Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:OUP Oxford

作者:Peter Atkins

出品人:

页数:864

译者:

出版时间:2009-11-19

价格:GBP 43.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780199236176

丛书系列:

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现代无机化学前沿：结构、反应与应用 导言 本卷专为化学、材料科学、地球科学及相关工程领域的高级本科生和研究生设计，旨在提供对现代无机化学核心概念的深度剖析，并着重探讨其在尖端科研与工业应用中的最新进展。本书超越了基础的元素性质罗列，深入探究了从原子尺度到宏观体系的结构-性质关系，强调了理论模型在解释复杂无机现象中的关键作用。我们着力构建一个连贯的知识体系，使读者能够理解并预测新型无机材料的行为。 第一部分：基础理论与量子化学视角下的键合 本部分奠定坚实的理论基础，着重于使用现代量子力学工具来理解无机分子和固体的化学键。 原子结构与周期性： 深入回顾原子轨道理论，引入相对论效应在重元素化学中的体现。详述如何利用先进的计算方法（如密度泛函理论，DFT）精确计算原子能级和光谱特征。 分子轨道理论的深化： 详细阐述分子轨道理论（MO）在描述共价键和配位键中的应用。重点分析HOMO-LUMO能隙、键级计算，并引入芳香性、抗芳香性在环状无机体系中的判断标准。 晶体场理论（CFT）与配位场理论（LFT）的整合： 不仅仅停留在简单的d轨道劈裂，而是详细讨论d$^n$电子组态的基态选择、光谱解释（Tanabe-Sugano图的深入应用），以及 Jahn-Teller 效应的微观机制。着重介绍分子轨道理论如何修正和完善CFT的局限性，特别是在 $pi$ 供体/受体配体作用的描述上。 固态化学的电子结构： 从晶格能到能带理论的过渡。详细讲解布洛赫定理、布里渊区概念，如何区分导体、半导体和绝缘体。分析狄拉克锥的形成及其对拓扑材料的意义。 第二部分：主族与过渡金属化学的结构多样性 本部分系统考察元素周期表中不同区域元素的独特化学行为，强调结构对功能性的决定性影响。 主族元素的奇异性： 探讨高价态和低价态主族元素的合成与稳定性。深入分析 p 区元素中多重键的形成（如硅、磷的链状和环状结构），以及惰性电子对效应在重主族元素（如铅、铋）化学中的重要性。介绍具有特殊几何构型的硼烷、硅烷及其簇合物的化学。 过渡金属配合物的合成与反应性： 详细介绍配位数的增加与几何构型（如八面体、四面体、平面三角、扭曲方形等）的转化驱动力。聚焦于低价态和高价态金属中心（如早期过渡金属和后过渡金属）的合成方法和关键反应，如氧化加成、还原消除的机理分析。 金属-金属键与簇化学： 专门章节讨论多核金属簇（如 M$_2$, M$_4$, M$_6$ 单元）的构建策略，包括 Wade-Mingos 规则在开口和封闭簇体中的应用。探讨这些簇体在催化和磁性材料中的潜力。 第三部分：无机反应的机制与催化 本部分聚焦于无机反应的动力学、热力学控制，以及无机化合物在现代化学转化中的核心作用。 氧化还原化学： 深度分析电化学方法在研究无机物质氧化还原电位中的应用。详细阐述单电子转移（SET）和多电子转移过程。重点讨论电催化与光电催化在水分解（HER/OER）和 $ ext{CO}_2$ 还原中的最新进展。 过渡金属催化的有机转化： 详细剖析重要的偶联反应（如 Heck, Suzuki, Negishi 反应）的催化循环、中间体结构鉴定，以及配体效应对反应选择性（区域选择性、立体选择性）的精细调控。讨论 C-H 键活化的最新进展。 固氮与氧活化： 专题讨论如何模拟自然界中固氮酶（FeMoco 簇）和单加氧酶的工作原理。介绍人工合成体系如何实现温和条件下的 $ ext{N}_2$ 还原和 $ ext{O}_2$ 的选择性活化。 第四部分：先进无机材料的构建与功能 本部分将理论知识应用于功能性材料的理性设计与合成，涵盖固态化学和材料科学的前沿领域。 磁性材料： 区分铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和超顺磁性。深入分析通过磁偶合（如双核配合物中的自旋交叉现象）实现特定磁行为的分子设计策略。 光学与电子功能材料： 探讨稀土离子（如 $ ext{Eu}^{3+}$, $ ext{Tb}^{3+}$）的发光机制、能量转移过程，以及如何设计高效的有机/无机杂化发光材料。分析钙钛矿结构在高效光伏器件中的角色，包括缺陷工程和长期稳定性研究。 多孔材料与框架结构： 详尽介绍金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的拓扑化学、孔隙工程和功能化。重点讨论其在气体吸附与分离（如 $ ext{CH}_4$, $ ext{H}_2$, 碳捕集）、催化剂载体以及药物递送中的应用潜力。 生物无机化学与医学应用： 探讨过渡金属（如铂、金、钌）在抗癌药物中的作用机制，以及如何设计靶向性更强、毒性更低的金属基药物。讨论金属蛋白（如血红蛋白、脱羧酶）的活性中心结构与功能。 结语 本书的最终目标是激励读者将无机化学的深刻原理应用于解决实际的科学与工程挑战。通过对结构、键合和反应性的全面理解，读者将具备在新兴领域如可持续能源、先进电子器件和精密化学合成中进行原创性工作的能力。

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这本书的习题设计，可以说是整本书的“灵魂”所在。很多教科书的习题往往是重复性的计算或概念复述，但这里的习题明显是经过精心设计的，旨在测试对深层原理的掌握而非简单的记忆力。我发现，许多题目不再是简单的“计算X的氧化态”，而是要求设计一个实验来区分两种可能的结构异构体，或者要求根据已知的热力学数据推导一个未知反应的平衡常数。这些“设计型”和“分析型”的习题，迫使我必须跳出书本的框架，综合运用前面学到的所有知识点进行跨章节的融会贯通。更令人赞赏的是，书后提供的参考答案和详细的解题步骤，其详尽程度几乎可以媲美另一本独立讲解的辅导书。这大大减少了学生在独立学习时遇到的卡壳现象，确保了知识吸收的效率和深度，使得这本书的价值远远超出了其作为基础教材的范畴。

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从使用体验的角度来看，这本书的“可读性”远超我的预期。通常，涉及大量化学理论的书籍，往往在语言风格上显得过于学术化和疏离。然而，这本书的作者们似乎很懂得如何与读者进行“对话”。他们的叙述风格时而严谨，引用最新的研究成果支撑论点；时而又像一位经验丰富的导师在耳边谆谆教诲。特别是对于那些具有争议性或者尚未完全定论的理论（比如某些配位水解的机制），作者会坦诚地列出不同的解释模型，并分析各自的优缺点，而不是武断地给出唯一的“标准答案”。这种批判性的思维引导，迫使读者不能仅仅满足于“记住”结论，而必须去“理解”推导的过程。这种互动式的写作风格，使得漫长的阅读过程也变得轻松愉快，仿佛作者一直在旁边引导你思考，而不是简单地把信息“灌输”给你。

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老实说，我拿起这本书时，其实是带着一点点“挑战”的心态的，因为无机化学的广度和深度一直让我这个基础相对薄弱的理科生感到畏惧。然而，这本书的结构组织简直是教科书编写的典范。它并没有试图一次性将所有内容倾泻而出，而是采取了一种螺旋上升的学习路径。比如，对酸碱理论的介绍，先从布朗斯台德-洛瑞的简单定义入手，随后逐步引入路易斯酸碱理论，再到更专业的溶剂效应和超酸体系，每一层的递进都建立在扎实的上一层知识之上。这种设计让知识的累积变得非常自然。我个人最欣赏的是它对“应用”和“前沿”的关注。在基础化学键和结构讲完后，它立刻转向了固态化学中的半导体材料、催化剂的异构体选择性，甚至还提到了超导材料的初步介绍。这使得学习过程不再是单纯的知识点记忆，而是与现代材料科学和工业生产紧密相连的探索之旅，极大地激发了我继续钻研的兴趣。

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这本书的封面设计初看有些过于传统，那种深蓝底配上白色的衬线字体，让人联想到大学图书馆里那些尘封已久的教科书。但一旦翻开内页，那种对无机化学世界细致入微的描绘，立刻抓住了我的注意力。我特别欣赏作者在概念讲解上的耐心与深度。比如，在阐述晶体场理论时，他们并没有急于抛出复杂的数学模型，而是先从配位场的几何构型和对称性对d轨道能级分裂的影响入手，用大量的实例和清晰的图表，将原本抽象的电子排布和颜色、磁性等宏观性质联系起来。这对于初次接触过渡金属化学的学生来说，无疑是一个极大的福音。我记得我在学习某些配位化合物的反应机理时，经常会因为路径描述不清而感到困惑，但在这本书里，作者似乎总能预见到读者的疑惑点，提前设置了“深入探讨”或者“概念辨析”的小节，用非常平实的语言剖析了那些看似玄奥的反应步骤。尤其是关于有机金属化学那部分，涉及到的金属-碳键的形成与断裂，作者的处理方式既严谨又不失趣味性，读起来完全没有传统教材那种枯燥乏味的感觉。

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这本书的配图质量和信息密度达到了一个令人称赞的平衡点。我过去读过的很多化学书，要么图画得过于卡通化，无法准确传达空间信息，要么就是图表过于拥挤，密密麻麻的符号让人眼花缭乱。但在这本著作中，无论是分子轨道图还是晶体结构的三维渲染，都处理得恰到好处。例如，在讲解硼烷簇的电子结构时，他们使用的投影图和符号标记清晰明了，哪怕是像Icosahedral这样的复杂几何构型，也能通过一系列渐进的剖视图被轻松理解。更重要的是，作者没有把图表当作简单的装饰品，而是将其作为解释理论的核心工具。每一个图例下方都有详尽的文字注释，甚至会标明计算所用的方法或者实验测量的依据。这种对细节的执着，使得读者在查阅特定结构或反应路径时，能够迅速定位关键信息，这对于需要频繁翻阅参考的科研工作者来说，简直是太友好了。

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