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　　学习化学最有效的途径是化学实验。学生惟有在细心及耐心的实验过程中掌握化学实验的技巧,彻底了解化学基本概念及认识各种物质的特性,养成优良的科学态度。

　　本实验书是配合着作者所着五南书局发行的「普通化学」所写的。编着本实验时,着者收集有关的参考资料,结果发现本校化学系一直没有用实验书而自印普通化学实验讲义,并很意外的看到四十多年前着者担任化学系助教时所编着的气体反应定律等实验仍在讲义中,事实上化学实验的基本概念及操作技巧往往不会因岁月的变迁改变的,惟随着科学技术的进展,必然有新的操作法及测定法出现。很高兴讲义里有本系教授们随时补充对的资料。

　　本书除了着者所编的实验外,部份容纳本校化学系的普通化学实验讲义共四十个实验。请各校教师依照学校的化学器材与设备,实际教学进度酌量取舍而选择12~16个实验(一个学期)进行实验。

作者简介

魏明通

现职：国立台湾师范大学化学系名誉教授
学历：国立台湾师范大学理化系毕业
　　　日本国立东北大学化学研究所毕业
　　　美国俄亥俄州立大学科学教育研究所研究
经历：国立台湾师范大学科学教育研究所所长
　　　国立台湾师范大学科学教育中心主任
　　　教育部科学教育指导委员会执行秘书
着作：《科学教育》，1997，五南图书出版
　　　《化学与人生》，1999，五南图书出版
　　　《核化学》，1999，五南图书出版
　　　《无机化学》，2000，五南图书出版
　　　《普通化学》，2006，五南图书出版
　　　《普通化学学习手册》，2006，五南图书出版

《材料科学基础》 书籍简介 《材料科学基础》是一本旨在为读者提供全面、深入的材料科学领域核心知识的教科书。本书内容涵盖了从原子结构到宏观性能的广阔范围，系统地阐述了材料的结构、性能、制备与应用之间的内在联系。本书特别注重理论与实践的结合，力求使读者不仅掌握基础理论，更能理解材料在工程领域中的实际行为。 第一部分：材料的微观结构 第1章：材料科学导论 本章首先界定了材料科学与工程的范畴，阐述了其在现代社会发展中的重要地位。我们将探讨材料在人类文明进程中所扮演的关键角色，并概述材料的分类体系，包括金属、陶瓷、高分子和复合材料。本章还将介绍材料科学的基本研究方法，强调跨学科合作的重要性。 第2章：晶体结构与缺陷 材料的性能在很大程度上取决于其内部的微观结构。本章详细介绍了晶体学的基本概念，包括晶格、晶胞、晶面指数和晶向指数的表示方法。我们将深入探讨常见晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构，并分析它们对材料力学性能的影响。随后，重点讨论晶体缺陷理论，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）。详细分析位错的产生、运动及其对金属塑性变形的决定性作用，这是理解材料加工性能的关键。 第3章：非晶态结构 并非所有材料都具有长程有序的晶体结构。本章着重探讨非晶态材料（如玻璃和某些高分子）的结构特点，包括短程有序和长程无序。我们将比较晶态与非晶态结构在热力学和动力学上的差异，并介绍常用的结构分析技术，如X射线衍射（XRD）和中子散射。 第二部分：材料的热力学与动力学 第4章：材料的热力学基础 本章建立在热力学基本原理之上，应用于材料体系。内容包括相图的解读与构建，相律的应用，以及相变过程中的热力学驱动力。我们将详细讨论固溶体的形成条件、共晶反应、共析反应等，并结合范特霍夫方程和吉布斯自由能分析相平衡。理解相图是预测和控制材料组织结构的基础。 第5章：材料的扩散 扩散是材料微观结构演变和许多工程过程（如热处理、腐蚀）的驱动机制。本章深入探讨固态扩散的基本机理，区分替换式扩散和间隙式扩散。我们将重点介绍菲克第一定律和第二定律，并讨论温度、晶体结构和晶界对扩散速率的影响。通过分析扩散激活能，读者可以量化材料在特定温度下的微观重构速率。 第6章：相变动力学 相变不仅需要克服热力学驱动力，还需要克服动力学障碍。本章聚焦于相变动力学，特别是形核与长大理论。我们将介绍詹森-拉文斯（Johnson-Mehl-Avrami, JMA）模型，用于描述非平衡相变过程随时间的变化规律。本章将分析退火、淬火等热处理过程中微观结构演化的时间-温度-转变（TTT）图和连续冷却转变（CCT）图的构建与应用。 第三部分：材料的机械性能 第7章：弹性与粘弹性 本章首先定义应力与应变的概念，并引入胡克定律描述材料的弹性响应。重点讲解各向异性材料中的广义胡克定律，包括杨氏模量、剪切模量、泊松比等弹性常数的测量与意义。随后，我们将过渡到粘弹性行为，讨论蠕变和应力松弛现象，特别是针对高分子材料的开环与闭环粘弹性模型。 第8章：强度与塑性变形 本章是材料力学性能的核心部分。我们将深入剖析金属的塑性变形机制，即位错的滑移和攀移。本章详细阐述了加工硬化现象，并介绍了屈服强度、抗拉强度和韧性的测量方法。讨论了加工硬化指数和拉伸断裂的机制。 第9章：断裂力学与疲劳 材料在实际使用中往往遭受循环载荷或集中应力。本章引入宏观断裂力学的基础，包括应力集中、应力强度因子（K）的概念，以及裂纹扩展的判据（G比功）。重点讲解线弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM）。同时，本章详细讨论了材料的疲劳行为，包括S-N曲线的构建、高周疲劳与低周疲劳的差异，以及疲劳裂纹的萌生、扩展与最终断裂过程。 第十章：蠕变与高温性能 在高温环境下，材料会发生时间依赖性的塑性变形——蠕变。本章分析蠕变过程的三个阶段，并讨论蠕变的物理机制，如扩散蠕变和位错蠕变。介绍朗森（Norton-Bailey）幂律方程，并讲解如何通过确定临界蠕变寿命来设计高温工程部件。 第四部分：电、磁与光学性能 第十一章：电学性能 本章系统介绍材料的导电性。区分导体、半导体和绝缘体的电子结构差异。详细阐述金属的能带理论，解释电阻率与温度的关系。针对半导体，深入探讨载流子浓度、迁移率、掺杂效应以及PN结的形成与应用。 第十二章：磁学性能 本章聚焦于材料的磁响应。解释磁化强度、磁导率等基本概念。系统介绍抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。深入剖析磁畴理论、磁滞回线及其在软磁材料和硬磁材料设计中的应用。 第十三章：光学性能 本章探讨材料与光相互作用的机理。内容包括光的吸收、透射、反射和散射。讲解不同材料（如透明陶瓷、半导体、金属）的光学常数。讨论等离激元共振、光子晶体等前沿光学现象在材料器件中的应用。 第五部分：材料的制备与应用 第十四章：金属材料 本章重点介绍工程中应用最广泛的金属材料。详细讲解钢铁材料（如碳钢、不锈钢、铸铁）的相变与热处理工艺，如调质、渗碳。讨论铝合金、铜合金等非铁金属合金的强化机制（固溶强化、沉淀强化、晶界强化）。 第十五章：陶瓷材料 陶瓷材料因其优异的高温性能、耐腐蚀性和硬度而著称。本章分类介绍氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）和玻璃陶瓷。重点讨论陶瓷的制备工艺（粉末冶金、烧结）及其对微观结构和性能的控制。 第十六章：高分子材料 高分子材料具有密度低、加工性好、弹性高等特点。本章阐述聚合物的微观结构（线性、支化、交联、网络结构）与宏观性能的关系。区分热塑性塑料和热固性塑料，并讨论硫化、固化等关键加工过程。 第十七章：复合材料与功能材料 本章介绍复合材料的设计理念，强调增强相、基体相和界面的协同作用。讨论纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）和颗粒增强复合材料的性能预测模型。同时，简要介绍先进功能材料，如智能材料（形状记忆合金）和纳米材料的初步概念。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，旨在为学生和研究人员提供一个坚实的材料科学理论框架，使其能够有效地分析和解决实际工程问题。书后附有大量的习题和案例分析，以巩固所学知识。

普通化学实验的一般注意事项
化学实验室的灾害防止与急救处理

实验部分

实验一：原子量的测定
实验二：分子的测定
实验三：凝固点下降—测定分子量
实验四：以单分子膜法测定亚佛加厥数
实验五：反应热与赫士定律
实验六：焓、熵和自由能
实验七：气体反应定律
实验八：溶解平衡与平衡的移动
实验九：蓝色硫酸铜晶体所含的结晶水
实验十：再结晶法精制固体
实验十一：影响化学反应的因素与反应速率
实验十二：反应速率与反应级数的测定
实验十三：电解质与非电解质溶液的性质
实验十四：游离常数与缓冲溶液
实验十五：溶度积常数
实验十六：法拉第常数的测定
实验十七：酸、硷浓度的标定
实验十八：粗硷中含硷总量之滴定
实验十九：过锰酸钾的氧化还原滴定
实验二十：试样中维生素C含量之测定
实验二十一：化学电池的组成与电压
实验二十二：空气中二氧化氮含量的测定
实验二十三：测定水的总硬度
实验二十四：测量水中的溶氧量
实验二十五：测量白热水的化学需氧量
实验二十六：测量水中所含的氯离子
实验二十七：铁离子的性质
实验二十八：两性元素的反应
实验二十九：薄层层析法
实验三十：管柱层析法
实验三十一：代表性阳离子的定性分析
实验三十二：阴离子的定性分析
实验三十三：胶体溶液的性质
实验三十四：链状烃类的制法与性质
实验三十五：醇类的氧化反应
实验三十六：醛类的还原反应
实验三十七：硝基苯及苯胺的合成
实验三十八：醣类的性质
实验三十九：光电比色计测定空气中的氮气化物
实验四十：红外线光谱仪测硬脂酸及其钠盐光谱
 
石油化学工业－原料制程及市场
电化学原理与方法
研究．工作记录簿
分析化学学习手册
化妆品化学

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书时，我最大的感受就是它的“厚重感”。不仅仅是物理上的重量，更是内容上的扎实和严谨。它不像市面上一些泛泛而谈的书籍，而是深入浅出地剖析了化学的各个层面。我注意到书中对于一些基础概念的解释，都做了非常详尽的阐述，并且会追溯其历史渊源和发展脉络。这让我感到，作者并不是简单地把知识堆砌起来，而是经过了深思熟虑，力求为读者构建一个完整、清晰的知识体系。我记得有一个章节，详细讲解了原子模型的演变过程，从早期粗糙的设想到后来的量子力学模型，作者不仅清晰地梳理了各个时期的代表人物和核心理论，还巧妙地穿插了相关的历史故事和科学趣闻，让我在学习理论的同时，也感受到了科学探索的艰辛与伟大。这种处理方式，让我在阅读过程中，不仅获得了知识，更获得了一种人文关怀和历史的厚重感。这本书的每一个细节都透露着作者的用心，让人不禁对其产生敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构安排非常合理。每一章都围绕着一个主题展开，并且在内容的组织上，遵循着从易到难、从整体到局部的原则。我能够清晰地感受到每一章之间的逻辑联系，以及整个知识体系的递进关系。当我对某个概念产生疑问时，这本书总是能在我继续往下读的过程中，或者通过引用前文的知识点，来为我解答。这种严谨的结构，让我能够有条不紊地进行学习，而不会感到迷茫或者遗漏。我尤其喜欢作者在每个章节结束时，都会对本章内容进行一个简要的总结，并提出一些思考题。这不仅帮助我巩固了所学知识，也激发了我进一步探究的兴趣。我甚至会在读完一章后，尝试去回答这些思考题，这让我感觉自己不仅仅是在被动地吸收知识，而是在主动地运用和思考。

评分☆☆☆☆☆

我尝试着去理解书中关于“化学平衡”的章节。起初，我以为会遇到很多复杂的数学公式和推导，但作者的讲解方式却出乎我的意料。他/她用一个非常生动的例子，比如一个正在进行中的“买卖”场景，来比喻可逆反应中的正逆反应速率。在描述平衡状态时，作者强调的是“动态平衡”，而非静止不动。这种将抽象的化学概念与生活化的场景相结合的讲解方式，让我立刻茅塞顿开。我不再觉得平衡是一个遥不可及的概念，而是能够清晰地想象到它的具体状态。作者还详细介绍了影响平衡移动的因素，比如浓度、温度和压强，并且通过图示和表格，清晰地展示了这些因素对平衡移动方向的影响。我甚至可以根据作者的讲解，去预测在特定条件下，化学反应的平衡点会向哪个方向移动。这种授人以渔的学习方式，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我第一次接触这本书，是在一个阳光明媚的午后，空气中弥漫着淡淡的青草香，微风轻轻吹拂着窗帘。我小心翼翼地翻开这本书，第一眼吸引我的并非是那些复杂的公式或者密集的文字，而是它所营造出的整体阅读氛围。书页泛着淡淡的暖黄色，仿佛历经岁月的沉淀，散发出一种温润的光泽。我尝试着去理解书中的某个章节，起初我以为会遇到很多难以理解的专业术语，但出乎意料的是，作者的语言风格非常流畅，即使是描述一些抽象的概念，也力求通俗易懂，仿佛在娓娓道来一个精彩的故事。我尤其欣赏作者在解释一些实验原理时，所使用的类比和生活化的例子，这使得原本枯燥的理论知识变得生动有趣，也让我更容易将其与现实生活中的现象联系起来。这种循序渐进的讲解方式，让我感觉自己不是在被动地接受信息，而是在积极地参与到知识的构建过程中。我常常会在阅读过程中停下来，反复咀嚼作者的每一个字句，试图从中汲取更多的营养。我想，这本书不仅仅是为了传授知识，更是为了培养一种对化学科学的兴趣和热爱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图和图表给我留下了深刻的印象。我是一个视觉型学习者，而这本书在这方面做得尤为出色。图文并茂的排版，让我在阅读过程中不会感到枯燥乏味。每一张插图都精心设计，色彩搭配和谐，比例恰当，能够准确地传达出实验装置的结构，或者分子运动的原理。我尤其喜欢书中对于一些抽象概念的可视化处理，比如在解释化学键的形成时，书中的示意图就将电子的分布和能量的变化直观地呈现出来，让我更容易理解那些肉眼无法看见的微观过程。这些图表不仅仅是装饰，更是知识的载体，它们帮助我更好地理解书中的文字内容，并且加深了记忆。有时，我甚至会花上更多的时间去仔细研究图表，从中发现一些文字中未曾详细说明的细节。这本书的图片质量非常高，印刷清晰，色彩鲜艳，给我的阅读体验增添了不少色彩。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特。它既有学术书籍的严谨和规范，又不乏人文关怀和生活气息。我记得作者在解释一些危险化学品的使用注意事项时，并没有简单地列出禁忌，而是用一种带有警示意味的语气，强调了安全的重要性，并且引用了一些真实的事故案例，让读者深刻认识到安全操作的重要性。这种方式，比单纯的警告更能引起读者的重视。同时，在描述一些化学现象时，作者的语言又显得非常优美，比如在形容结晶过程时，他/她用了“如同大自然精巧的雕塑家，在微观世界里创造出无数美丽的晶体”这样的句子，让我仿佛置身于一个奇妙的化学世界。这种将科学与艺术相结合的语言表达方式，让阅读过程充满了惊喜。

评分☆☆☆☆☆

我非常赞赏这本书在实验设计上的创新之处。书中提供的实验项目，不仅仅是简单的操作演示，而是鼓励读者去思考实验背后的科学原理，并且在实验过程中，引导读者进行数据分析和结果讨论。我注意到，每个实验都附有详细的操作步骤，并且对关键步骤进行了特别的提示，这对于初学者来说非常有帮助。更重要的是，作者不仅仅满足于让读者完成实验，而是鼓励读者去思考“为什么”以及“如何做得更好”。例如，在某个氧化还原滴定的实验中，作者不仅给出了标准的实验步骤，还引导读者去思考滴定终点的判断、误差来源分析以及如何优化实验条件。这种探究式的学习方法，让我不仅仅掌握了实验技能，更培养了我科学研究的严谨态度和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

在我对这本书进行更深入的探索后，我发现它不仅仅是一本教科书，更像是一本化学知识的“百科全书”。书中涵盖了非常广泛的化学知识，从基础的原子结构，到复杂的有机化学反应，几乎无所不包。而且，在每一个知识点上，作者都进行了深入浅出的讲解，并且会涉及到相关的应用领域。例如，在讲解高分子化合物时，作者不仅仅介绍了其结构和性质，还详细阐述了塑料、橡胶等材料在日常生活中的广泛应用。这种将基础知识与实际应用相结合的讲解方式，让我能够更深刻地理解化学在现代社会中的重要地位。我相信，即使是化学专业的学生，也能在这本书中找到许多有价值的信息，并且对自己的知识体系进行一次系统的梳理和拓展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象。深邃的蓝色背景，点缀着一些抽象的分子结构图，仿佛暗示着这本书将带领我遨游在物质世界的奇妙奥秘之中。拿到书的那一刻，我能感受到它沉甸甸的分量，这不是一本随便翻翻就能过去的闲书，而是一份沉甸甸的知识宝藏。迫不及待地翻开第一页，扑面而来的是一种严谨而又充满吸引力的学术气息。扉页上的作者名字，虽然有些陌生，但字里行间透露出的专业性和对化学研究的热情，让我对这本书的内容充满了期待。我尤其喜欢这种将科学知识以一种艺术化的方式呈现出来的设计理念，它打破了我对传统化学书籍枯燥乏味的刻板印象，让我觉得学习化学本身也可以是一种美的享受。这种视觉上的冲击，加上恰到好处的排版和字体选择，让我在阅读的初期就获得了一种沉浸式的体验。我想，这不仅仅是一本教材，更像是一个通往化学世界的邀请函，它的封面设计就像是为我量身定制的，让我迫不及待地想去探索它所蕴含的一切。书的纸张质量也很好，厚实而又不失柔韧，摸起来有一种亲切的触感，这对于经常需要做笔记的我来说，无疑是一个巨大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书的初期，我被作者对语言的运用所吸引。他/她不仅仅是陈述事实，更像是用一种富有感染力的语言，引导我进入化学的世界。书中的语言，时而严谨精确，时而又带着一丝诗意。我记得有一个地方，作者在描述化学反应的能量变化时，用了“如同点燃的火柴，释放出热情”这样的比喻，让我瞬间感受到了化学反应的活力与魅力。这种生动形象的语言，让原本可能显得枯燥的化学概念，变得鲜活起来。我并不需要时刻紧绷着神经去理解那些艰深的术语，因为作者总能找到恰当的方式，将复杂的知识化繁为简。我甚至会因为某些精彩的句子而停下来，反复品味。这是一种非常愉快的阅读体验，它让我觉得学习化学不再是一件苦差事，而是一种探索未知、发现真理的乐趣。作者的文字，就像是一位耐心的向导，一步步地引领我走进化学的殿堂。