具体描述
For courses in General Chemistry. General Chemistry, Fourth Edition presents chemistry to match how students learn - visually (by seeing) and through practice (by doing). Its problem-solving pedagogy is the most supportive available, providing an array of resources to assist students as they learn to solve problems and as they actively assess their progress. Its visuals are designed to help students "see" unseen chemical processes and it relates chemistry to other disciplines and to students better than any other book.
物理化学：原理与应用 本书致力于为读者提供一个全面而深入的物理化学视角，涵盖了从基础热力学到先进量子化学的广阔领域。它不仅是化学、化学工程、材料科学以及相关领域本科生和研究生的优秀教材，也是渴望系统性理解物质世界微观与宏观行为的专业人士的理想参考书。 第一部分：热力学基础与平衡 本书的开篇部分奠定了理解能量、功、热和熵的坚实基础。我们从宏观描述开始，详细阐述了热力学第一定律，通过对各种系统（理想气体、真实气体）的功和热量的精确计算，建立了内能的概念。随后，我们将焦点转向热力学第二定律，引入了熵的概念，并探讨了吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能作为过程自发性判据的地位。 化学平衡是本部分的核心。我们深入分析了相平衡，特别是单组分系统的相图（如水的三相点和临界点），并扩展到多组分系统的拉乌尔定律、亨利定律，以及蒸气液平衡（VLE）的实际应用，如滴点和泡点计算。对于化学平衡，我们详细阐述了平衡常数（$K$)与热力学函数（如 $Delta G^circ$)之间的关系，并运用勒夏特列原理分析了温度、压力和浓度变化对平衡位置的影响。此外，对于电化学过程，本书涵盖了电化学电池的能斯特方程、电池电动势的测量及其与热力学参数的联系。 第二部分：动力学与反应速率 物理化学的核心在于理解“如何发生”和“发生多快”。本部分聚焦于化学反应动力学。我们从零级、一级到二级等不同反应级数的积分速率定律出发，并通过速率随温度变化的阿伦尼乌斯方程，探讨了活化能的概念及其对反应速率的决定性影响。 为了深入理解反应的微观机制，我们引入了碰撞理论和过渡态理论 (TST)。本书详细推导了 TST 的基本方程，并讨论了反应截面、活化焓和活化熵的物理意义。对于更复杂的系统，我们探讨了链式反应、催化反应（包括酶催化）的动力学模型，如米氏方程。此外，反应工程中的重要概念，如反应器设计（批式反应器、连续流反应器）中如何运用动力学数据，也得到了充分的讨论。 第三部分：量子力学与分子结构 本书的这一部分将读者带入微观世界，从量子力学的基本假设出发，解释了物质的基本构成和行为。我们从薛定谔方程的建立开始，逐步应用于一维无限深势阱、有限深势阱和谐振子等基本模型，以展示量子化现象的必然性。 原子结构的理解是通过求解氢原子薛定谔方程完成的，详细介绍了电子的四个量子数、轨道形状和电子排布规则（洪特规则、泡利不相容原理）。随后，我们将量子力学扩展到多电子原子的近似方法，特别是角动量理论和斯莱特行列式在描述电子态中的应用。 在分子结构方面，本书侧重于价键理论 (VB) 和分子轨道理论 (MO)。我们详细讨论了杂化轨道概念（$sp, sp^2, sp^3$）如何解释经典分子几何形状，并使用 MO 理论系统地分析了双原子和多原子分子的键级、成键和反键轨道，以及激发态的特性。 第四部分：光谱学与分子性质 物质的宏观性质与其微观结构和能量分布息息相关。本部分将量子力学原理与电磁辐射的相互作用联系起来，系统介绍了现代分子光谱学。 我们分别探讨了： 1. 旋转光谱（微波光谱）：分析刚性转子的模型，确定分子转动惯量和键长。 2. 振动光谱（红外光谱 IR）：使用谐振子模型描述分子的振动模式，解读官能团信息，并讨论简谐近似的局限性。 3. 电子光谱（紫外-可见光谱 UV-Vis）：将电子的能级跃迁与 MO 理论结合，解释吸收峰的来源，并介绍朗伯-比尔定律的实际应用。 此外，本书还涵盖了核磁共振 (NMR) 谱学的基础，解释了自旋、磁矩、化学位移和自旋-自旋耦合等核心概念，展示了 NMR 如何成为结构解析的强大工具。 第五部分：统计力学与宏观连接 统计力学是连接微观分子行为与宏观可观测量的桥梁。本部分从统计力学的基本概念出发，引入了玻尔兹曼分布和配分函数。我们详细推导了配分函数如何与热力学量（内能、熵、压力、吉布斯自由能）建立起精确的数学关系。 本书侧重于经典统计力学，分别讨论了： 平动、转动和振动配分函数的计算及其对摩尔热容的贡献。 理想气体的统计热力学处理，与经典热力学结果的完美吻合。 最后，我们引入了量子统计力学的概念，概述了费米-狄拉克统计（适用于费米子，如电子）和玻色-爱因斯坦统计（适用于玻色子），并简要讨论了它们在固体物理和低温现象中的意义。 --- 本书的特点： 深度与广度的平衡： 既有严谨的数学推导，又不失对物理图像的清晰描绘。 大量实例和问题： 每章末尾均配备了大量的计算题和概念题，覆盖从基础巩固到前沿探索的各个层面。 计算工具的应用： 鼓励读者利用现代计算工具（如 MATLAB 或 Python 脚本）来模拟复杂的物理化学现象，如分子动力学模拟的初步概念。 《物理化学：原理与应用》旨在培养读者运用第一性原理解决复杂化学问题的能力，是每一位致力于深入理解化学科学的学者的必备之作。
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