。各种充满神奇的知识,各种充满着励志故事。

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