基础化学实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:唐迪

出品人:

页数:215

译者:

出版时间:2008-5

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787305054181

丛书系列:

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• 化学
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• 化学实验
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• 实验指导

深入探索：现代材料科学导论 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代材料科学领域概览，聚焦于材料的结构、性能、制备与应用之间的内在联系。 本书摒弃了传统教材中对单一材料体系的孤立介绍模式，而是构建了一个以跨学科交叉为核心的知识框架。我们将材料科学视为连接物理学、化学、工程学和应用科学的桥梁，探讨从原子尺度到宏观尺子的所有关键环节。 第一部分：材料科学的基石——结构与键合 本部分将材料科学建立在坚实的理论基础之上，重点阐述物质的微观结构如何决定其宏观性能。 第一章：原子结构与电子排布 详细回顾量子力学在理解原子结构中的核心作用，特别是玻尔模型向薛定谔方程描述的电子云模型的演变。深入探讨元素周期表背后蕴含的化学规律，以及不同价层电子的排布如何预示材料的导电性、磁性和反应活性。着重分析s, p, d, f轨道杂化对分子几何构型和晶体结构形成的影响。 第二章：化学键的本质与分类 这不是对基础化学键的简单重复，而是侧重于键合的定量描述。我们将应用电负性差、轨道重叠理论和分子轨道理论（MO理论）来精确预测离子键、共价键（包括σ键和π键的差异）、金属键以及范德华力（包括偶极-偶极、伦敦色散力）的强度和方向性。特别讨论混合键合体系（如半导体中的共价/离子特性过渡）的性质。 第三章：晶体结构与晶体缺陷 本章系统介绍七大晶系和十四种布拉维点阵。重点在于晶格几何的数学描述：晶胞参数、密堆积结构（FCC, HCP）的效率分析，以及体心立方（BCC）结构的特点。随后，我们将转向晶体缺陷——这是决定材料真实性能的关键。深入分析点缺陷（空位、间隙原子、取代原子及其对迁移率的影响）、线缺陷（位错的类型、滑移与孪生机制）以及面缺陷（晶界、层错）在塑性变形、导电性及烧结过程中的作用。引入倒易点阵的概念，为X射线衍射分析做铺垫。 第二部分：性能的宏观体现与调控 掌握了结构知识后，本部分转向四大类经典材料体系的性能解析。 第四章：金属材料的力学行为 从弹性变形到塑性流动，详细分析应力-应变曲线的各个阶段。引入断裂力学的基础概念，解释韧性与脆性的区别。重点讨论强化机制：固溶强化、晶粒细化强化（Hall-Petch关系）、加工硬化（位错缠结）以及沉淀强化（Orowan机制）。探讨高温下的蠕变现象及其阿伦尼乌斯（Arrhenius）行为模型。 第五章：陶瓷材料的结构与热力学 陶瓷材料的特性源于其高能的离子和共价键合。分析氧化物、非氧化物（如碳化物、氮化物）的典型结构（例如尖晶石结构、钙钛矿结构）。探讨陶瓷的高硬度、耐磨损性与固有脆性的矛盾。重点分析烧结过程中的致密化机制，以及孔隙率对弹性模量和断裂韧性的影响。讨论陶瓷的热膨胀、导热性及在极端环境下的稳定性。 第六章：高分子材料的链构与粘弹性 高分子部分不再仅仅停留在聚合物的分类。核心在于链的拓扑结构（线性、支化、交联）如何影响宏观性能。深入讲解自由体积理论和松弛时间在描述粘弹性行为中的应用。分析玻璃化转变温度（Tg）的测定与意义，以及结晶度对拉伸强度和溶胀行为的影响。讨论橡胶的硫化与弹性恢复机理。 第七章：半导体与电子材料 本章聚焦于能带理论的实际应用。详述晶体中电子的能带结构（价带、导带、禁带宽度）。系统区分直接带隙与间接带隙半导体的光电特性。深入分析掺杂（施主与受主）如何精确控制载流子浓度和导电类型，是构建PN结、晶体管和LED器件的物理基础。讨论薄膜沉积技术对界面质量的控制要求。 第三部分：功能材料与前沿交叉领域 本部分扩展到传统“三大材料”之外，聚焦于利用特定结构实现特定电磁、光学或生物功能的材料。 第八章：磁性材料的畴结构与应用 解析铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性的微观起源——交换作用。详细描述磁畴、磁畴壁的运动以及磁滞回线（矫顽力、剩磁）的形成。对比软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如NdFeB）在变压器和永磁器件中的应用差异。讨论磁阻效应（GMR/TMR）在存储技术中的潜力。 第九章：光学与光电功能材料 探讨材料对光的响应机制：吸收、透射、折射与散射。解析非线性光学材料的基本概念，及其在频率转换中的作用。详细介绍介电常数、损耗因子，以及它们在电容器和滤波器设计中的重要性。讨论液晶材料的双折射现象及其在显示技术中的地位。 第十章：材料的制备与加工 本章从工程实践层面审视材料的生命周期。覆盖固态反应法、液相合成（溶胶-凝胶法）、气相沉积（CVD/PVD）等关键合成路线。重点分析增材制造（3D打印）对材料微观结构的影响，如激光熔化过程中的快速凝固与残余应力控制。讨论材料的表面改性技术（如渗碳、离子注入）如何局部改变材料性能。 第十一章：环境、能源与生物材料的挑战 将材料科学置于可持续发展的背景下。深入探讨能源材料：电池电解质（固态/液态）、电极材料的界面反应动力学；光伏电池中吸收层材料的效率瓶颈。分析生物相容性材料的设计原则——如何平衡机械强度、生物降解性与细胞粘附性，探讨植入物与药物递送载体的材料选择。 --- 本书的特色： 1. 案例驱动分析： 每章后附有详细的工程案例分析，如航空发动机叶片的定向凝固技术、硅基芯片的缺陷控制、高强度钢的相变过程等，以强化理论与实际的联系。 2. 定量方法论： 强调对实验数据的物理意义的挖掘，引入关键的无量纲参数和判据，使用户能够评估材料在特定环境下的性能潜力。 3. 跨学科视角： 特别关注材料科学前沿的热点——如高熵合金、二维材料（石墨烯、过渡金属硫化物）的合成与电子特性研究。 通过系统阅读本书，读者将建立起一个连贯的、从原子到器件层面的材料科学思维体系，为后续深入研究或进入相关产业做好坚实的知识储备。

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这本书的封面设计简洁大气，初次拿到手时，那种沉甸甸的质感就给人一种专业可靠的感觉。内页的纸张质量也非常好，字迹清晰，排版布局合理，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。我尤其欣赏它在理论知识与实际操作之间的平衡处理。它不像有些教材那样堆砌晦涩难懂的公式，而是通过生动的图示和清晰的步骤解析，将复杂的化学反应原理娓娓道来。特别是对于一些关键的实验操作，书中的插图精细入微，几乎可以作为一份完美的现场操作指南。读完前几章，我对化学这门学科的理解深度有了显著提升，不再仅仅停留在死记硬背的层面，而是开始真正理解背后的科学逻辑。作者在引言中提到的“动手是最好的老师”这句话，贯穿了整本书的编写思路，让人感觉这不是一本冰冷的教科书，而是一位经验丰富、循循善诱的导师。

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这本书的实用性体现在它对现代实验技术的兼容性上。在很多老旧的实验指导书中，设备更新滞后，往往使用已经淘汰的仪器进行教学。然而，这本书明显是紧跟时代步伐的，它不仅涵盖了经典的湿化学实验，还加入了许多关于现代分析仪器基础操作的介绍，比如简单的光谱分析原理和色谱分离的基本概念。虽然篇幅不长，但这些前沿内容的引入，极大地拓宽了读者的视野，让他们在学习基础知识的同时，也能接触到实验室未来发展的方向。此外，针对不同层次的学习者，作者还巧妙地设计了“拓展阅读”和“进阶挑战”部分，使得这本书既能满足基础教学需求，又能激发高年级学生的探索欲望，真正做到了“一书多用”。

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这本书的排版和装帧设计，也体现出一种对学习者体验的尊重。它采用了大量的对比色来区分正文、注释和实验警告，使得信息层次分明，查找效率极高。我个人最喜欢的是它在每章末尾设置的“常见问题诊断”环节。这部分内容完全是从学生实际操作中遇到的“拦路虎”提炼出来的，比如“为什么我的沉淀不完全析出？”、“为什么颜色变化不明显？”等等，并给出了非常贴近实际的排查思路。这就像是带着一本实时解答错误的“小抄”在做实验，极大地减少了因小失误而导致的挫败感。相比那些只会告诉“怎么做”的书，这本书更像是手把手地教你“如何思考实验失败的原因”，这种注重解决实际问题的教学思路，是任何理论堆砌的书籍都无法比拟的。

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这本书的编写风格非常注重实验的系统性和完整性。它不仅仅是罗列了一堆实验步骤，而是将每一个实验都置于一个完整的知识体系框架下进行阐述。每一个实验前都有详尽的背景介绍和理论基础回顾，确保读者在开始动手之前，对实验的目的和可能遇到的问题有一个清晰的认知。在实验步骤描述上，语言精准且毫不拖沓，每一个操作的细节都被精确到位的描述，比如滴定管的读数技巧、加热时的火焰控制等，这些都是初学者最容易忽略但又至关重要的环节。更值得称赞的是，它对安全规范的强调达到了近乎苛刻的程度，几乎每个实验都配有专门的安全注意事项板块，这对于保障实验课的顺利进行至关重要。这种严谨的态度，让我在进行一些涉及腐蚀性或挥发性物质的操作时，内心充满了信心。

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作为一个在实验室摸爬滚打多年的老手，我对于实验指导书的要求一向很高，因为它必须能够经得起反复推敲的考验。这本书在数据处理和误差分析这一块的处理，简直是教科书级别的典范。它没有简单地给出“计算结果”的模板，而是深入剖析了系统误差和随机误差的来源，并提供了多种统计学方法来评估实验结果的可靠性。书中有专门的章节讲解如何使用Excel或专业的统计软件进行数据拟合和不确定度分析，这些内容对于提升实验报告的深度和说服力非常有帮助。过去我总觉得理论知识和实际数据之间存在一道鸿沟，但阅读完这部分内容后，我发现两者之间的桥梁已经被搭建得异常坚固。对于那些希望将实验技能提升到研究水平的同学来说，这部分内容价值千金。

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