Elements of Environmental Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Hites, Ronald A.

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2007-5

价格:347.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780471998150

丛书系列:

图书标签:

• 环境化学
• 化学
• 环境科学
• 元素化学
• 污染
• 水质
• 土壤
• 大气
• 生态毒理学
• 分析化学

科学的基石：现代化学原理与应用 作者：[此处可插入虚构作者姓名，例如：Dr. Evelyn Reed] 出版社：[此处可插入虚构出版社名称，例如：Pinnacle Academic Press] --- 内容简介： 《科学的基石：现代化学原理与应用》是一部全面、深入的化学教材，旨在为寻求扎实理论基础和广阔实践视野的读者提供一座坚实的知识桥梁。本书摒弃了传统化学教科书的僵化结构，以现代科学发现的脉络为主线，系统地阐述了从原子结构到复杂分子体系的演变规律，并着重探讨了这些原理在当代工程、材料科学以及生命科学交叉领域中的关键应用。 本书共分为四个主要部分，涵盖了化学学科的核心范畴，力求在深度与广度之间取得完美的平衡。 第一部分：物质的微观结构与基本规律 本部分聚焦于化学的基石——原子、分子以及它们之间相互作用的内在机制。 第一章：原子理论的演进与量子力学基础。 我们从道尔顿的早期模型出发，回顾了电子的发现、卢瑟福的核模型以及玻尔的半经典理论。核心内容深入探讨了薛定谔方程、波函数、原子轨道（s, p, d, f）的概念及其数学描述。本章强调了量子化、不确定性原理和泡利不排除原理在解释元素周期表结构中的决定性作用。通过对杂化轨道理论（sp, $ ext{sp}^2$, $ ext{sp}^3$）的详细分析，读者将能准确预测简单分子的几何构型和键合特性。 第二章：化学键的本质与分子间作用力。 深入剖析了离子键、共价键（σ键和π键）的形成能量学和几何学基础。对于共价键，本书详细介绍了价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。MO理论的讲解将侧重于同核和异核双原子分子的能级图构建，以及最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）在预测反应活性中的应用。此外，本章对范德华力（偶极-偶极、伦敦色散力）和氢键进行了量化分析，并讨论了这些弱相互作用力对宏观性质（如沸点、溶解性）的影响。 第三章：化学计量学与热力学基础。 本章建立严格的定量分析框架。从摩尔概念、溶液浓度到化学平衡的计算，确保读者掌握精确的化学计量学工具。热力学部分是全书的骨架之一，它系统地介绍了热力学三大定律，焓、熵和吉布斯自由能的概念。本书特别侧重于理解反应的方向性——如何利用$Delta G$来判断反应在非标准条件下的自发性，以及温度和压力对平衡常数（$K$) 的影响（范特霍夫方程的应用）。 第二部分：化学反应的动力学与速率控制 化学不仅是关于物质状态的描述，更是关于变化的科学。本部分深入探讨反应是如何发生的、以及我们可以如何控制它们的速度。 第四章：反应速率论。 本章首先定义了反应速率，并阐述了速率定律的实验确定方法。核心内容是碰撞理论和过渡态理论（TST）。过渡态理论的介绍将采用现代统计力学的视角，解释活化能垒的本质。同时，详细分析了催化剂的作用机制，包括均相和非均相催化，并引入了酶催化作为生物催化系统的经典案例。 第五章：化学平衡的深入分析。 在热力学基础上，本章聚焦于多相平衡和酸碱平衡。酸碱理论从阿伦尼乌斯到布朗斯台德-洛里，再到路易斯酸碱理论，层层递进。对于水溶液中的复杂平衡问题，如缓冲溶液的设计、多元酸碱的滴定曲线绘制，本书提供了详尽的实例解析。此外，溶解度平衡和沉淀反应的定量处理，为无机合成和材料分离提供了理论支持。 第三部分：物质的分类、合成与性质 本部分将理论知识应用于具体的物质体系，涵盖无机、有机和高分子化学的关键领域。 第六章：无机化学的核心概念与结构。 重点解析了配位化学。从韦纳的理论到晶体场理论（CFT）和配位场理论（LFT），详细解释了过渡金属配合物的几何构型、磁性、颜色和电子跃迁（d-d跃迁）。本章也涵盖了固体化学的基础，包括晶格缺陷、离子晶体结构（如$ ext{NaCl}$, $ ext{CsCl}$）及其与材料性质的关系。 第七章：有机化学基础：官能团与反应机理。 本章旨在建立有机化学的通用语言。从基本的烷烃、烯烃、芳香烃的命名和基本反应（亲电取代、亲核加成）开始，扩展到更复杂的官能团，如醇、醛、酮、羧酸及其衍生物。每种反应都配有清晰的机理图示，强调电子流向和中间体的稳定性。 第八章：高分子化学与材料科学的交叉。 探讨了聚合反应的机理（自由基、离子、配位聚合），并对聚合物的分子量分布、拓扑结构（线性、支化、交联）及其对材料宏观机械性能的影响进行了深入讨论。本书还涉及了聚合物的降解机制和可持续性问题。 第四部分：化学在现代系统中的应用前沿 本书的最后部分着眼于化学与其他学科的融合，展示了化学原理在解决当代重大挑战中的作用。 第九章：电化学原理与能源转换。 深入讲解了电极电势、能斯特方程的应用，以及原电池和电解池的工作原理。重点分析了现代电池技术（锂离子电池、固态电池）中的电荷传输机理、界面效应和容量衰减问题。此外，对燃料电池和电解水制氢技术中的电催化过程进行了详细的动力学和热力学评估。 第十章：表面化学与界面现象。 表面作为物质世界中独特的反应场所，在本章中得到充分重视。内容包括表面能、润湿性、吸附理论（Langmuir, Freundlich 模型）和薄膜的生长动力学。这对于理解涂层技术、传感器设计以及多相催化至关重要的。 第十一章：环境化学与可持续化学导论（非污染导向的化学视角）。 虽然本书不聚焦于单一的“环境化学”分支，但本章探讨了化学反应的原子经济性原则，即如何设计更“绿色”的合成路线。讨论了催化剂的回收利用、溶剂替代以及化学品生命周期评估（LCA）的基本方法论，强调化学家在构建更可持续的工业流程中应扮演的角色。 --- 本书特色： 1. 强调定量分析： 每章都包含大量基于实际数据的计算题和案例分析，训练读者的量化思维。 2. 跨学科整合： 紧密连接物理化学、无机、有机和分析化学的核心知识点，展现化学的整体性。 3. 现代案例驱动： 使用了大量来自能源存储、新型材料和催化剂设计的最新研究成果作为教学示例。 4. 清晰的逻辑流： 结构设计确保了从最基本的粒子到复杂系统的知识构建过程是循序渐进、无缝衔接的。 《科学的基石：现代化学原理与应用》是化学、化学工程、材料科学、物理学专业本科生及研究生首选的参考书目，同时也是致力于深化自身知识体系的专业人士的宝贵资源。它不仅教授“是什么”，更着力于解释“为什么”和“如何应用”。

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