3小时读通基础化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　国高中化学老师到你家！
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本书特色

　　特色１从国中程度开始教学，并使用许多图片辅助说明，帮助读者轻松了解化学的基础。

　　特色２针对想要在日常生活中或工作上从化学基础开始学起的人，大胆严选出适合的内容。

　　特色３在化学式或化学反应式等容易感到挫折的地方带入练习题，帮助读者理解。
 

《深邃探秘：原子结构、化学键与反应动力学》 内容简介 本书旨在带领读者深入探索化学世界的宏伟蓝图，聚焦于构成物质的微观本质、它们如何相互作用形成复杂的分子结构，以及这些分子如何转化为新的物质。不同于侧重基础概念速成的读物，本书采用模块化、递进式的讲解方式，力求在严谨的科学深度与清晰的逻辑结构之间找到完美的平衡点。我们不满足于对现象的简单描述，而是致力于揭示驱动这些现象背后的基本原理和数学模型。 第一部分：物质的基石——原子与周期性 本部分将彻底解构原子结构，超越卢瑟福和玻尔模型所描绘的古典图像，深入探讨量子力学的视角。我们将详细阐述薛定谔方程在描述电子在原子中的行为时的核心作用，特别是电子云、轨道形状（s, p, d, f 轨道的精确数学描述）以及量子数（主量子数 $n$、角量子数 $l$、磁量子数 $m_l$ 和自旋量子数 $m_s$）的物理意义。 电子排布的精妙艺术： 不仅介绍洪特规则和泡利不相容原理的应用，还将探讨在强磁场或高压环境下，这些规则如何受到修正。我们将用详实的图表和计算案例，展示如何根据原子序数预测复杂的惰性气体和过渡金属的基态电子排布。 周期性的深层根源： 深入分析有效核电荷 ($Z_{ ext{eff}}$) 的计算模型，探讨屏蔽效应如何精确地影响电离能、电子亲和能和原子半径的周期性变化。通过比较主族元素与内过渡元素（镧系和锕系）的差异，揭示相对论效应在重元素性质中的微妙影响。 第二部分：连接的艺术——化学键的本质与分子几何 本卷是理解分子世界如何构建的关键。我们将从能量学的角度出发，审视离子键、共价键和金属键的形成机制。 分子轨道理论（MO）的威力： 我们将重点阐述从原子轨道线性组合（LCAO）构建分子轨道的基本假设，并详尽分析双原子分子（如 $ ext{H}_2$, $ ext{O}_2$, $ ext{N}_2$）的能量级图。对于双原子分子，我们将详细推导键级（Bond Order）的计算公式，并解释磁性与键级的内在联系。 杂化理论与分子构型： 在介绍 $ ext{sp}^3, ext{sp}^2, ext{sp}$ 杂化的基础上，本书引入了更高级的 VSEPR 理论（价层电子对互斥理论）的修正版，用以精确预测具有孤对电子和多中心键的复杂分子（如 $ ext{XeF}_4$, $ ext{SF}_6$ 的结构畸变）。对于涉及 $pi$ 键和离域体系的共轭分子，我们将使用 Hückel 分子轨道理论进行初步的定量分析，探讨芳香性的真正能量学基础。 非共价相互作用的决定性作用： 除了主要的化学键，本书将投入大量篇幅解析范德华力（包括伦敦色散力、偶极-偶极力和诱导偶极力）和氢键的精确量化模型。特别是针对生物大分子和材料科学中的应用，我们将探讨这些弱相互作用如何决定物质的宏观性质（如表面张力、溶解度和液晶行为）。 第三部分：物质的演变——化学反应的速率与机理 化学反应不仅是关于“能否发生”，更是关于“以多快速度发生”。本部分将聚焦于化学动力学，解析反应的路径和限制因素。 反应速率定律的建立与验证： 我们将详细讨论初级反应（Elementary Reactions）和复杂反应（Overall Reactions）的区别，以及如何通过实验数据（积分法、半衰期法和初始速率法）确定反应级数和速率常数 $k$。 碰撞理论与活化能： 碰撞理论是理解速率的宏观桥梁。本书将推导碰撞频率因子 $Z$ 的计算公式，并结合能垒（活化能 $E_a$）的概念，解释反应速率的温度依赖性——即著名的阿累尼乌斯方程。我们不仅会展示 $E_a$ 的直线拟合，还会讨论如何从统计热力学角度理解 $E_a$ 的微观含义。 过渡态理论（TST）： 深入介绍更精确的过渡态理论，解释如何通过计算反应物和过渡态的自由能差异来确定速率常数。我们将讨论反应坐标、绝对反应速率常数和归一化因子，为理解复杂酶促反应和催化过程打下坚实的理论基础。 催化作用的微观机制： 详细分析均相催化和非均相催化中的关键步骤，包括吸附、反应中间体的形成和产物的解吸。对于酶催化，我们将引入米氏方程（Michaelis-Menten Kinetics）及其速率常数 $k_{ ext{cat}}$ 的意义，并探讨如何通过改变底物浓度来确定酶活性中心的特性。 本书的特色 本书内容深度远超入门级教材，它要求读者具备一定的微积分和基础物理学背景。每章都包含大量的推导过程、经过严格筛选的真实世界案例分析（例如，过渡金属的配位化学中的电子转移反应，或半导体材料中的载流子动力学）以及需要使用数学工具进行量化分析的习题。它旨在培养读者从现象观察者转变为能够预测和解释化学行为的理论构建者的能力。这不是一本用于快速查询公式的参考书，而是一部引导你深入化学科学殿堂的探索手册。

作者简介

左卷健男

　　1949年出生于栃木县，千叶大学教育学部毕业，东京学艺大学大学院教育学研究科(物理化学讲座)结业。曾担任同志社女子大学教授，现为法政大学教职课程中心教授。

寺田光宏

　　出生于静冈县，筑波大学院教育研究科课程(理科教育)及兵库教育大学大学院连合学校教育学研究科课程结业，并取得博士学位(学校教育学)。1994年担任国立教育研究所共同研究员等职位，现为岐阜圣德学园大学教育学部教授。

山田洋一

　　1956年出生于东京都，千叶大学理学部毕业，东京都立大学大学院硕士课程结业，并取得理学博士学位(千叶大学大学院自然科学研究科)。曾担任宇都宫大学助教及副教授，现为宇都宫大学教育学部教授。

译者简介

陈怡静

　　中兴大学化学系毕，曾任职于电路板、面板产业及专利事务所，除了对科技新知有无比的好奇心，也对日本文化有浓厚的兴趣，所以一头栽进日语学习这条路而无法自拔，现为自由译者，目前翻译作品有《3小时读通基础机械设计》，世茂出版。
 

第 1 章　什么是物质？ ..................................................... 9
1-01 化学是一门怎样的学问？ ............................................ 10
1-02 什么是物质的密度、熔点和沸点？ ............................. 12
1-03 物质是由什么构成的？ ............................................... 14
1-04 纯物质与混合物的关系 ............................................... 16
1-05 单体与化合物的关系 ................................................... 18
1-06 金属元素的特征是什么？ ............................................ 19
1-07 元素符号是什么？ ...................................................... 21
练习1 原子、分子的模型与化学式 ........................................ 23
1-08 什么是离子？ .............................................................. 24
练习2 离子名称与离子性物质的化学式 ................................. 27
1-09 相较于无机物，有机物特有的物质是什么？ ............... 28
1-10 什么是物质三态？ ...................................................... 30
1-11 什么是波以耳定律、查理定律？ ................................. 32
1-12 物理变化与化学变化有何不同？ ................................. 34
1-13 什么是质量守恆定律？ ............................................... 36
1-14 什么是化学反应式？ ................................................... 38
练习3 写出化学反应式 .......................................................... 41
1-15 什么是氧化？什么是还原？ ........................................ 43
1-16 什么是酸性？什么是硷性？ ........................................ 45
1-17 什么是中和反应？ ...................................................... 47
专栏 为什么不同的物质会有不同的熔点与沸点？ ............... 49
专栏 石油与原油有何不同？ ............................................... 50
专栏 何谓燃烧？ ................................................................. 51
专栏 为什么要将石灰倒入日本吾妻川？ ............................. 52
练习1　解答 ............................................................................ 53
练习2　解答 ............................................................................ 54
练习3　解答 ............................................................................ 55

第 2 章　什么是元素？ ................................................... 57
2-01 如何构成週期表？ ...................................................... 58
2-02 週期表里藏了什么讯息？ ............................................ 61
2-03 原子的内部结构如何？ ............................................... 66
2-04 什么是电子组态？ ...................................................... 68
2-05 什么是电负度？ .......................................................... 72
2-06 什么是硷性氧化物？ ................................................... 74
2-07 稀有气体是哪些元素？ ............................................... 76
2-08 什么是硷金属与硷土金属？ ........................................ 78
2-09 什么是卤素？ .............................................................. 80
2-10 什么是铝？什么是锌？ ............................................... 82
2-11 什么是氧？什么是硫？ ............................................... 84
2-12 什么是氮？什么是磷？ ............................................... 86
2-13 什么是碳？什么是硅？ ............................................... 89
2-14 什么是铁？什么是铜？ ............................................... 92
2-15 什么是银？什么是金？什么是铂？ ............................. 94
专栏 水银的光和影？ .......................................................... 97

第 3 章　什么是化学键结？ ........................................ 99
3-01 水是奇怪的物质？ .................................................... 100
3-02 为什么水是H2O但氢是H2？ ...................................... 102
3-03 结构式怎么写？ ........................................................ 106
练习1　写出结构式和分子式 ................................................. 108
3-04 实际的水分子是什么形状？ ...................................... 110
3-05 什么是分子极性？ .................................................... 112
3-06 水分子的特殊性质是什么？ ...................................... 114
3-07 离子结晶的键结力是什么？ ...................................... 116
3-08 什么是实验式？ ........................................................ 118
练习2　写出实验式 ............................................................... 120
3-09 金属原子的键结力是什么？ ...................................... 121
练习1　解答 .......................................................................... 124
练习2　解答 .......................................................................... 126
专栏 负离子是什么？ ........................................................ 128

第 4 章　什么是「莫耳」？ ...................................... 129
4-01 莫耳(mol)是什么？ ................................................... 130
4-02 1莫耳是多少的量？ .................................................. 132
4-03 指数是什么？ ............................................................ 134
4-04 原子量是什么？ ........................................................ 136
4-05 什么是质量数、原子序？ .......................................... 138
4-06 如何决定原子量的标准？ .......................................... 140
4-07 物量(mol)和质量(g)是什么关系？ ............................. 142
练习1 原子量与质量的换算 ................................................. 144
4-08 质量数的比和化学反应式有关系吗？ ........................ 146
练习2 理解化学反应式、粒子数和莫耳的关系 .................... 148
4-09 亚佛加厥常数是怎么决定的？ .................................. 150
4-10 为什么相同体积所含的粒子数会相同？ .................... 152
4-11 什么是莫耳的三种转换？ .......................................... 154
练习3 理解莫耳(mol)、质量、体积和个数之间的关系 ........ 156
4-12 为什么化学反应式的数量关系这么难？ .................... 160
练习4 理解化学反应式的数量关系 ...................................... 162
练习1 解答 .......................................................................... 164
练习2 解答 .......................................................................... 165
练习3　解答 ...........................................................................165
练习4　答案 ...........................................................................169

第 5 章　什么是有机化合物？ ..................................171
5-01 什么是有机化合物？ ..................................................172
5-02 碳(C)与硅(Si)的差异是什么？ ....................................174
5-03 什么是烷类、烯类、炔类？ .......................................176
5-04 芳香族有香味吗？ .....................................................178
5-05 从分子式看不出「异构物」是什么吗？ .....................180
5-06 为什么苯是平面的？ ..................................................182
5-07 酒精和糖有什么关系？ ..............................................184
5-08 酒精变幻无常？ .........................................................186
5-09 代表性的有机酸是什么？ ...........................................188
5-10 合成清洁剂的成分是什么？ .......................................190
5-11 脂肪、蛋白质的基本物质是什么？ ............................192
5-12 聚氯乙烯和铁氟龙等常见物质 ...................................194
5-13 不小心碰到手就会变黄色？ .......................................196
5-14 什么是耦合反应？ .....................................................199
5-15 胺基酸是什么？ .........................................................201
专栏 人体与毒气有共通点吗？ ...........................................203

第 6 章　什么是高分子化合物？ ............................205
6-01 聚合物的「聚」是什么意思？ ...................................206
6-02 寡糖是什么样的糖？ ..................................................208
6-03 如何制造高分子？ ① .................................................210
6-04 如何制造高分子？ ② .................................................212
6-05 羊为什么能吃纸？ ① .................................................214
6-06 糖为什么是甜的？ ② .................................................217
6-07 如何制造蛋白质？ .....................................................219
6-08 蛋白质如何作用？ .....................................................221
6-09 橡胶为什么会伸长？ ..................................................224
6-10 塑胶袋为什么可怕？ ..................................................226
6-11 尼龙是丝的仿冒品？ ..................................................228
6-12 为什么宝特瓶可做成刷毛布料？ ................................230
6-13 有耐热的塑胶吗？ .....................................................232
6-14 水族馆的巨大水槽是用什么做的？ ............................234
专栏 备受瞩目的生物可分解塑胶是什么? ..........................236
专栏 塑胶的回收方法是什么？ ...........................................238
索引 ............................................................................................241
 

序

　　我们在生活中会利用各式各样的物质，例如金属、陶瓷、尼龙制成的合成纤维、聚乙烯制成的塑胶等。这些物质让我们的生活更加多彩、便利。

　　拜现今卓越的化学研究成果所赐，高性能电池、强化纤维、精密陶瓷（由纯化的原料制造的高性能陶瓷）等新开发的物质和产品，接二连三地问市。

　　我们能拥有制造这些物质的高超技术，是因为化学知识的日新月异，研究了物质的结构、性质与反应。然而，一般人对国中理化、高中化学的印象，大多是「没有好感」，究其原因，得到的答案通常都是「有好多计算，还要背好多东西」。造成如此结果的其中一个重要原因是：国中与高中时期所学的化学知识，并没有实用的知识，也就是说，「学校的教学无法让学生掌握物质世界的大致样貌」。因此，本书为了尽量让读者轻松了解化学的基本知识与应用，辅以丰富的图像解说。

　　本书的目标读者群为一般民众，包括需要在短时间内建立化学基础，以吸收化学新知的制造业人员。当然，我也希望「不懂化学，或觉得化学很无聊」的高中生和大学生，能阅读本书。本书具有三个与众不同的特色：

　　特色1  从国中程度开始讲解，并使用许多图片辅助说明，帮助读者轻松掌握化学的基础。
　　特色2  针对想要在日常生活中，或工作上，从基础开始学的人，大胆选出适合的内容。
　　特色3  以练习题的方式带领读者学习较难掌握的化学式与化学反应式。

　　本书的三位作者都有撰写国中、高中教科书的经验，不仅在大学教授基础化学，指导未来想成为理科教师的学生，也负责了国高中生的实验教学。其中，我与寺田教授都有在高中教化学的经验。为了使本书具备前述的三个特色，确实达到浅显易懂的效果，以让读者有趣地学习知识，我们三位作者呕心沥血地完成了本着作。如果成功达成以上目标，代表我们彼此交换意见时引发的热烈争论，应该是奏效了。最后，在此由衷感谢插画家井上行广先生画出可爱又容易理解的插图，以及科学书籍编辑部的石井显一先生针对原稿的建议与编辑。
 

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁明了，尤其是“3小时读通”这几个字，让我觉得它很实用。我一直觉得化学知识对于理解很多现代科技和社会现象都至关重要，但是传统的化学教材往往显得过于厚重和艰涩，让人望而却步。所以，我对于这本书的期待，是它能够以一种非常高效、精炼的方式，为我揭开基础化学的神秘面纱。我希望它能够帮助我理解一些最基本的化学概念，比如原子、分子、元素周期表背后的逻辑，以及一些常见的化学反应原理。我更希望这本书能够将这些理论知识与实际生活联系起来，让我明白化学是如何影响我们的衣食住行、医疗健康以及环境保护的。如果作者能够用一些生动形象的比喻，或者是一些有趣的化学实验的介绍，来帮助我理解那些抽象的概念，那将是再好不过了。我期待的是一种“点石成金”式的阅读体验，读完之后，我能够对化学有一个清晰而深刻的认识，不再觉得它是一个难以逾越的高墙，而是可以轻松跨越的入门门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，简单的背景加上醒目的标题，让人一眼就能get到它的核心卖点——“3小时读通”。作为一名对化学一直有点“畏而远之”但又渴望了解基础知识的读者，我被这个承诺深深打动了。我总是觉得化学是一门非常抽象的学科，各种公式、元素周期表，光是想想就让人头大。但“3小时”这个数字，又给了我一种“咬咬牙好像能啃下来”的希望。我设想着，如果这本书真的能做到，那将是多么棒的一件事！我希望它能像一个经验丰富的向导，用最精炼的语言，把我从化学的“新手村”直接带到“初级副本”的门口。最好能配上一些生动形象的图解，把那些抽象的概念具象化，比如水的构成、酸碱的原理，或者简单的有机反应，都能用生活中的例子来解释，这样我就不会觉得枯燥乏味。我期待的是一种“点醒”式的阅读体验，读完之后，我能对化学有一个全新的、清晰的认知，而不是读完之后一头雾水，感觉还是什么都没懂。总而言之，我希望这本书能成为我打开化学世界大门的钥匙，而且这把钥匙还小巧玲珑，使用方便，能在我有限的时间里，给我最大的收获。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书之前，我对“3小时读通基础化学”这个说法是抱着半信半疑的态度。毕竟，化学这门学科涉及的面太广了，从原子结构到分子运动，从化学键到化学反应，随便拎出来一个点都可能需要深入钻研。但“基础化学”这个词又让我觉得，也许它真的可以触及到最核心、最本质的部分。我期望这本书不是那种堆砌大量专业术语的教科书，而更像是一本“入门指南”或者“科普读物”。我希望作者能够用一种非常亲切、易懂的语言，讲解那些最基本、最重要的化学概念，比如什么是元素，什么是化合物，它们之间是如何相互作用的。我特别想了解一些化学在日常生活中的应用，比如厨房里的烹饪、医药的研发，甚至是我们呼吸的空气，这些背后隐藏着怎样的化学原理。如果这本书能让我感觉到化学并不是那么高冷和遥不可及，而是与我们的生活息息相关，那我就觉得这本书非常成功了。我希望它能激发我对化学的兴趣，让我开始主动去思考和探索，而不是仅仅被动地接收信息。

评分☆☆☆☆☆

我看到这本书的时候，脑海里立刻闪过一个念头：终于有一本能让我这个“化学小白”快速入门的书了！“3小时读通”这个标题简直太符合我这种时间紧张但又渴望学习的读者了。我一直对化学世界充满好奇，但又苦于找不到合适的切入点。我希望这本书能够像一位经验丰富的向导，用最简单、最直观的方式，带我认识化学的基础知识。我期待书中能够解释一些最基本但却非常重要的概念，比如原子是如何构成的？元素周期表到底有什么奥秘？酸和碱为什么会有不同的性质？如果还能配上一些精美的插图，将抽象的化学模型具象化，那简直是锦上添花。我更希望这本书能让我感受到化学的趣味性，而不是枯燥的公式和符号。我想了解化学是如何体现在我们身边的，比如食物的烹饪过程，药物的作用原理，甚至是一些日常用品的制造，背后都蕴含着怎样的化学知识。我希望读完这本书，我能够对化学有一个初步的、清晰的认识，并且能够自信地和别人聊起一些基础的化学话题。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，很大程度上是基于它“3小时”这个时限的吸引力。我的工作非常忙碌，平时几乎没有时间静下心来系统学习一门新领域的知识。而“3小时”这个概念，给我的感觉是一种高效的学习模式，似乎能在短时间内获得一个初步但完整的理解。我希望这本书能浓缩精华，抓住基础化学中最关键的知识点，并且以一种结构清晰、逻辑流畅的方式呈现出来。我特别期待它能够帮助我建立一个关于化学的“知识框架”，让我知道化学到底是什么，它包含哪些主要分支，以及这些分支之间是如何相互关联的。如果书中能够提供一些引导性的练习或者思考题，那就更好了，这样我可以在阅读的同时，检验自己的理解程度。我不太希望这本书过于理论化，毕竟我不是要成为一名化学家，我只是想对基础化学有一个“通俗易懂”的认识，能够理解一些基本的化学现象和原理。所以，我更倾向于那种解释性强、举例生动的风格，让我在短时间内就能“茅塞顿开”。