3小时读通週期表

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具体描述

一张週期表,全面浓缩化学!
有系统地图解抽象概念,
清楚解说反应性质。
搞定化学,
从週期表开始!

  想培养化学兴趣的国中生,想打好基础的高中生,不甘心高中化学成绩低落的大学生,化学无能者,化学狂热者,都该了解化学週期表!

  ★易懂图解、详细解说、生动比拟、掌握基础,最佳的化学入门书!

  化学是万物之本,
  原子是化学之本,
  週期表是认识原子的捷径!

  最易懂、清晰、生动的解说
  让你从週期表的排列规则开始,
  逐步化解对化学的恐惧!

  原子与元素有何不同?
  原子性质由最外壳层电子决定?
  什么是量子化学?
  什么是典型元素及过渡元素?
  週期表的顺序有何意义?
  为什么九十几种元素能组成万千物质?
  核能发电与原子的核反应有何关系?

  原子是构成宇宙的单位,
  週期表将原子性质汇整成元素概念,
  唯有熟悉化学元素性质,
  才能理解化学反应,
  了解生活週遭的各种现象。

  週期表依照原子序排列元素,反映元素的结构、特性与反应性。本书从多种角度剖析週期表,介绍原子的诞生、週期表的排列规则、各族元素的性质与结构等,让你轻松打好基础,进入化学的世界!

  一张简单的週期表,掌握元素的所有讯息!从外观与结构、电子组态、游离能、电负度到各族元素特性等,复杂的元素特性,一次搞定!
好的,为您构思一本名为《3小时读懂原子世界:从基础概念到现代化学的奇妙旅程》的图书简介,内容将详细阐述该书的结构、目标读者以及核心价值,但不提及您提到的那本特定书籍。 --- 《3小时读懂原子世界:从基础概念到现代化学的奇妙旅程》图书简介 一、 核心理念与目标读者 在信息爆炸的时代,面对浩瀚的化学知识海洋,许多人望而却步。化学,这门被称为“中心科学”的学科,构筑了我们理解物质世界运作方式的基础。然而,传统教材往往充斥着复杂的数学公式和抽象的理论,使得初学者难以建立直观的认知框架。 《3小时读懂原子世界:从基础概念到现代化学的奇妙旅程》正是为打破这一壁垒而生。本书旨在用最精炼、最直观的方式,为渴望快速入门的科学爱好者、高中生、跨专业大学生,以及希望重新梳理基础知识的职场人士,构建一座坚实的化学知识桥梁。 我们的核心理念是:深度源于清晰的框架,理解无需漫长的积累。 本书并非追求百科全书式的覆盖,而是致力于在极短的时间内,帮助读者掌握理解化学现象的“底层逻辑”,即原子、分子、元素周期律和化学键的内在联系。 二、 内容结构与独特卖点 本书的设计遵循“由微观到宏观,由静态到动态”的清晰路径,确保每一步的知识点都建立在前一步的稳固理解之上。全书分为四大核心板块,力求在有限的篇幅内实现知识密度的最大化。 第一板块:物质的基石——原子与基本粒子 本板块是构建整个化学大厦的基石。我们将剥离复杂的物理模型,聚焦于我们“看得见”的原子结构。 原子探秘: 深入浅出地介绍质子、中子和电子的构成与作用。我们不会停留在简单的“核外电子排布”上,而是探讨这些基本粒子如何共同决定元素的化学性质。 质量的秘密: 阐释原子量与同位素的概念。通过生动的例子,解释为什么同一种元素会有不同的“重量”,以及这在实际应用中的意义(例如核能与放射性追踪)。 宏观与微观的连接点: 首次引入“摩尔”这一关键概念,将其描绘成连接微小原子世界与宏观实验室测量的完美桥梁,彻底消除初学者对摩尔概念的恐惧感。 第二板块:宇宙的索引——元素周期表的逻辑重构 元素周期表是化学家手中的“地图”,但其复杂性常令人困惑。本书将周期表还原为其最本质的规律。 周期律的本质: 揭示电子层结构如何驱动了元素性质的周期性变化。读者将理解为何碱金属如此活泼,而稀有气体为何如此“高冷”。 分区与分组的意义: 系统性地讲解主族、过渡金属和内过渡金属的特点。本书强调“族”的横向联系和“周期”的纵向差异,帮助读者构建一个可预测的元素行为模型。 元素的故事: 选取最具代表性的几组元素(如卤素、氧族、稀土元素),讲述它们在自然界中的角色和工业上的关键应用,让抽象的元素拥有鲜活的生命力。 第三板块:物质的结合——化学键的动态语言 化学反应的发生,归根结底在于原子间相互作用的能量变化。本板块将重点解析化学键的形成机制。 离子键与电子的得失: 侧重于电负性差异如何驱动电子的完全转移,以及由此形成的晶体结构和性质(如高熔点、导电性)。 共价键的精妙: 深入探讨电子的共享。从简单的双原子分子到复杂的多原子分子,我们将借助“八隅体规则”的逻辑,清晰展示分子几何构型(如VSEPR理论的简化应用)如何决定物质的物理特性。 键的“等级”与分子间作用力: 区分强大的化学键与相对较弱的分子间作用力(如范德华力和氢键)。这是理解物质状态(固态、液态、气态)以及溶解现象的关键所在。 第四板块:从原子到世界——化学的实际应用初探 为了巩固理论,最后一部分将简要介绍这些基本概念在真实世界中的体现。 酸碱盐的本质: 用离子理论重新审视酸、碱的定义,理解pH值的真正含义。 氧化还原反应的“电子得失”视角: 将所有氧化还原过程统一归结为电子转移,便于快速识别反应类型。 材料科学的微观基础: 简要提及有机化学中的基本骨架以及高分子材料的链式结构,展示原子排列如何决定材料的性能。 三、 本书的独特价值承诺 《3小时读懂原子世界》承诺的不是“学会所有化学知识”,而是“建立一套高效的化学思维框架”。 1. 极致的提炼与效率: 全书内容经过精心筛选,只保留对理解化学本质最核心的知识点。读者可以以极短的时间获得最大的认知回报。 2. 直观与视觉化引导: 摒弃枯燥的文字堆砌,大量使用类比、图示和生活场景来解释抽象概念,确保理解的“接地气”。 3. 零预备知识要求: 无论您是文科背景的探索者,还是希望查漏补缺的学生,本书都将从最基础的粒子概念开始,确保您的学习路径畅通无阻。 结语: 化学不再是晦涩难懂的符号游戏,而是我们理解周围一切物质变化的基础语言。翻开《3小时读懂原子世界》,您将获得一把开启微观世界的钥匙,用清晰的逻辑,洞察物质变化的奥秘。 欢迎加入这场奇妙的原子探险!

著者信息

作者简介

斋藤胜裕


  1945年5月3日生,1974年修毕东北大学研究所理学研究系博士课程。现任名古屋市立大学特聘教授,爱知学院大学客座教授,金城学院大学客座教授,名古屋工业大学荣誉教授等等。理学博士。专业领域为有机化学,物理化学,光化学,超分子化学。主要着作有《3小时读通有机化学》《3小时读通稀有金属》《3小时读通能源》《3小时读通太阳能电池》(以上世茂出版),等等。

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

曾心怡


  台湾桃园人,十月出生的天蝎座。毕业于高雄医学院药学系,毕业后在药品公司、诊所等从事10多年的药师工作。2010年进入辅仁大学跨文化研究所翻译学硕士班,2013年毕业。目前一边从事书籍翻译等口笔译工作,一边回到制药界研究PICS GMP国际医药品稽查协约组织之药品优良制造指引。

图书目录

前言

第1部週期表
第1章 什么是原子.................................................... 9
118元素的週期表.......................................... 10
1-1 原子的形成......................................................... 12
1-2 原子和元素有什么不同...................................... 14
1-3 原子的形状......................................................... 16
1-4 原子序................................................................. 18
1-5 同位素................................................................. 20
1-6 亚佛加厥数......................................................... 22
1-7 放射性................................................................. 24
1-8 核衰变与原子核................................................. 26

第2章 什么是电子.................................................. 28
2-1 电子壳层............................................................. 30
2-2 量子数与电子性质.............................................. 32
2-3 电子云................................................................. 34
2-4 电子的外观......................................................... 36
2-5 电子壳层与轨域................................................. 38
2-6 轨域的形状......................................................... 40
2-7 填入轨域的规则................................................. 42
2-8 K层与L层的电子组态......................................... 44
2-9 最外层电子与原子性质...................................... 46

第3章 什么是週期表.............................................. 48
3-1 週期表是元素的月历.......................................... 50
3-2 週期表的骨架:族与週期.................................. 52
3-3 週期表反映电子组态.......................................... 54
3-4 典型元素与过渡元素.......................................... 56
3-5 过渡元素与电子轨域.......................................... 58
3-6 电子组态与元素的分类...................................... 60
3-7 各种週期表......................................................... 62

第4章 週期表的原子和分子................................ 64
4-1 原子半径的週期性.............................................. 66
4-2 离子价的週期性................................................. 68
4-3 游离能的週期性................................................. 70
4-4 电负度的週期性................................................. 72
4-5 酸性氧化物与硷性氧化物.................................. 74
4-6 分子的性质......................................................... 76
4-7 化学键结............................................................. 78
4-8 离子键与金属键................................................. 80
4-9 共价键与分子间力.............................................. 82
4-10 化学键结与週期表..............................................

第5章 週期表与物理性质..................................... 86
5-1 物质状态:气态、液态与固态.......................... 88
5-2 熔点与週期表..................................................... 90
5-3 固态与结晶......................................................... 92
5-4 结晶形态与週期表.............................................. 94
5-5 金属元素的性质................................................. 96
5-6 金属元素与週期表.............................................. 98
5-7 组成宇宙的元素............................................... 100
5-8 组成地球的元素............................................... 102
5-9 组成生物体的元素............................................ 104
5-10 稀有金属与稀土金属........................................ 106
5-11 分布不均的稀有金属........................................ 108

第Ⅱ部 典型元素性质
第6章 1族、2族与12族元素.............................. 110

6-1 1族元素............................................................. 112
6-2 氢元素............................................................... 114
6-3 其他1族元素:硷、金属................................. 116
6-4 2族元素:硷土金属......................................... 118
6-5 镁与钙............................................................... 120
6-6 其他2族元素..................................................... 122
6-7 12族元素:锌族............................................... 124
6-8 锌、镉与汞的性质............................................ 126

第7章 13~15族元素............................................ 128
7-1 13族元素:硼族............................................... 130
7-2 硼与铝............................................................... 132
7-3 其他13族元素................................................... 134
7-4 14族元素:碳族............................................... 136
7-5 碳与硅............................................................... 138
7-6 其他14族元素................................................... 140
7-7 15族元素:氮族............................................... 142
7-8 氮与磷............................................................... 144
7-9 其他15族元素................................................... 146

第8章 16~18族元素........................................... 148
8-1 16族元素:氧族............................................... 150
8-2 氧与硫............................................................... 152
8-3 其他16族元素................................................... 154
8-4 17族元素:卤素............................................... 156
8-5 氟与氯............................................................... 158
8-6 其他17族元素................................................... 160
8-7 18族元素:惰性气体....................................... 162
8-8 氦与氖............................................................... 164
8-9 其他18族元素................................................... 166

第Ⅲ部 过渡元素性质
第9章 过渡元素各论............................................ 168

9-1 过渡元素种类................................................... 170
9-2 4族元素:人工钻石......................................... 172
9-3 5族元素:有机起源论的证据.......................... 174
9-4 6族元素:制造灯丝......................................... 176
9-5 7族元素:深海的块状物................................. 178
9-6 8族元素:有机化学的触媒.............................. 180
9-7 9族元素:上釉、镀金..................................... 182
9-8 10族元素:补牙的合金................................... 184
9-9 11族元素:贵重金属的代表............................ 186

第10章 稀土金属元素 ................................188
10-1 稀土金属元素种类............................................ 190
10-2 稀土金属电子组态............................................ 192
10-3 稀土金属物理性质............................................ 194
10-4 稀土金属精制................................................... 196
10-5 稀土金属生产................................................... 198
10-6 稀土金属发光性............................................... 200
10-7 稀土金属磁性................................................... 202
10-8 稀土金属超导性............................................... 204

第11章 锕系元素.................................................. 206
11-1 锕系元素电子组态............................................ 208
11-2 主要的锕系元素............................................... 210
11-3 铀的同位素....................................................... 212
11-4 铀的核分裂....................................................... 214
11-5 原子反应炉的条件............................................ 216
11-6 原子反应炉的结构与运转................................ 218
11-7 高速滋生反应炉............................................... 220
11-8 超铀元素........................................................... 222

索引............................................................................. 225

图书序言

前言

  本书透过週期表来认识原子的结构、特性与反应。一说到週期表,大家可能会想起高中时代讨厌的化学,使心情沮丧起来,但本书绝非艰涩无趣的书,相反地,本书企图邀请大家进入简单有趣的週期表世界,进一步踏入化学的世界。宇宙由物质所组成,所有物质由原子所组成。宇宙中存在的物质种类无限多,但组成物质的原子仅有90种,这90种原子聚集、结合成分子,分子再聚集成物质。原子的结构很单纯,像云合成的球状物,正中间有小小的原子核。原子核周遭围绕着电子云,里面有+1的带电质子,质子数量称为原子序Z;组成电子云的电子带-1,数量与质子数(原子序Z)一样,因此整个原子呈电中性。把这些原子集合成的元素,依照原子序的编号排列,排成一列列元素列,可以看出许多有趣的事。Z=1是氢、Z=3是锂、Z=11是钠、Z=19是钾,都是容易失去电子,形成+1的阳离子,原子性质相似。把这些性质相似的元素排成直行,依序排列成表,则成週期表。原理同于日历每七天重覆一次,组成月历。月历的左右端是星期六和日,週期表的左右端,同族元素,性质和反应特性类似。

  了解这些,再看看週期表,可以大致推测出元素的特性,例如:1族元素容易形成1价阳离子,2族元素容易形成2价阳离子,以此类推。这是週期表的价值和意义。从週期表看来,奥林匹克金、银、铜奖牌,在週期表中排列于11族;白金(铂)和钯,与金、银并称贵金属,排在金、银的两边。大家所熟知的核能燃料铀、钸位于週期表的末端,是很大的元素,而核能未来燃料的钍(Z=90)也是大元素。稀土金属近来是热门话题,具有发光性、磁性等特殊性质,是雷射及半导体记忆体不可或缺的原料,具有强力磁性,可以制成超小型马达,是现代科学常见的元素。稀土金属属于3族元素,一共有17个。

  但,在这17个元素中,有15个元素并未排在週期表本表,而是排在週期表下方,像赠品一样写在另外的表格里,这15个稀土金属元素属于镧系元素,宛如15胞胎,彼此的性质很相似。

  週期表呈现元素的结构,尤其能忠实呈现电子组态,而电子组态决定原子的性质及反应,所以可以理所当然地说,週期表能呈现原子性质、反应。

  拿起本书,你会发现高中时代觉得很困难的週期表,竟然可以如此生动活泼、有魅力。学习週期表可说是踏入化学的第一步,我相信阅读本书,你会对週期表感到亲切,而亲近化学,甚至燃起对化学的热情。

  最后感谢努力制作本书的SoftBank Creative石周子先生、为本书画出有趣插图的井口千穗小姐,以及各参考书目的作者及出版社。

斋藤胜裕

图书试读

第1章什么是原子
 
118元素週期表
 
本书解说週期表各元素排列的规则、族、週期元素的共同性质,及个别特性。依照不同的族群分类,可以对週期表有深入的了解。在第1章,先来重新建立原子的基础吧!
 
1-1原子的形成
 
宇宙由种类多到数不清的生物质组成,而所有物质都由原子组成,那么原子的种类是无限多啰?其实原子的种类并不多。到底原子的种类有多少呢?要看你怎么分,我先告诉你,原子的种类只有90几种。只有90几种原子,却组成无限多的物质,到底是怎么办到的?
 
读完本书你就能了解。我先以英文字母与句子的数量来比喻。英文字母只有26个,但组成的句子数量却无尽。
 
1宇宙的诞生
 
宇宙大约诞生于137亿年前的大霹雳。当时,称为「宇宙起源」的东西突然大爆炸,产生原子、时间及空间,创造宇宙的一切。
 
2原子的诞生
 
宇宙起源爆炸的碎片―氢元素H,四散纷飞像云般扩散,渐渐分出浓淡。浓的地方重力较大,聚集「氢云」,变得越来越浓,使中心形成高压,接着磨擦生热,在高温高压中心,2个氢原子融合,进行核融合反应,形成1个氦原子He,同时产生巨大能量。于是创造太阳等恆星。
 
恆星的核融合,使3个氦原子经核融合作用,产生碳原子,接着慢慢产生更大的原子。恆星是原子诞生的地方,但核融合产生的原子仅到铁,比铁更大的原子,不是靠核融合形成。形成铁的恆星,无法再由核融合反应来产生能量,没有能量,恆星就会收缩,不久便失去质量与能量的平衡而爆炸,产生比铁更大的原子。
 
宇宙经过这样的过程,产生约90种原子,原子聚集成行星,行星上的原子组成物质,形成生物,而将所有原子分类,则成週期表。
 
1-2原子和元素有什么不同

 
週期表依原子序排列元素,就像月历依日期排列,每七天成一列。月历可以说是日期的週期表,化学的週期表可以说是元素的月历。
 
1原子和元素
 
本书的主题是週期表,希望读者透过週期表,重新认识化学,因此最重视基本知识,只要有疑问,绝不马虎带过,一定会说明清楚。
 
化学最基本的是「元素」或「原子」,週期表将「元素」依「原子序」排列。那么元素和原子到底是什么?元素和原子是不同的东西吗?这定义很复杂,但还是稍作说明。

用户评价

评分

说实话,买这本书的时候,我并没有抱太大的期望。毕竟“3小时”这个时间限制听起来有点像噱头,我总觉得这么短的时间,怎么可能真正“读通”一个像周期表这样庞大的知识体系?但事实证明,我的顾虑完全是多余的。《3小时读通週期表》这本书以一种我从未想过的方式,高效且深入地为我揭示了周期表的内在逻辑。作者的叙述方式非常具有启发性,他没有纠结于每一个元素的详细性质,而是将重点放在了周期表的设计原理和元素之间的“联系”上。他巧妙地引导读者思考,为什么元素会按照这样的顺序排列?为什么同一族的元素会有相似的性质?这些问题的答案,在他的笔下变得无比清晰。我印象最深的是他关于“电子排布”的解释,用一种非常直观的方式,把抽象的电子层和电子层中的轨道概念具象化,让我们能够理解为什么不同元素的电子排布会决定它们的化学性质。读这本书的过程,与其说是“学习”,不如说是一种“顿悟”。很多之前感到困惑不解的地方,在这本书中都得到了解答,让我对化学元素有了全新的认识,也对科学思维的严谨性和美感有了更深的体会。

评分

说实话,我曾经对化学的印象就是大量的公式和记忆,尤其是周期表,感觉就像一堆需要死记硬背的列表,完全没有乐趣可言。《3小时读通週期表》这本书,彻底颠覆了我对化学的学习方式。它不是那种硬邦邦的教科书,而是像一位经验丰富的朋友,带着你轻松愉悦地遨游在元素的世界里。作者的语言非常幽默风趣,他能够巧妙地将复杂的化学概念用非常生动形象的比喻来解释,让原本抽象的知识变得触手可及。我最喜欢他讲解不同元素家族时,那种充满个性的描绘,好像每个元素都有了自己的“朋友圈”,它们的“互动”方式也因此变得清晰易懂。这本书最大的亮点在于,它不仅仅传授知识,更重要的是它激发了我对化学的兴趣。读完这本书,我不再害怕遇到周期表,反而觉得它是一幅充满智慧的地图,指引我去探索更广阔的化学领域。它让我明白,学习科学不应该是一件痛苦的事情,而应该是一场充满发现和惊喜的旅程。

评分

我一直是个对科学比较感兴趣的人,但化学,特别是元素周期表,总给我一种难以接近的感觉。那些密密麻麻的方块,每个方块里的符号和数字,总是让我觉得像是在背诵一串毫无意义的代码。《3小时读通週期表》这本书,就像一把金钥匙,为我打开了通往化学世界的大门。这本书的作者,他有一个非常厉害的本事,就是能够把极其复杂、枯燥的科学知识,转化成生动有趣、引人入胜的故事。他不是简单地罗列事实,而是通过一个个精彩的比喻和类比,将周期表背后的规律和原理娓娓道来。例如,他把周期表想象成一张“元素身份证”,里面包含了每个元素的“家庭背景”(原子序数)、“职业”(金属、非金属等)和“性格特点”(化学性质)。这样的比喻,一下子就拉近了我与元素之间的距离,让我不再感到陌生和畏惧。更重要的是,这本书教会了我如何“思考”周期表,而不是仅仅“记忆”。我学会了从周期表中解读出元素之间的关系,理解它们为什么会形成特定的化合物,为什么会表现出特定的反应。这不仅仅是知识的获取,更是一种思维方式的革新,让我对科学充满了好奇和探索的欲望。

评分

这本书,哦,天哪,我得说,它彻底改变了我对化学的看法!以前,我一提到化学,脑子里就只会浮现出那些枯燥乏味的公式和符号,尤其是周期表,简直就是一堆毫无关联的数字和字母的组合,看得我头晕眼花。但《3小时读通週期表》这本书,真的就像它的名字一样,在短短三个小时内,就像施了魔法一样,把这个曾经让我望而却步的“天书”变得生动有趣、逻辑清晰。作者的写作风格非常独特,不是那种板着脸讲授的教科书式写法,而是更像一位经验丰富的老师,带着你一点点地解开周期表的奥秘。他不会一下子抛出大量的信息,而是循序渐进,用通俗易懂的语言,穿插着各种有趣的例子和类比,让你在不知不觉中就掌握了核心概念。我特别喜欢他讲解不同族和周期时,那种将元素比作“大家庭”的说法,每一个元素都有自己的“性格”和“家族成员”,它们之间的相互关系也因此变得格外鲜明。读完这本书,我不再觉得周期表是死记硬背的苦差事,而是变成了一幅描绘元素王国壮丽图景的生动地图,让我迫不及待地想去探索更多化学世界的奇妙之处。

评分

我一直认为自己是个“文科生”,对数理化这些“硬科学”总是提不起兴趣,尤其是那个长长的周期表,对我来说简直就是天书。《3小时读通週期表》这本书,可以说是彻底改变了我对科学的认知。作者的写作风格非常独特,他没有使用那些晦涩难懂的专业术语,而是用一种极其通俗易懂、充满生活气息的语言,将周期表背后的逻辑和规律展现在我面前。他就像一位出色的故事讲述者,将每一个元素的故事都讲得生动有趣,让我仿佛看到了元素王国里发生的一幕幕精彩大戏。我特别喜欢他对元素之间“化学键”的解释,用“搭积木”的比喻,让我瞬间就明白了原子之间是如何相互作用,形成各种各样的物质。这本书让我深刻地体会到了科学的魅力,它不仅仅是冷冰冰的数字和公式,更是关于自然界运作规律的精彩阐释。读完这本书,我对化学不再感到恐惧,而是充满了好奇和想要进一步探索的欲望,这对我来说,真的是一种巨大的突破。

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