Multiscale Operational Organic Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:John W. Lehman

出品人:

页数:864

译者:

出版时间:2001-08-30

价格:USD 120.40

装帧:Hardcover

isbn号码:9780130154958

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 多尺度
• 操作化学
• 有机合成
• 反应机理
• 光谱学
• 结构分析
• 计算化学
• 药物化学
• 高分子化学

《无机化学原理与应用：从宏观到微观的结构探索》 本书导言 化学，作为研究物质及其变化的科学，其深度与广度令人叹为观止。在众多的化学分支中，无机化学无疑是奠定现代化学大厦的基石。它关注元素周期表中除碳氢化合物之外的所有化合物，探索了金属、非金属及其化合物的合成、结构、性质和反应机理。本书《无机化学原理与应用：从宏观到微观的结构探索》旨在为读者构建一个全面、深入且逻辑严密的无机化学知识体系，超越传统教材的简单罗列，着重于从量子力学原理出发，解释宏观现象背后的微观机制。 第一部分：量子基础与原子结构 本书的开篇将深入探讨支撑整个无机化学理解的量子力学基础。我们首先回顾波尔模型的发展，并迅速过渡到薛定谔方程在多电子原子中的应用。重点将放在轨道理论的精细阐述，包括 s, p, d, f 轨道的形状、能量以及它们如何决定元素的化学行为。 电子构型与周期性： 详细解析了洪特规则、泡利不相容原理，并以此为基础，系统地推导了元素周期表的结构。我们将探讨周期性规律（如电负性、电离能、原子半径）的内在物理机制，而非仅仅是经验性的陈述。特别地，我们会深入分析d区和f区元素中电子排布的复杂性及其对化学性质的决定性影响。 原子光谱与结构验证： 引入原子吸收光谱（AAS）和发射光谱（AES）的基本原理，说明如何通过实验数据来验证我们对原子能级和跃迁的理论预测。 第二部分：化学键的本质与分子几何 化学键是连接原子、形成物质的根本力量。本部分将无机化学的键合理论提升到一个新的高度，从经典的路易斯结构扩展到更精确的量子化学模型。 价键理论（VB）的深化： 详细阐述杂化轨道理论（sp, $sp^2, sp^3$ 及其扩展），并将其应用于复杂分子（如过渡金属配合物）的几何构型预测。 分子轨道理论（MO）： 这是本书的重点之一。我们将构建线形组合法（LCAO），系统地分析双原子分子（如$H_2, N_2, O_2$）的分子轨道图，并解释磁性、键级等宏观性质的来源。随后，我们将这些概念推广到复杂的多原子分子和固体材料，讨论 $sigma, pi, delta$ 键的相对重要性。 晶体场理论（CFT）与配位场理论（LFT）： 针对过渡金属化学，CFT被用来解释晶体场分裂能（$Delta_o$ 或 $Delta_t$），从而解释配合物的颜色、磁性和稳定性。本书随后会引入更先进的LFT，利用分子轨道方法解释配体对中心金属原子电子云的更精细影响，并探讨反键 $pi$ 作用的意义。 第三部分：固体结构与晶体化学 宏观的固体物质，其性质由其内部的周期性排列所决定。本部分专注于晶体结构、晶格能和固态反应。 晶体结构基础： 深入介绍布拉维点阵、米勒指数、晶体学对称性。我们将详尽分类和描述常见无机晶体结构（如NaCl, CsCl, 钙钛矿结构），并利用密堆积原理来理解晶胞的形成。 晶格能的计算与应用： 介绍Born-Haber循环，用以计算晶格能，并说明晶格能如何影响化合物的溶解度和稳定性。我们还会讨论有效核电荷模型在解释离子半径和晶格能差异中的作用。 半导体与缺陷化学： 探讨由结构缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）导致的固态物质电子性质变化。引入能带理论，解释导体、半导体和绝缘体的区别，并从化学视角分析掺杂过程在电子学中的重要性。 第四部分：溶液中的化学平衡与酸碱理论 无机化学反应大多发生在溶液中，酸碱性质是理解反应趋势的核心。 水溶液化学与沉淀平衡： 详细分析溶解度积（$K_{sp}$）及其在复杂体系（如分步沉淀、络合作用对溶解度的影响）中的应用。我们将探讨离子强度的影响，并引入活度概念。 超越布朗斯特-洛里： 本书将重点介绍路易斯酸碱理论，特别是HSAB（硬/软酸碱）理论。我们不仅会给出HSAB规则，更会深入探讨其背后的轨道相互作用解释，用以预测反应的选择性和产物稳定性。 非水溶剂化学： 拓宽视野，分析液氨、液态硫化物等非质子溶剂中酸碱反应的特性，揭示溶剂对反应平衡和机理的深刻影响。 第五部分：氧化还原反应与电化学基础 氧化还原反应是自然界和工业生产中最重要的反应类型之一。 氧化数的精确定义与应用： 讨论如何根据化学环境（如配位情况）更精确地确定氧化数，以及氧化数在复杂氧化物和混合价态化合物中的意义。 电化学势与能斯特方程的微观阐释： 深入探讨电极电势的来源，将能斯特方程与溶液中离子活度、温度和络合平衡联系起来。我们会详细分析电化学电池的工作原理，以及其在能量转换中的应用。 电化学合成与腐蚀： 讨论电化学方法在制备高纯度金属和化合物中的优势，并从动力学和热力学角度分析金属腐蚀的机理，以及缓蚀剂的作用。 第六部分：主族元素与过渡金属化学的差异化研究 本书最后一部分将具体考察元素组的特征，对比主族与过渡金属的化学差异。 主族元素的奇异性： 重点分析第13至第15族元素中，由于电子层（如惰性电子对效应）和尺寸变化导致的周期性偏离，例如铊的+1态、锡的+2/+4态的稳定性。讨论了硼烷、硅氧烷等特殊骨架化合物的结构。 过渡金属的特征化学： 集中讨论d区元素在形成配合物中的核心作用。分析配位场中自旋态（高/低自旋）的决定因素，以及配位体场分裂能的位序（谱化学序列）。此外，还将触及金属-金属键合、低价态化合物的还原性质以及催化中的电子转移过程。 f区元素简介： 简要介绍镧系和锕系元素的独特性，如f轨道电子的屏蔽效应、高配位数以及核化学中的重要性。 结语 本书《无机化学原理与应用：从宏观到微观的结构探索》力求将无机化学的各个方面融会贯通，强调从基本物理原理推导出化学现象的逻辑链条。通过对结构、键合和热力学的深入剖析，读者将能够建立起一套严谨的化学思维框架，为未来深入研究材料科学、催化、环境化学或生物无机化学打下坚实的基础。本书适合作为高年级本科生和研究生的核心参考教材，同时也欢迎所有对物质世界深层规律抱有探究热情的学习者阅读。

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这本书的书名《Multiscale Operational Organic Chemistry》听起来就让人眼前一亮，仿佛能带领我们进入一个全新的化学世界。作为一名长期在实验室摸爬滚打的化学工作者，我深知理论与实践结合的重要性，尤其是在有机化学这个充满变数的领域。我一直渴望找到一本能将多尺度视角与实际操作有机地融合在一起的著作，而这本书的标题恰恰点燃了我的好奇心。我猜想，它一定不会仅仅停留在那些枯燥的教科书式的反应机理讲解上，而是会深入到从分子层面到宏观反应过程的每一个细节。想象一下，如果它能清晰地阐述在不同操作尺度下，反应的动力学、热力学是如何相互影响的，那将是多么宝贵的财富啊！比如，在微观尺度上，我们如何通过精确控制反应物配比和温度梯度来优化产率？在更宏观的工业化生产中，如何将实验室的成功经验放大并保持高效？我期待这本书能提供一个全景式的视角，让我能更深刻地理解有机合成的艺术与科学，不仅仅是“做了什么”，更是“为什么会这样”以及“如何做得更好”。这本书的定位，显然是瞄准了那些不满足于表面知识，真正想在有机化学领域有所突破的研究者和工程师。

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我最近读了一些关于高级有机合成方法学的书籍，坦率地说，很多都过于注重理论的深度而忽略了实际操作中的“坑点”。化学反应在书本上看起来完美无瑕，但在实际操作中，往往会遇到各种意想不到的副反应、分离纯化的难题，以及设备限制带来的挑战。我非常期待《Multiscale Operational Organic Chemistry》能够在这一点上有所建树。我设想，这本书会细致入微地探讨，比如，在微反应器中进行的光化学反应，与在传统釜式反应器中操作时，溶剂的选择和搅拌速率如何影响反应的选择性。这种从“微”到“巨”的跨越式思维，对于现代化学研发至关重要。如果作者能在书中穿插大量的、真实的实验案例和故障排除指南，那就太棒了。我希望它能像一位经验丰富的老前辈，带着我一步步走过复杂的合成路线，提前指出那些可能导致失败的关键节点，并提供切实可行的替代方案。毕竟，有机化学的操作性远比理论推导来得更加复杂和耐人寻味。

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当我看到“Multiscale”这个前缀时，我立刻联想到复杂体系的控制难题。在有机化学中，一个反应的成功往往依赖于对不同时间尺度和空间尺度的精确掌握。比如，一个快速的自由基加成反应，其选择性可能在纳秒级别就已经确定了，但这会直接影响到最终产物在几天后的纯化结果。我推测这本书可能会深入探讨如何利用流体力学、混合理论来理解和控制不同尺度的混合过程，从而影响反应的微环境。如果书中能够提供一套系统性的方法论，教读者如何从分子模拟的结果出发，反推出最佳的搅拌速率、进样速度乃至反应器的设计参数，那就真是太具有开创性了。我希望这本书能打破学科壁垒，将物理化学、化学工程中的一些核心概念，巧妙地植入到有机合成的实践操作中去，让读者能够真正实现对反应过程的“全谱控制”。

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这本书的书名中“Operational”这个词，对我来说有着特殊的吸引力。它暗示着这本书不仅仅是知识的堆砌，更像是操作手册的升级版，直指核心的工艺流程和优化策略。我猜想，在当前绿色化学和可持续发展的浪潮下，如何设计出更原子经济、更低能耗的合成路径，必然是书中的重点。我特别好奇，书中是否会涉及先进的表征技术，例如原位光谱分析（In-situ Spectroscopy），如何帮助我们在实时监测反应过程中，及时调整多尺度下的参数控制。如果这本书能将前沿的计算化学预测结果，与实际的放大实验数据进行对比分析，并从中提炼出普适性的操作原则，那这本书的价值将无可估量。这不仅仅是一本关于有机合成的工具书，更可能是一本关于“反应工程思维”的启蒙读物。我希望它能教我如何像一名工程师一样去思考化学反应的流程，而不是仅仅像一个配制试剂的学生。

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这本书的标题暗示了一种深刻的哲学思辨：在探索有机分子世界时，我们如何看待和处理“尺度”这一基本维度？我期待的不仅仅是具体的反应步骤，而是这种思维方式的构建。我希望《Multiscale Operational Organic Chemistry》能够引导我，如何从一个宏观的、看似简单的目标（比如合成一种新药分子），分解到一系列在不同尺度上都能被有效控制的操作步骤。它或许会包含关于质量传递、热量耗散在不同反应器几何形状下的差异分析。也许作者会提供一个框架，用以评估一个新合成方法在从毫克级到公斤级放大过程中，哪些操作参数是最敏感、最需要优先关注的。这本书不应只是一本“如何做”的指南，更应该是一本“如何思考”的指南，教会我们建立一种跨尺度的、严谨的、面向实际应用的化学研究范式。我坚信，掌握了这种思维模式，才能在未来的有机化学探索中走得更远、更稳健。

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