3小时读通机能有机化合物 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Saito Katsuhiro

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• 有机化学
• 机能团
• 有机反应
• 化学学习
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• 教材
• 化学基础
• 有机化合物

　　了解机能有机化合物，掌握科技发展，解读各大商品的奥秘！
　　发热衣不只是广告噱头？
　　缝双眼皮可以不用拆线？
　　胸罩弦圈如何服贴身体？
　　炸药其实具有惊人疗效？
　　搭电梯也能到达外太空？
　　芳香疗法真的有效果吗？
　　为何隐形眼镜具透氧性？

　　不了解有机化合物，别说你是化学迷！
　　懂了有机化合物，不迷上化学都不行！

　　★一次掌握： 化学式、化学原理、实际应用、未来趋势！

　　碳元素能够无尽地相连，因此有机化合物的种类多到数不清。
　　发光、显色、产生能量、制造塑胶、拯救人命……这些都是有机化合物的机能！
　　毫无头绪地探索，参透不了有机化合物的魅力，
　　唯有生动的解说、清晰的图解，有系统地从机能着手，
　　才能连结生活、享受乐趣、学习原理，
　　活化你的科学脑！

　　有机化合物构成的物质很多，本书介绍了对日常生活有益处的种类──机能有机化合物。影印机等办公室事务机、有机发光层、液晶电视、传统的染色技术与一般家庭用的漂白剂，人工器官或用于药物投递系统的囊泡，以及2010年获颁诺贝尔化学奖的偶合反应，都是机能有机化合物的应用。

　　本书用生动的图解，让读者能够全方面地认识有机化合物，无论是最先进的科技产物或是日常生活的妙用，都不放过！

好的，这是一本关于机能有机化合物的书籍简介，内容详尽且不包含您提供的书名信息。 --- 《有机化学精要：结构、反应与应用》 书籍简介 核心内容概述： 《有机化学精要：结构、反应与应用》是一本全面深入探讨有机化学基础原理、关键反应机制及其在现代科学与工业中应用的权威教材与参考手册。本书旨在为化学、材料科学、生物科学、药学以及相关工程领域的学生和专业人士提供一个清晰、系统且富有洞察力的学习路径。我们聚焦于理解有机分子的结构如何决定其性质，以及这些性质如何驱动它们参与特定的化学转化。 第一部分：有机化学的基石——结构与键合 本书的开篇部分奠定了理解有机化学的基础。我们首先深入探讨了碳原子独特的成键能力，包括 $ ext{sp}^3$、$ ext{sp}^2$ 和 $ ext{sp}$ 杂化态的形成及其几何构型。详细分析了 $sigma$ 键和 $pi$ 键的性质，这是理解共振、芳香性和分子间作用力的关键。 立体化学的引入： 紧接着，我们详尽阐述了手性（Chirality）的概念，包括对映异构体、非对映异构体、外消旋体以及各种命名法（如 $ ext{R}/ ext{S}$ 和 $E/Z$ 体系）。通过大量实例说明了立体化学在药物活性和材料性能中的决定性作用。 酸碱理论的深化： 探讨了有机酸碱的强度、影响因素（如诱导效应和共振效应），以及更广泛的路易斯酸碱理论在有机反应中的应用。 第二部分：官能团的化学世界 本部分是本书的核心，按官能团的性质和反应活性进行系统划分。对于每一个关键官能团，我们都遵循“结构 $ ightarrow$ 反应性 $ ightarrow$ 合成方法 $ ightarrow$ 实际应用”的逻辑链条进行剖析。 1. 烷烃与环烷烃： 重点讲解了构象分析（如环己烷的椅式和平椅式转换），以及自由基取代反应的机理和选择性控制。 2. 烯烃与炔烃： 深入解析了亲电加成反应（包括反式加成与顺式加成）的立体化学控制，马尔可夫尼科夫规则的例外情况，以及重要的环加成反应（如 $ ext{Diels-Alder}$ 反应）。 3. 卤代烃： 详尽对比了亲核取代反应 ($ ext{SN}1, ext{SN}2$) 和消除反应 ($ ext{E}1, ext{E}2$) 的机理、动力学差异以及竞争选择性，强调了溶剂、亲核试剂和离去基团对反应路径的控制。 4. 醇、醚与胺： 涵盖了醇的氧化还原反应、取代反应，以及胺作为亲核试剂和碱的性质。特别关注了光气化反应和胺的官能化。 5. 羰基化合物 (醛、酮、羧酸及其衍生物)： 这是全书篇幅最长的部分之一。详细描述了亲核加成反应的机理，包括水合物、半缩醛、缩醛的形成。对 $alpha$-位反应（如烯醇化、醛醇缩合、$ ext{Claisen}$ 缩合）的控制策略进行了深入探讨。此外，对羧酸衍生物（酯、酰胺、酸酐）的转化和重排反应（如 $ ext{Hofmann}$ 重排）进行了详尽的梳理。 第三部分：高级有机合成与反应机制 本部分将读者带入更复杂的有机合成领域，重点关注催化、偶联和复杂分子构建的策略。 有机金属试剂： 格氏试剂和有机锂试剂作为强大的碳负离子源，其制备、反应性和官能团兼容性得到详尽介绍。 过渡金属催化偶联反应： 详细解析了钯催化偶联反应（如 $ ext{Suzuki}, ext{Heck}, ext{Stille}, ext{Buchwald-Hartwig}$ 胺化）的催化循环（氧化加成、转金属化、还原消除），这对于现代药物化学和材料合成至关重要。 自由基化学： 探讨了自由基反应的特点，包括自由基取代、加成以及重要的 $ ext{Barton}$ 脱硫反应。 第四部分：生物相关分子 为了连接基础有机化学与应用科学，本书的最后一部分专门讨论了与生命过程密切相关的几类重要有机分子。 碳水化合物化学： 从单糖的基本结构（费歇尔投影与哈沃斯投影）开始，深入讲解了糖苷的形成、寡糖的连接，以及糖类在生物识别中的作用。 氨基酸与肽类： 涵盖了氨基酸的结构、侧链性质、肽键的形成与水解，以及蛋白质一级结构分析中的关键有机化学原理。 脂质与萜类： 简要介绍了脂肪酸的结构、酯化反应及其生物学意义。 本书的特色与优势： 1. 机制驱动教学： 每一种反应都配有清晰的、分步的反应机理图示，强调“为什么”反应会发生，而不是仅仅罗列反应式。 2. 问题导向设计： 书中包含了大量的自测题和案例分析，这些问题不仅测试记忆，更侧重于预测反应产物和设计合成路线的能力。 3. 跨学科关联： 内容贯穿了从基础理论到药物设计、高分子材料、精细化工的实际应用案例，体现了有机化学作为中心科学的地位。 本书的编写力求严谨而不失趣味性，旨在培养读者对有机分子世界的直觉判断力和解决复杂化学问题的能力。它不仅是课堂学习的得力助手，更是实验室和研发工作者的重要参考书。

作者简介

斋藤胜裕（Saito Katsuhiro）

　　生于1945年5月3日。1974年毕业于日本东北大学大学院理学研究科博士课程，其专业为有机化学、物理化学、光化学、高分子化学，现在同时兼任名古屋市立大学特任教授、爱知学院大学客座教授、金城学院大学客座教授、名古屋工业大学名誉教授等职务。主要着作有《易懂有机化学》、《3小时读通化学热力学》、《神奇的金属》、《毒与药的奥秘》、《恐怖的有毒物质就在你身边》、《3小时读通能源》、《3小时读通太阳能电池》等。

审订者简介

刘广定

　　国立台湾大学化学系毕，美国普渡大学博士。
　　曾任国立台湾大学化学系教授、行政院国家科学委员会自然科学发展处处长、国立中央大学化学系主任。
　　现为国立台湾大学化学系名誉教授。

译者简介

陈彩华

　　兼职译者，是一枚在日本的基层打拼的小上班族，虽然工作有时加班到爆炸，还是会穿上运动鞋去练跑的未来超马选手（有梦最美）。
　　成功大学材料工程系毕业，是预备工程师的逃兵。去日本留学、就职后人生大转弯，从理工变成国贸再转成IT，目前自学苦读电脑书中。
　　踏入翻译的领域是美丽的意外，截稿日则是地狱的开始，再加上工作加班，只能在最底层找到我。请多指教。

前言

第1章 发光的有机化合物
1-1 会发光的有机化合物
1-2 检验犯罪现场的有机化合物：鲁米诺反应
1-3 获颁诺贝尔奖的有机化合物：水晶水母
1-4 发光提醒的有机化合物：萤光感应剂
1-5 让整面墙发光的有机化合物：有机发光层灯
1-6 能卷起收纳的有机化合物：有机发光层电视
1-7 支援电子影印的有机化合物
1-8 实现照片的拍摄和成像的有机化合物

第2章 显色的有机化合物
2-1 显色的有机化合物
2-2 有机化学的艺术品：压克力颜料
2-3 染色用的有机化合物：蓝染的秘密
2-4 染色用的有机化合物：泥染的秘密
2-5 罗马皇帝爱用的有机染料：贝紫
2-6 恢复洁白的有机化合物：漂白剂
2-7 闪耀白光的有机化合物：萤光染料
2-8 染发用的有机化合物
专栏：红花

第3章 产生能量的有机化合物
3-1 化石燃料和能源：起源是有机还是无机
3-2 煤炭和能源
3-3 石油和能源
3-4 天然气和能源
3-5 页岩油和油砂
3-6 甲烷水合物和能源
3-7 燃料电池和能源
3-8 太阳能电池和能源
3-9 有机太阳能电池和能源
专栏：甲烷水合物

第4章 塑胶的机能
4-1 变柔软的有机化合物
4-2 不软化的有机化合物
4-3 导电的有机化合物
4-4 形状记忆的有机化合物
4-5 海水淡化的有机化合物
4-6 治疗蛀牙的有机化合物
4-7 用于印刷的有机化合物
4-8 发声用的有机化合物
4-9 水族馆值得注目的有机化合物
专栏：高分子的种类

第5章 液晶和分子薄膜的机能
5-1 液晶是小河里的锵鱼？
5-2 显示温度的液晶贴片
5-3 因电流改变的液晶方向
5-4 液晶电视的构造
5-5 分子薄膜是朝会的小学生？
5-6 洗涤用的分子薄膜
5-7 形成细胞膜的有机化合物
5-8 将药送到患部的有机化合物：DDS
5-9 作为抗癌剂的有机化合物
专栏：柔软性结晶

第6章 超分子的机能
6-1 超分子是什么？
6-2 从海水掏金的有机化合物
6-3 封住芥末味道的有机化合物
6-4 制造皮肤的有机化合物
6-5 形成单分子机械的超分子
6-6 形成超导体的有机化合物
6-7 吸附磁铁的有机化合物
6-8 光合作用是热门连续剧
6-9 搭电梯前往太空站
专栏：制造生物体的物质

第7章 有机化合物令人惊奇的机能
7-1 会爆炸的有机化合物：古典炸药
7-2 会爆炸的有机化合物：新型炸药
7-3 防止火灾的有机化合物
7-4 作不沾锅的有机化合物
7-5 黏着用有机化合物：瞬间黏着剂
7-6 黏着用有机化合物：加热黏着剂
7-7 传达光讯息的有机化合物
7-8 书桌上发挥功能的有机化合物
7-9 不缩水不褶皱的有机化合物
7-10 形成体臭的有机化合物
7-11 温暖身体的有机化合物
7-12 防静电的有机化合物
7-13 和金属作用的有机化合物
7-14 触媒的作用
7-15 偶合反应
专栏：让柠檬变甜的机能

第8章 维持生命的有机化合物
8-1 运送氧气的有机化合物
8-2 控制遗传的有机化合物
8-3 操纵生物体反应的有机化合物：酵素・辅酵素
8-4 操纵生物体反应的有机化合物：贺尔蒙
8-5 吸引异性的有机化合物：费洛蒙
8-6 传达情报的有机化合物
8-7 帮助视觉的有机化合物
8-8 帮助嗅觉、味觉的有机化合物
专栏：生命是什么？

第9章 补强生物体机能的有机化合物
9-1 用于眼镜的有机化合物
9-2 用于隐形眼镜的有机化合物
9-3 帮助咀嚼的有机化合物
9-4 展现隆乳和浓密黑发的有机化合物
9-5 为指甲艺术增添色彩的有机化合物
9-6 帮助人工透析・人工肺脏的有机化合物
9-7 作出人工肝脏、人工血管的有机化合物
9-8 作人工皮肤的有机化合物
9-9 帮助人工味觉的有机化合物
专栏：不为黄杨梳子，而成黄杨假牙

第10章 有益健康的有机化合物
10-1 用于芳香疗法的有机化合物
10-2 作为减肥甘味料的有机化合物
10-3 作解热消炎药的母女档有机化合物
10-4 从炸药到狭心症特效药
10-5 毒气到抗癌剂
10-6 形成抗癌剂的有机化合物：沙利窦迈
10-7 老人痴呆症治疗药的有机化合物：奎诺仿
10-8 毒性也是有机化合物的功能之一
10-9 对人有用的毒性有机化合物
专栏：诺贝尔化学奖

第11章 有益环境的有机化合物
11-1 沙漠绿化的有机化合物
11-2 将水净化的有机化合物
11-3 除去污染的有机化合物
11-4 分解PCB的有机化合物：从三相图来看
11-5 分解PCB的有机化合物：超临界状态
11-6 即溶咖啡的原理（番外篇）
11-7 净化废气的触媒：三相触媒
11-8 分解细菌的有机化合物
11-9 有助于土木工程的有机化合物

索引

前言

　　有机化合物是含有碳元素的化合物。碳是不可思议的元素，不管几个都能够连接在一起。聚乙烯被称为高分子的有机化合物代表，它是由数千到数万个碳原子连结形成的长型链状化合物。像这样的长型碳原子链不只是长度很长，也会分枝、构成环形结构、互相连结形成复杂的结构体。这导致有机化合物的种类也随之增加，而且多到数不清的境界。

　　不同的有机物有着不同的性质跟反应作用，因此要概括全部有机物的性质和反应作用，其范围就会变得广泛无垠。在化学上，这种对人类有好处的分子性质或反应作用，就特别称为「机能」。

　　其中，有些与我们的日常生活息息相关，有些东西也被制成商品排在便利超商的架上，黏着剂就是个典型的例子，感冒药或外伤药膏也是将有机化合物中最重要的机能，制成商品。

　　便利超商角落置放的影印机，也是个利用有机物机能的物品，甚至连液晶萤幕的液晶也是有机物机能的一种。现今，电视更进一步地变成有机EL电视，一如「有机EL」字面上的意思，这种电视就是利用有机物做成的，它利用发光的有机物来产生影像。

　　像这样将有机物的机能扩大使用的现象，大大改变了人们的既有印象。过去人们都认为有机物是绝缘体，无法想像有机物能够导电，然而白川教授却发现某种有机物能像金属一样，成为电的导体，这个发现让他获得了诺贝尔奖。现在甚至能更进一步地合成出具有超导性的有机物，也正在开发能被磁铁吸引，或是能够吸引铁的有机磁铁。

　　过去人们认为汽车或飞机是用铁或硬铝等金属制成的，但是现在却正在开发许多比金属轻、但比金属更强韧的有机物材料。

　　这种有机物也能作为取代金属的材料，但是有机物的功能不只这些。目前科技最先端所不可或缺且话题性高的稀有金属，日本并无出产，进口也变成问题，因此日本也致力于用有机物来取代稀有金属的工作，有机超导体和有机磁铁的研究即表现出此类研究的倾向。
 
　　有机物的机能无止尽地扩展，且各种机能具体化为各式各样的商品，让我们的生活变得更加便利丰富。

　　有机物原本是指构成生物体的化合物，因此，有机物跟生物体有着紧密的关系，而有机物也具备了很多与生物体相关的功能，像是在制造隐形眼镜、假牙、人工内脏、代替内脏等方面，有机物的表现都是一枝独秀。

　　本书将广泛、浅显易懂且生动有趣地介绍有机物机能，涵盖从日常生活中常见的，到活跃于科技最前端的各种机能。此外，本书的各节内容都是独立的，无论从哪篇开始阅读都不会有影响。读者大致翻阅后，可以先选择自己感兴趣的内容来阅读，之后一定会陆续地发现更加感兴趣的内容，最后变得爱不释手的！

　　最后，在此感谢SoftBank Creative的石 周子小姐，以及插画家高山美香小姐，她们为了本书的发行付出了相当多的努力。

发热衣──远红外线放热型

用烧红的石头烤出的番薯或用备长炭烤熟的鳗鱼会这么好吃的原因，就在于远红外线。如同在1-1看到的，远红外线在红外线中波长较长、能量较小，比能量较大的近红外线更能烤出美味食物，这是因为它的波长较长，能进入物体当中慢慢地加热。

这一点对人类来说也是一样的，比起能量大的红光或近红外线，能量小的远红外线反而更能让人感到温暖。

利用这个原理的就是远红外线放热纤维。它在纤维的表面涂布能放出远红外线的硅酸锆ZrSiO4，这种物质可以吸收人体放出的近红外线，使之降低能量再释放出远红外线。此种纤维用于寝具或毛毯。

胸罩弦圈──形状记忆塑胶的原理

形状记忆塑胶的原理如下：

■①形状记忆阶段：将直链状的形状记忆塑胶加热成形状A，在加热过程中，分子间形成架桥结构。架桥结构会以分子链立体固定住塑胶，如同4-2的热固性塑胶一样不易变形，这样就完成形状记忆了。

■②成形阶段：把上一阶段完成的制品再次加热，使其软化变成任意形状B，冷却后制品就会固定为形状B。但形状B只是形状A不得已的暂定型态，其内部的分子多数处于变形的状态，应变值极高。

■③恢复阶段：加热制品B使其软化，分子获得自由，恢复成形状A。

形状记忆塑胶可应用在各种地方。

■利用法①：用在女性胸罩的弦圈，使弦圈形状记忆完美的弧形。当穿脱的动作造成弦圈扭曲变形时，只要把胸罩穿上用体温加温，弦圈就会恢复到原本的形状了。

■利用法②：也可用在管线的接口上。将记忆小口径的管子放大成形。在施工现场，接续口径不同的管子时，用吹风机等工具加热管子，使其恢复到小口径，就可以使两个管子固定了。

从黄色炸药到医药品

硝化甘油因作为心绞痛的特效药而着名，同时也如7-1所见，因被当成黄色炸药的原料而广为人知。到底是怎样的契机，让人们得知黄色炸药的原料具有心绞痛特效药的疗效呢？

硝化甘油的新功效被发现的契机，就是因为黄色炸药制造工厂的劳务管理很精密吗？发现的契机如下文所示。

在黄色炸药制造工厂中，据说有心绞痛的员工。这个人在做这份工作之前，总会不定期地发病，然而开始工作之后，只会在家发病，在工厂时则变得不会发作。这是因为工厂中有某种东西可以抑制发病，治疗心绞痛的功效就是这样被发现的。因为这个发现，诺贝尔本身也被救了一命。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习有机化学就像在学习一种关于“连接”的语言，原子如何组合，电子如何流动，最终形成各种各样的分子，而这些分子又以奇妙的方式相互作用，构成了我们所见的世界。这本书的标题，尤其是“读通”这个词，让我感觉它可能提供了一种更“智慧”的学习方式，而非传统的“填鸭式”教学。我期待它能帮助我理解有机化学的“内在逻辑”，而不是死记硬背那些反应方程式。也许它会用一些非常规的比喻，或者新颖的图示，来解释那些抽象的概念，比如碳链的形成、芳香性的原理、立体化学的奇妙之处等等。我希望它能让我感觉到，学习有机化学不再是面对一堆枯燥的符号，而是在探索一个充满生命力和创造力的微观世界。如果这本书能够让我学会如何“思考”有机化学，如何用一种更具洞察力的方式去理解反应，甚至能够举一反三，那将是一次非常宝贵的学习体验。我希望它能点燃我对有机化学的好奇心，让我不再畏惧它，反而对它充满兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一个曾经被有机化学虐得体无完肤的学生，我对“3小时读通”这个概念充满了复杂的情感。一方面，我渴望找到这样一本“救星”般的书籍，能让我摆脱泥潭；另一方面，我又怀疑它是否真的能够做到。毕竟，有机化学的学习是一个循序渐进、需要大量练习和理解的过程。所以，当我拿起这本书时，我更关注它是否能够提供一种“高屋建瓴”的视角，帮助我把握有机化学的精髓，而不是简单地删减内容。我希望它能揭示出有机化学学习的“捷径”或者说“窍门”，比如，它是否会讲解如何系统地记忆和理解官能团的反应性？是否会提供一套逻辑清晰的反应机理分析方法？又或者，它是否会帮助我建立起一个“骨架”，让我能够将零散的知识点串联起来，形成一个有机的整体？我猜想，这本书可能不会深入到每一个细枝末节的反应，但一定会提炼出那些最核心、最普遍的规律。我希望它能让我明白，有机化学的学习并非不可战胜，关键在于找到正确的方法和思路，而这本书，或许就是开启这扇大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当我在书店看到这本书时，最先吸引我的并不是“3小时”这个诱人的数字，而是“机能有机化合物”这个词组。这让我联想到，我们学习有机化学，最终的目的无非是为了理解物质的结构和性质如何决定其功能，以及如何通过设计和合成来获得具有特定功能的化合物。这本书的标题暗示了它不仅仅是关于有机反应的堆砌，而是强调了“机能”这个核心概念。这让我十分期待它能在这方面有深入的探讨，比如，如何将抽象的化学结构与具体的生物或材料功能联系起来？书中会不会通过一些生动的案例，展示有机化合物在医药、材料、生命科学等领域的应用，以及科学家们如何利用有机合成的智慧来解决实际问题？我希望这本书能够让我看到有机化学的“实用价值”和“创造性”，不仅仅是枯燥的理论，而是充满无限可能的科学前沿。如果它能让我明白，理解一个分子的“机能”是多么重要，并且提供了一些思考和分析的工具，那将是莫大的收获。我期待它能为我打开一扇了解有机化学应用的大门，让我看到理论知识如何转化为改变世界的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就像是一场速度与激情的化学之旅，瞬间就抓住了我的眼球。“3小时读通”这个承诺，对于那些在浩瀚的有机化学海洋里漂泊许久，却总感觉找不到方向的“航海者”来说，无疑是一盏指路的明灯，一条捷径。我一直觉得有机化学像是另一个星球的语言，复杂的结构、抽象的反应机理，每次翻开课本都感觉像是要攀登一座难以逾越的高峰。而这本书，仿佛是提供了一套先进的攀登装备，一个经验丰富的向导，让我觉得这座高峰不再遥不可及。我尤其好奇它到底是如何能在短短三小时内，将如此庞杂的知识系统地梳理清楚，并且还能让人“读通”。是用了什么独特的教学方法？是通过精炼的图示，还是巧妙的比喻？又或者是抓住了有机化学的核心脉络，避开了那些繁琐的细节？我希望它能帮助我建立起一个清晰的知识框架，理解那些看似孤立的反应背后共通的逻辑，从而能从根本上掌握有机化学的学习方法，而不是死记硬背那些拗口的名称和反应式。我期待着它能让我对有机化学产生一种全新的认识，甚至是一种“豁然开朗”的感觉，能够自信地面对未来的学习和实践。

评分☆☆☆☆☆

在琳琅满目的化学书籍中，“3小时读通机能有机化合物”无疑是一个极具吸引力的标题。它承诺了一种高效的学习模式，对于时间有限但又渴望掌握核心知识的学习者来说，具有强大的吸引力。我揣测这本书的内容，可能并非对机能有机化合物的全面讲解，而是聚焦于最核心、最关键的知识点，通过精炼的语言和清晰的逻辑，帮助读者快速建立起对这一领域的整体认知。我期待它能够提炼出有机化合物的功能与其结构之间的关键联系，例如，通过剖析一些代表性的例子，阐述特定官能团如何赋予分子独特的化学和生物活性。我猜想，这本书可能不会涉及复杂的推导过程，而是侧重于对概念的理解和对原理的把握，让读者能够快速掌握学习的“钥匙”。我希望它能帮助我理解，为什么某些结构会产生特定的功能，以及如何通过改变结构来调控功能。它应该是一种“点石成金”式的学习，让我在短时间内，能够对机能有机化合物有一个“豁然开朗”的认识，并为后续更深入的学习打下坚实的基础。