观念化学III：化学反应 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

原文作者： John Suchocki

图书标签:

• 化学反应
• 化学动力学
• 反应机理
• 催化
• 有机化学
• 无机化学
• 物理化学
• 分析化学
• 化学教育
• 观念化学

大家都知道，长期暴露在苯中可能致癌；常用的止痛药阿斯匹灵含有苯环，是不是表示长期服用阿斯匹灵也会有致癌的危险？

　　臭氧层变薄会增加皮肤癌的罹患率，为什么我们为不直接用臭氧把遭破坏的臭氧层补起来？

　　水的质量中有 88.88 ％是氧，氧正是火燃烧得更亮更旺所需的元素，那么为什么把水加到火中，火不会烧得更亮更旺？

　　这些可不是脑筋急转弯的问题，而是不懂得化学的人，真的会有的疑惑。《观念化学 III》巧妙讲解化学反应的原理，不仅让你懂化学，更能用化学知识排疑解惑！
 

宇宙之歌：量子力学的深层奥秘与粒子世界的交响 图书简介 在宏观世界的规律性与确定性之下，隐藏着一个由概率、叠加态和不确定性主宰的微观领域。本书《宇宙之歌：量子力学的深层奥秘与粒子世界的交响》并非一本基础的物理学入门读物，而是对现代量子理论——这个深刻重塑了我们对实在本质理解的框架——进行一次全面而深入的哲学与物理学探索。我们旨在带领读者穿越经典物理学的边界，进入量子场论的迷宫，触摸那些构成宇宙基石的幽灵般的实体。 第一部分：从危机到革命——量子理论的诞生与基本假设的颠覆 本卷伊始，我们将追溯二十世纪初物理学遭遇的“黑体辐射”与“光电效应”等经典难题，正是这些无法用牛顿和麦克斯韦的定律解释的现象，催生了普朗克和爱因斯坦的革命性洞察。我们将详尽阐述量子化概念的引入，它如何打破了能量连续性的神话，揭示了自然界的基本“颗粒性”。 随后，我们会进入波粒二象性的核心。德布罗意物质波的提出，标志着粒子不再是简单的点状实体，而是具有波动特性的存在。我们不仅会回顾著名的双缝实验——这个被誉为“量子力学核心的谜题”的实验——的精妙设计与令人困惑的结果，还将深入探讨如何用薛定谔方程来描述这些波函数的演化。我们着重探讨波函数的概率解释（玻恩定则）以及这种解释对决定论哲学的根本挑战。 本部分的高潮在于对海森堡不确定性原理的深入剖析。这不仅仅是一个测量技术的限制，而是自然界本身固有的内在属性。我们将讨论对易关系在数学结构中的地位，以及它如何界定了我们能够同时知道什么与不能知道什么——例如，粒子的位置与动量，或能量与寿命的不可分割的权衡。 第二部分：态的结构与运算的逻辑——量子力学的数学骨架 要真正理解量子世界，必须掌握其独特的数学语言——线性代数和希尔伯特空间。本部分将详尽阐述狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的强大之处，它如何优雅地将物理状态（Ket）与观测算符（Operator）联系起来。 我们将系统地构建量子力学的基本公设体系。这包括： 1. 状态空间公设： 物理系统的状态由复数希尔伯特空间中的一个向量描述。 2. 可观测量的表象： 每一个物理可观测量（如位置、动量、角动量）都对应于希尔伯特空间上的一个厄米算符。 3. 测量公设（波函数坍缩）： 测量的行为被精确地描述为系统状态向某个本征态的瞬时跃迁，以及测量结果（本征值）的概率分布。 我们将着重分析量子力学的叠加原理的深远影响。一个系统可以同时处于多个可能状态的线性组合之中，直到测量迫使它“选择”一个确定的结果。这与我们日常经验中的“非此即彼”截然不同，它构成了量子计算和量子加密的理论基石。 此外，我们将深入探讨角动量量子化的精妙结构。不仅是轨道角动量，自旋这一纯粹的内在量子属性也将被详细阐述。电子的自旋如何成为其内在的角动量，以及如何用斯忒恩-革拉赫实验来观察这种空间量子化（磁矩的方向只有两个可能的投影），是我们必须面对的核心议题。 第三部分：纠缠的幽灵与多体系统的复杂性 量子力学的魔力在多粒子系统中达到了顶峰。本卷将专门开辟章节来探讨量子纠缠（Entanglement）现象。爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”，纠缠态描述了两个或多个粒子之间存在着一种超越经典关联的、内在的、非局域的联系。无论这些粒子相距多远，对其中一个粒子的测量会瞬间影响另一个粒子的状态。 我们将详细介绍贝尔不等式的建立及其实验检验。贝尔不等式提供了一个实验性的方法，来区分定域实在论（Local Realism）与量子力学的预测。通过对Aspect等关键实验的分析，我们将确立量子纠缠并非信息传递，而是对实在本质的深刻洞察——定域实在论在微观尺度上被明确驳倒。 随后，我们将转向复杂系统的行为。对玻恩-奥本海默近似在分子结构计算中的应用进行回顾，并探讨费米子和玻色子的本质区别。泡利不相容原理如何决定了物质的稳定性、化学元素的周期性以及电子在原子核外的排布，构成了我们理解“物质”存在方式的宏伟蓝图。 第四部分：进阶概念——相对论与量子场的交汇 本书的最后部分，将挑战读者的思维极限，触及量子理论的更深层框架——量子场论（QFT）。量子力学与狭义相对论的结合并非易事，但却是描述高能物理现象的唯一途径。 我们将介绍狄拉克方程如何成功地将自旋和相对论效应整合在一起，并引出反物质（正电子）的预言。 最终，我们将探讨量子场论的哲学意涵。在这个框架中，粒子不再是基本实体，而是场的激发态。电子场、光子场、夸克场……宇宙万物皆是这些量子场泛起的涟漪。我们将简要概述标准模型的基石，如电磁相互作用的量子化（QED），解释光子如何充当电磁力的媒介，以及费米子与规范玻色子之间的互动如何塑造了我们所观测到的所有基本力（排除引力）。 本书的写作风格严谨且富于启发性，力求在保持物理学严密性的同时，激发读者对宇宙终极实在的好奇心。它是一份邀请函，邀请那些渴望超越现象表象，直面自然界最深层结构挑战的求知者。这不是关于“如何做化学反应”的指南，而是关于“构成反应物的原子和能量，其存在本身的终极规则”的深刻反思。

错者简介

苏卡奇John Suchocki

　　美国维吉尼亚州立邦联大学有机化学博士。他不仅是出色的化学教师，也是大名鼎鼎的《观念物理》作者休伊特（Paul G. Hewitt）的外甥。在取得博士学位并从事两年的药理学研究后，苏卡奇前往夏威夷州立大学担任客座教授，并且在那里与休伊特一同钻研大学教科书的写作，从此对化学教育工作欲罢不能。

　　苏卡奇最拿手的，就是带领学生从生活中探索化学，他说：「当你好奇大地、天空和海洋是什么构成的，你想的就是化学。」他总是想着要如何用最贴近生活的例子，给学生最清晰的观念；他也相信，只要从基本观念着手，化学会是最实际且一生受用不尽的科学。 目前，苏卡奇与他的妻子、三个可爱的小孩，定居在佛蒙特州，并且在圣米迦勒学院担任教职，继续他热爱的教书、写书，还有词曲创作的生活。

译者简介

蔡信行

　　台湾大学化学工程系毕业、美国卡内基美隆大学（Carnegie-Mellon University）化学硕士、化学博士。专长为石油化学、高分子化学及物理、流变学。历任中国石油公司企划处副处长、研究发展委员会执行祕书、静宜大学及东海大学兼任副教授等。
 

观念化学 III 化学反应

第9章　化学反应
9.0 反应物怎样变成产物
9.1 化学反应可用化学方程式来表示
9.2 化学家用相对质量计算原子数和分子数
9.3 反应速率受浓度和温度的影响
9.4 催化剂增加化学反应速率
9.5 化学反应有的会放热，有的会吸热
9.6 用熵来衡量发散的能量
第9章　观念考验

第10章　酸和硷
10.0 质子的传送
10.1 酸会给出质子，硷会接受质子
10.2 酸与硷有强弱之别
10.3 溶液可分为酸性、硷性或中性
10.4 雨水是酸的，海水是硷的
10.5 缓冲溶液会阻抗 pH 值的改变
第10章　观念考验

第11章　氧化和还原
11.0 电子的传送 118
11.1 氧化会失去电子，还原则得到电子
11.2 照像是选择性的氧化还原反应
11.3 我们能控制与利用流动电子的能量
11.4 氧是腐蚀的祸首及燃烧的主角
第11章　观念考验

第12章　有机化合物
12.0 探索用碳形成的分子
12.1 碳氢化合物只含碳和氢
12.2 不饱和碳氢化合物含有多价键
12.3 有机化合物以官能基来分类
12.4 有机分子会连接成聚合物
第12章　观念考验

观念考验解答
元素週期表
图片来源

序

到化学世界逛逛

　　欢迎各位到化学世界来。在这个奇妙的世界里，你们身边的所有东西，都可以追溯到不可置信的微小颗粒上。这种颗粒叫做原子。化学是研究原子怎么结合成物质的学问。学了化学之后，你们看事情会有全新的视野，不仅知道物质是怎么形成的，也知道它们为什么会表现出这种特性。

　　化学是一门非常实际的科学。在了解了原子的行为模式，并找到方法进一步加以控制原子的行为后，化学家就开始制造出许多有用的新物质，例如：合金、肥料、药品、聚合物、电脑晶片、合成DNA等等。这些物质把人类的生活提升到空前的水准。就凭化学对我们社会有这么大的影响，就值得好好把它搞清楚。更重要的是，有了基本的化学知识之后，你可以自己评估，那些新颖的技术是否会对环境造成剧烈冲击，是否值得信赖。你也可以自己判断有些人的说法是不是对的，而不会被别人牵着鼻子走。

　　《观念化学》介绍的是化学观念，主要的重点是观念理解而不是计算技巧。虽然有时候会有些看似难解的化学观念出现，但其实这些观念都很直接易懂，只要你有学习的意愿，就能弄懂它。你付出的努力将会有丰硕的成果。你不但能学习到和环境有关的新知识，也会了解自身和环境之间的关系，还能改善学习技巧，变成较精通思考的人。不过你要记得，学化学就和学习所有的东西一样，要有付出，才会有收获。

　　我很喜欢化学，我知道你一定也会喜欢的。因此，穿上鞋子，和我一起到化学世界去逛逛吧。我们就从最基本的观念开始。

用《观念化学》教化学观念
 
当老师的都希望我们的教导对学生有长期的正面影响。因此，我们注意的是学生该学习的且最重要的东西。对学生来说，化学课程的目标非常明显，他们应该要熟悉化学的基本概念，甚至要让他们觉得化学很有意思，尤其是那些和日常生活有关的东西。举例来说，肥皂是怎么作用的？冰为什么会浮在水上等等。学生应该能区别「同温层臭氧的消耗殆尽」和「全球温暖化」这两个问题有什么不同；也该知道怎样才能确定饮水的供应是否安全，他们应该学会，物质在原子和分子的尺度上是怎么回事。不仅如此，在学习化学课程后，学生应该了解科学探索的方法，也比较能把自己学会的知识教给下一代。简单的说，学生应该有高于平均素质的科学水准。
 
这是很伟大的目标，而它是否能成功，和我们当老师的是否尽了最大的力有关。不过从我接触过的学生那儿听到的意见是，他们并不是觉得有必要学化学。他们感兴趣的，倒不一定是化学知识，而是希望在学习过程中，发展自己的科学观念。
 
诚如所有科学教育工作者所知，化学以及许多化学观念是发展高阶思考技巧的优良沃土。因此，我们应该把这一项科学的特质和所有学生分享，它可以调合到不同的程度，适应各不同科系的学生。学生进入大学并不是只想学习某些特定的学业科目，也想发展健全的人格特质。健全的人格发展，应该也包括增进分析能力与口语沟通技巧，同时强化自己面对各种不同挑战的信心。因此，我们教化学时，不只能帮助学生学好化学，也能帮助学生了解自己并认清自己的潜力。
 
这就是为什么我要写这套《观念化学》的原因。从目录里大家可以发现，这套书介绍了完整的化学知识。而且，这套书也的确如它的书名所言，是在介绍化学观念，帮助学生理解微观尺度分子与原子的行为，从中了解分子与原子的行为如何构成并且影响巨观的物质环境，让学生对自然世界有更深的认识，并了解物质的行为与运作模式。

评分☆☆☆☆☆

手中捧着《观念化学III：化学反应》这本书，我感觉自己仿佛置身于一个充满未知的奇妙世界。封面设计的深邃与抽象，让我对书中的内容充满了好奇与期待。我并非专业的化学人士，但“化学反应”这个词语本身就带有一种动感和变化，似乎预示着书中将要讲述的，不仅仅是枯燥的科学原理，更是一种生动而深刻的探索。我想象着，作者是否会以一种全新的视角，来解读我们生活中常见的化学反应？比如，为什么铁会生锈？为什么水果会成熟？又或者，为什么香水会散发出迷人的芬芳？我期望这本书能够以通俗易懂的语言，将这些复杂的化学过程变得生动有趣，让像我一样的普通读者，也能从中感受到化学的魅力。更进一步地，我猜测“观念化学”这个副标题，或许暗示着作者会探讨化学反应在更广泛意义上的应用，例如，如何理解人际关系的互动，社会现象的演变，甚至是我们个人思想的形成和发展？我希望这本书能提供一种看待世界的新方式，让我们能够以化学的视角去理解生命中的种种变化，从而获得更深刻的感悟。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到《观念化学III：化学反应》这本书时，我的脑海里闪过无数关于化学反应的画面——那些在实验室里溅射的试剂，那些教科书上密密麻麻的方程式，那些曾经让我头疼不已的元素周期表。然而，这本书的名字却散发出一种与众不同的气息，“观念化学”，这让我想到了化学反应背后更深层次的意义，也许它不仅仅是关于分子和原子的碰撞，更是关于思想的碰撞，关于观念的生成与转化。我猜想，作者可能会从历史的视角切入，讲述那些重大的化学发现如何改变了人类的认知，如何颠覆了我们对世界的固有看法。也许，书中会探讨那些我们习以为常的化学现象，其背后蕴含的深刻哲理，以及这些哲理又是如何影响了我们的思想观念。我特别期待，作者是否能够将化学反应的“不可逆性”、“可逆性”等概念，类比到人生中的一些重要选择和经历，让我们从中获得启示。这本书，就像一个充满诱惑的谜题，它邀请我深入思考，化学反应不仅仅是科学的范畴，更是一种生命哲学的体现，一种关于变化与永恒的深刻对话。我希望，这本书能带我领略一场观念的化学盛宴，让我看到知识的另一番模样。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁而富有力量，深邃的蓝色背景上，抽象的化学反应式以一种流动的姿态呈现，仿佛预示着书中蕴含的深刻洞察。尽管我尚未深入研读，但仅仅是这份视觉的引导，就足以激发我对于“化学反应”这一概念的无限联想。我想象着，作者是否会从我们日常生活中最微小的现象入手，比如铁的锈蚀，水果的成熟，亦或是咖啡的香气，来解析其背后复杂的化学反应过程？我期待能看到作者如何将那些看似晦涩难懂的化学方程式，转化为一种能够被大众理解和欣赏的语言，让科学的魅力触及到我们生活的每一个角落。这本书的名字《观念化学III：化学反应》本身就带有一种哲学思辨的意味，这让我不禁思考，作者是否会探讨化学反应在更宏观层面上的隐喻，例如人际关系的互动，社会思潮的演变，甚至是宇宙万物的生成与毁灭？我希望，这本书不仅仅是一本讲解化学知识的教材，更是一次关于“变化”的哲学探索，一次对生命本质的追问。我甚至脑海中勾勒出一幅画面，作者可能运用了大量生动的比喻和类比，将抽象的概念形象化，让读者在轻松愉快的阅读体验中，潜移默化地领悟到化学反应的奥秘。这本书，无疑是一扇通往全新理解世界的大门，我迫不及待地想要推开它。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，初读之下，便在我的脑海中勾勒出一幅宏大的图景：《观念化学III：化学反应》。这个名字本身就带着一种超越学科界限的野心，仿佛邀请我去探索物质世界之外，那更加广阔的“观念”领域。我推测，作者可能会以化学反应为切入点，并非仅仅讲解其内在的机理，而是着重于探讨这些反应所代表的“变化”和“转化”的普遍性。我期待，书中能够出现一些令人耳目一新的视角，或许会将原子和分子的碰撞，比喻为思想的碰撞；将化学键的形成与断裂，类比为人际关系的建立与瓦解。我尤其好奇，作者会如何处理“观念”与“化学反应”之间的联系？是否会从哲学的角度，来审视那些推动人类历史进步的重大科学发现，并将之视为一种“观念的化学反应”？我设想，这本书会像一部引人入胜的纪录片，用生动的语言和丰富的例子，带领我穿梭于微观粒子与宏观世界的奇妙旅程，让我重新认识“反应”这个词语的深刻含义，并从中获得关于生命、关于认知、关于宇宙的全新启迪。

评分☆☆☆☆☆

《观念化学III：化学反应》这本书，单是听名字就让我感到一股扑面而来的学术气息，但又带着一丝哲学上的思考。我并非化学领域的专家，但“化学反应”这个概念本身就足够吸引我。我猜想，这本书或许会深入探讨那些我们日常生活中司空见惯的化学反应，并试图揭示它们背后隐藏的深刻原理。例如，作者是否会从宏观到微观，带领我们一层层剥开物质转化的奥秘？我非常期待，作者能否将那些复杂的化学方程式，转化为更具象化、更易于理解的比喻，让非专业读者也能轻松掌握。更让我着迷的是，“观念化学”这几个字，它似乎在暗示着，化学反应不仅仅是物质层面的变化，更可能是一种思想层面的启迪。我希望，作者能够将化学反应的动力学、热力学等原理，与人类思维的运作方式联系起来，探讨思想的“反应”是如何发生的，如何改变着我们对世界的认知。这本书，或许不仅仅是一本关于化学的书，更是一本关于“理解”的书，一本关于“变化”的书，一本关于“世界”的书，我迫不及待地想要一探究竟。