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出版者:Pearson Prentice Hall

作者:David V. Frank

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008-03-30

价格:USD 24.10

装帧:Hardcover

isbn号码:9780133651119

丛书系列:

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• 中学科学

元素王国：物质世界的奥秘探索 本书将带领您踏上一段引人入胜的旅程，深入探索构成我们宇宙万物的基本单元——元素。我们不仅会揭示这些“化学积木”的独特性质，还会深入探究它们是如何相互作用，形成我们周围丰富多彩的物质世界的。本书旨在以一种直观、易于理解的方式，为读者构建起对化学基本概念的坚实认知，激发对科学探索的无限热情。 第一章：物质的构成——原子之舞 我们从最微小的粒子——原子开始。了解原子的基本结构，包括质子、中子和电子，以及它们如何排列组合，是理解一切化学现象的基础。本书将以生动形象的比喻，解释原子核的致密与电子云的弥漫，以及原子之间如何通过电荷相互吸引或排斥。我们将探讨原子序数、质量数以及同位素的概念，理解为什么不同的原子拥有如此多样的特性。例如，我们熟悉的碳原子，它的不同同位素——碳-12、碳-13和放射性的碳-14，如何在自然界中扮演着不同的角色。 第二章：元素的家族——元素周期表的智慧 元素周期表，化学家最得力的助手，是本书的另一大亮点。我们不再仅仅将它视为一堆杂乱无章的符号，而是要揭示其背后隐藏的深刻规律。本书将详细讲解门捷列夫是如何凭借元素周期律，将当时已知的元素进行科学分类，并预测出尚未发现的元素的性质。我们将逐一审视周期表的各个族和周期，理解同族元素（如碱金属、卤素）的相似化学性质，以及同周期元素（如从左到右）的原子半径、电负性等性质的变化趋势。从最轻的氢元素，到密度极大的 osmium，再到放射性极强的 uranium，我们将一一领略这些元素家族成员的风采。 第三章：键的连接——物质形成的纽带 原子并非孤立存在，它们通过各种“化学键”紧密相连，构成了宏观世界的万千物质。本书将深入剖析两种最主要的化学键——离子键和共价键。我们将解释离子键是如何通过电子的得失，形成带电荷的离子，进而通过静电吸引力结合在一起。例如，食盐（氯化钠）的形成，钠原子失去电子变成钠离子，氯原子得到电子变成氯离子，它们便构成了稳定的晶体结构。 对于共价键，我们将详细讲解电子的共享如何使得原子达到稳定的电子构型。本书将生动描绘分子内的共价键，例如水分子中的氧原子与两个氢原子之间形成的极性共价键，以及甲烷分子中碳原子与四个氢原子之间形成的非极性共价键。我们还将介绍共价化合物的多样性，以及它们如何形成气体、液体和固体等不同的相态。 第四章：分子的世界——结构与性质的关联 一旦元素通过化学键连接成原子团，我们就称之为分子。本书将深入探讨分子的三维结构，并强调结构对分子性质的决定性影响。我们将以水分子为例，解释其“V”字形结构如何导致其具有极性，进而影响其熔点、沸点、表面张力和作为万能溶剂的特性。我们将探讨同分异构体的概念，即分子式相同但结构不同的化合物，它们可能表现出截然不同的物理和化学性质。例如，丁烷和异丁烷，虽然都是C4H10，但它们的燃烧点和物理状态有所差异。 本书还将介绍一些重要的分子类型，如酸、碱、盐。我们将解释酸的本质是能提供氢离子（H+）的物质，碱的本质是能提供氢氧根离子（OH-）或接受氢离子的物质。我们将深入理解pH值的意义，以及酸碱中和反应的原理。盐的形成，无论是通过酸碱中和还是其他反应，都将得到细致的阐述。 第五章：物质的变化——化学反应的奥秘 化学反应是物质世界永恒的律动。本书将带领读者走进化学反应的世界，理解反应发生的原因、过程以及结果。我们将从最基本的反应类型开始，如化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。我们将以铁生锈为例，讲解化合反应是如何将两种或多种物质结合成新物质。我们将以电解水为例，展示分解反应如何将一种物质分解成两种或多种新物质。 本书还将深入探讨化学反应的能量变化。我们将介绍放热反应，即在反应过程中释放能量的反应，例如燃烧反应，它为我们的生活提供了源源不断的能源。同时，我们也接触吸热反应，即在反应过程中需要吸收能量的反应，例如光合作用，它是地球生命赖以生存的基础。我们将探讨化学反应的速率，理解影响反应速率的因素，如温度、浓度、催化剂等。例如，为什么在高温下，食物更容易煮熟？催化剂在工业生产中的重要性，如汽车尾气催化转化器，将得到生动的解读。 第六章：元素的足迹——自然界的化学 元素并非仅仅存在于实验室的烧杯和试管中，它们遍布我们生活的每一个角落。本书将带您走出书本，去发现元素在自然界中的神奇应用。我们将探索地壳中的丰富元素，如硅、铝、铁、钙等，它们是如何构成岩石、矿物，以及我们赖以生存的土壤。我们将了解空气中的主要成分，如氮气和氧气，它们在生命活动和自然循环中扮演着关键角色。 我们将深入海洋，探索溶解在海水中的各种离子，如钠离子、氯离子、镁离子等，它们不仅构成了海水的咸味，更是许多海洋生物生命活动所必需的。本书还将触及生物体内的化学，例如构成我们身体的蛋白质、核酸、碳水化合物等，它们都是由特定的元素以复杂的方式组合而成。我们将了解植物如何通过光合作用，利用二氧化碳和水合成有机物，将太阳能转化为化学能。 第七章：化学的未来——创新与挑战 化学作为一门不断发展的学科，其研究成果正在深刻地改变着我们的生活。本书将展望化学的未来，探讨其在可持续发展、环境保护、新材料开发、医药健康等领域的巨大潜力。我们将了解绿色化学的理念，即如何通过设计更安全、更环保的化学过程，减少对环境的污染。我们将探讨新能源技术的研发，如太阳能电池、燃料电池等，它们将为解决能源危机提供新的途径。 本书还将触及纳米材料的神奇世界，以及它们在电子、医疗、能源等领域的颠覆性应用。我们将了解基因工程和生物技术的发展，它们如何通过对生物体内的化学过程进行改造，为疾病治疗和农业生产带来革命性的突破。最后，我们将强调化学研究中蕴含的创新精神和严谨态度，鼓励读者继续保持对科学的好奇心，并思考化学在构建更美好未来中的作用。 通过对“元素王国：物质世界的奥秘探索”的学习，您将不仅仅掌握一系列化学知识，更重要的是，您将学会如何用科学的视角去观察和理解我们所处的世界。这不仅仅是一本教材，更是一扇开启科学思维的窗口，引导您去发现物质世界的无穷魅力。

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