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出版者:McGraw-Hill College

作者:Chang, Raymond

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:182.15

装帧:HRD

isbn号码:9780073220321

丛书系列:

图书标签:

• Chemistry
• General Chemistry
• Online Learning
• Textbook
• Higher Education
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现代化学导论：基础、应用与未来展望 （一本涵盖经典理论与前沿探索的综合性化学教材） --- 前言：驾驭物质的科学之旅 化学，作为研究物质及其变化的科学，是理解我们所处世界的基石。从构成生命的复杂分子到驱动现代工业的催化剂，化学无处不在。本书旨在为初学者和有一定基础的学习者提供一个全面、深入且富有启发性的学习体验，带领读者探索化学的宏大图景，掌握其核心概念和解决实际问题的能力。我们不仅关注“是什么”（理论基础），更强调“为什么”（原理机制）和“如何做”（实验技能与应用）。 第一部分：化学的基石——原子、分子与计量 本部分奠定坚实的理论基础，是后续所有高级主题的展开前提。 第一章：物质的本质与化学的语言 物质的分类与相变： 深入探讨纯净物、混合物、元素和化合物的区分，详细解析固态、液态、气态以及等离子体态的微观特征和宏观表现。 化学计量学与单位： 重点讲解国际单位制（SI）、化学单位（摩尔、浓度、密度）的精确使用，以及如何运用物质的量进行准确的化学计算。 科学记数法与有效数字： 强调在实验数据处理中，确保计算结果的可靠性和精确性至关重要。 第二章：原子结构与元素周期性 原子模型的演进： 从道尔顿的原子论到卢瑟福的核模型，再到玻尔模型和量子力学模型，构建对原子内部结构的现代认知。 量子力学基础： 介绍电子的轨道、能级、角动量和自旋等基本量子数，理解电子排布的规律。 周期表的功能与规律： 详细剖析主族、副族元素的特性，深入探讨电负性、电离能、原子半径和电子亲和能等周期性趋势及其在预测反应活性中的作用。 第三章：化学键的本质与分子结构 离子键与共价键： 解释成键的驱动力——能量的最小化，区分不同类型的化学键及其形成条件。 路易斯结构与VSEPR理论： 运用这些工具预测和描绘分子的二维结构，理解键角和分子几何构型对物质性质的影响。 分子间作用力： 详细讨论范德华力、偶极-偶极相互作用、氢键以及它们在决定物质（如沸点、溶解度）宏观性质中的关键角色。 杂化轨道理论： 解释sp、sp2、sp3等杂化形式，用于理解有机分子和复杂无机结构的三维空间排列。 第二部分：化学反应的动力学与平衡 本部分将视角从静态结构转向动态过程，探索化学变化发生的条件和限度。 第四章：化学反应的速率 反应速率的定义与测量： 介绍瞬时速率与平均速率的概念，以及如何通过实验手段监测反应的进程。 速率定律与反应级数： 探讨反应物浓度如何影响反应速率，推导并应用速率定律。 碰撞理论与活化能： 从微观角度解释反应的发生机制，理解活化能、过渡态以及温度对反应速率的指数级影响（阿累尼乌斯方程）。 催化剂的作用： 阐明催化剂如何通过提供替代反应路径来降低反应能垒，提高反应效率。 第五章：化学平衡 可逆反应与动态平衡： 区分不可逆反应与可逆反应，精确定义化学平衡状态的动态本质。 化学平衡常数（Kc 和 Kp）： 学会建立平衡表达式，并利用平衡常数的大小判断反应进行的方向和程度。 勒夏特列原理： 深入应用此原理，预测浓度、压力（气体）和温度变化对平衡位置的移动效应，实现对反应条件的优化。 第六章：酸碱电离与溶液平衡 酸碱理论： 比较布朗斯特-洛里理论和路易斯酸碱理论，扩展对酸碱性的理解。 水的自电离与pH： 掌握pH、pOH、pKa、pKb的计算，理解强酸、弱酸、强碱、弱碱的电离特性。 缓冲溶液与滴定： 详细分析缓冲溶液的原理、组成和缓冲能力，并介绍酸碱滴定曲线的解读及等效点的确定。 溶解度平衡： 引入溶度积常数（Ksp），用于预测沉淀的生成或溶解，以及盐效应的应用。 第三部分：能量、氧化还原与电化学 化学反应的驱动力与能量的转化是本部分的核心议题。 第七章：热化学与能量变化 热力学基础： 定义系统、环境、功和热，引入内能、焓（H）的概念。 焓变与标准生成焓： 学习如何利用盖斯定律和标准生成焓计算复杂反应的热效应。 熵（S）与吉布斯自由能（G）： 引入熵的概念衡量体系的无序度，并利用吉布斯自由能方程（$Delta G = Delta H - TDelta S$）判断反应的自发性。 第八章：氧化还原反应与电化学 氧化数规则与配平： 掌握准确确定物质氧化数的方法，并熟练运用半反应法（或氧化数法）配平复杂的氧化还原反应。 原电池（伏打电池）： 介绍电化学电池的组成，计算标准电极电位与电池电动势（E_cell）。 电解池： 分析通过外加电流驱动非自发反应的过程，掌握法拉第电解定律，应用于电镀、金属精炼等工业过程。 第四部分：结构与性质的延伸 本部分将知识拓展至有机化学的入门概念和材料科学的交叉领域。 第九章：有机化学基础 碳骨架的独特性： 简述碳原子形成稳定长链、环状结构和多种异构体的能力。 官能团与命名法： 介绍醇、醛、酮、羧酸、胺等基本官能团，及其 IUPAC 命名法。 基础反应类型： 概述加成反应、取代反应和消除反应的基本机制。 第十章：综合应用与现代化学视角 材料化学： 简要介绍聚合物的结构、合成与应用，探讨陶瓷和复合材料的化学基础。 环境化学与可持续性： 讨论化学在解决水污染、大气臭氧层问题、以及发展绿色化学过程中的责任与贡献。 分析化学导论： 概述定性分析和定量分析的基本方法，强调化学测量的准确性与可靠性在现代科学中的地位。 结语：持续探索的化学精神 化学是一门不断发展和自我更新的学科。本书提供的知识框架是理解未来技术进步的关键。我们鼓励读者将理论知识与实际观察相结合，培养批判性思维和解决问题的能力，以应对二十一世纪在能源、健康和环境领域所面临的重大挑战。掌握这些基础，便是掌握了塑造未来的工具。 --- （总字数：约1550字）

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