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出版者:Ace Academics Inc

作者:Burchard, Elizabeth R. (EDT)

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:

价格:$ 14.63

装帧:Pap

isbn号码:9781881374930

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《分子世界的探秘：高中化学基础与进阶精讲》 一本全面覆盖高中化学核心概念、深入解析复杂反应机理、并提供实战解题策略的权威指南。 --- 前言：构建坚实的化学认知基石 化学，作为连接物质世界与生命科学的核心学科，其重要性不言而喻。然而，许多学生在面对纷繁复杂的元素周期表、晦涩的化学方程式和抽象的分子结构时，常常感到无从下手。本书的诞生，正是为了填补传统教材在深度解析与应用指导之间的鸿沟。我们深知，掌握化学并非仅仅是死记硬背公式和定义，更关键在于理解物质变化的内在逻辑与规律。 《分子世界的探秘：高中化学基础与进阶精讲》是一部为高中阶段所有化学学习者量身打造的深度学习资源。它摒弃了简单罗列知识点的做法，转而采用系统化、模块化的叙事结构，旨在引导读者逐步构建起一个完整、逻辑严密的化学知识体系。无论你是初涉化学领域的新手，还是力求在竞赛中取得突破的佼佼者，本书都将为你提供坚实的理论支持和高效的学习路径。 第一部分：原子结构与元素周期律的深度剖析 本部分将带你深入到物质的最基本层面——原子。我们将不再满足于仅知道电子排布的规则，而是深入探讨量子力学的基本原理如何塑造了原子的行为。 第一章：微观世界的基石——原子结构 量子化的世界： 详细阐述波尔模型（及其局限性）到薛定谔方程基础概念的演变。电子的轨道与概率云模型，帮助读者直观理解$s, p, d, f$等轨道形状及其能量差异。 电子排布的艺术： 深入解析洪特规则、泡利不相容原理和能量最低原理的实际应用。我们提供大量实例，演示如何准确预测复杂过渡金属原子的电子排布，并讨论例外情况的成因。 同位素与核化学基础： 不仅介绍放射性衰变的基本类型（$alpha, eta, gamma$），更着重于核反应的能量计算（结合质能方程$E=mc^2$的简要介绍）以及其在现代科学中的实际应用，例如碳十四测年法的工作原理。 第二章：元素周期律的内在驱动力 周期性的起源： 阐明价电子构型如何决定元素的化学性质的周期性。系统地比较主族元素和副族元素的性质差异，重点分析镧系和锕系元素对周期律的修正影响。 原子属性的精细测量： 详尽讲解电负性（超越鲍林标度，引入戈斯林尺度）、原子半径（共价半径、范德华半径、离子半径的测定方法与相互关系）、电离能和电子亲和能的趋势及其在预测成键倾向中的作用。 典型元素的深度案例研究： 选取第2、3周期的关键元素（如氧、硫、钠、铝）进行专题分析，讨论它们在自然界中的赋存状态、工业制备的关键技术（如侯氏制碱法、霍尔-埃鲁法）及其环境影响。 第二部分：化学键合、分子结构与物质的形态 本部分是理解宏观现象微观基础的关键桥梁。我们将聚焦于原子间如何相互作用，形成稳定或不稳定的结构。 第三章：化学键合的多样性与规律 从价键理论到分子轨道理论（MOT）： 详细对比价键理论（VBT）和分子轨道理论（MOT）的优势与局限。重点教授如何通过MOT构建双原子和简单多原子分子的能级图，精确预测键级和磁性。 极性与分子间作用力： 不仅限于偶极矩的计算，更深入探讨非极性分子间的伦敦色散力（与分子质量和形状的关系）、偶极-偶极力和氢键的强度排序。这些知识将直接服务于对物质熔沸点、溶解度的解释。 超分子化学的初步概念： 引入客体-主体识别、分子笼和晶体工程等前沿概念，激发学生对未来化学的想象。 第四章：分子几何构型与空间化学 VSEPR模型的精炼应用： 超越孤对电子的简单计数，深入探讨杂化轨道理论如何解释弯曲、三棱锥等复杂构型，并分析其对反应活性的影响。 对映异构体与手性中心： 系统讲解异构现象，包括结构异构和立体异构（顺反异构）。重点解析手性（Chirality）的定义、R/S构型的确定规则，以及对生命科学的深远意义。 晶体结构分析： 概述离子晶体（如CsCl、CaF2结构）、原子晶体和金属晶体的基本结构类型，并讲解如何通过晶胞参数（如$a, b, c, alpha, eta, gamma$）计算晶体密度。 第三部分：化学反应的动态学与热力学驱动力 化学的核心在于变化。本部分将提供一套严谨的工具箱，用于定量描述和预测反应的发生方向与速率。 第五章：反应速率与化学平衡的动态平衡 反应速率的精确测量与影响因素： 详细阐述速率定律的确定过程（初始速率法、积分法），并引入活化能、过渡态理论和碰撞理论，解释温度和催化剂的本质作用。 平衡的本质与量化： 深度解读化学平衡常数$K$的意义，并教授如何利用$K_p$与$K_c$的相互转换，以及如何结合反应进度（$xi$）来处理复杂的多相平衡问题。 勒夏特列原理的进阶应用： 不仅限于浓度、温度、压力的影响，更探讨惰性气体加入、溶剂效应如何微妙地影响平衡位置。 第六章：化学热力学的能量法则 焓变、熵变与吉布斯自由能： 建立焓变（$Delta H$）与熵变（$Delta S$）到自发性（$Delta G$）的统一框架。详细讲解赫斯定律和标准生成焓、生成熵的计算，并展示如何利用$Delta G^circ = -RTln K$来连接热力学和化学平衡。 电化学的能量转换： 深入探讨原电池和电解池的原理。不仅停留在书写半反应，更侧重于理解能斯特方程在非标准条件下的应用，以及如何设计高效率的燃料电池。 第四部分：酸碱理论、溶液化学与沉淀平衡 本部分聚焦于溶液中的离子行为，这是无机化学和分析化学的基础。 第七章：酸碱理论的演进与pH的精算 超越阿伦尼乌斯： 详细阐述布朗斯特-洛瑞酸碱理论，并引入路易斯酸碱理论以解释非质子溶剂中的反应。 缓冲溶液与滴定曲线的解读： 重点剖析Henderson-Hasselbalch方程的推导与应用，以及强酸/强碱、弱酸/强碱等不同滴定体系的等效点和半等效点的pH计算，并强调使用指示剂选择的逻辑。 多元酸碱的复杂性： 针对碳酸、磷酸等体系，讲解分步解离常数（$K_{a1}, K_{a2}...$）的应用和$alpha$分数图的绘制，用于精确判断特定pH下物种的分布比例。 第八章：溶解平衡与沉淀控制 溶度积（$K_{sp}$）的实际威力： 讲解$K_{sp}$如何预测沉淀的生成，并引入同离子效应和盐效应，阐明其对溶解度的精细调控。 选择性沉淀与分离： 提供详尽的步骤指导，说明如何利用不同物质$K_{sp}$的差异，通过精确控制pH值实现组分的有效分离，这是基础分析化学中的核心技能。 结语：面向未来的化学思维 本书提供的不仅仅是知识点的集合，更是一套严谨的、科学的、可迁移的思维模型。我们鼓励学习者将所学的热力学驱动力、动力学速率和结构效应融会贯通，以一种整体性的视角去审视每一个化学现象。掌握这些基础，你将具备解读现代化学研究论文的能力，并能更自信地迎接未来在任何科学领域中的挑战。化学的魅力，在于对未知物质世界的永恒探索，而本书，正是你探索征途中的得力伙伴。 --- 本书特色： 逻辑链构建： 章节间环环相扣，确保知识点学习的连贯性和系统性。 深度理论支撑： 对核心概念（如MOT、热力学第二定律）进行深入的数学和物理基础阐释。 跨学科融合： 适度引入生物化学（手性）、材料科学（晶体结构）和环境化学（污染物转化）的前沿内容。 无冗余信息： 内容高度凝练，聚焦于高中化学竞赛及大学预科所需掌握的精深知识点。

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