觀念化學III：化學反應 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： John Suchocki

圖書標籤:

• 化學反應
• 化學動力學
• 反應機理
• 催化
• 有機化學
• 無機化學
• 物理化學
• 分析化學
• 化學教育
• 觀念化學

大傢都知道，長期暴露在苯中可能緻癌；常用的止痛藥阿斯匹靈含有苯環，是不是錶示長期服用阿斯匹靈也會有緻癌的危險？

　　臭氧層變薄會增加皮膚癌的罹患率，為什麼我們為不直接用臭氧把遭破壞的臭氧層補起來？

　　水的質量中有 88.88 ％是氧，氧正是火燃燒得更亮更旺所需的元素，那麼為什麼把水加到火中，火不會燒得更亮更旺？

　　這些可不是腦筋急轉彎的問題，而是不懂得化學的人，真的會有的疑惑。《觀念化學 III》巧妙講解化學反應的原理，不僅讓你懂化學，更能用化學知識排疑解惑！
 

宇宙之歌：量子力學的深層奧秘與粒子世界的交響 圖書簡介 在宏觀世界的規律性與確定性之下，隱藏著一個由概率、疊加態和不確定性主宰的微觀領域。本書《宇宙之歌：量子力學的深層奧秘與粒子世界的交響》並非一本基礎的物理學入門讀物，而是對現代量子理論——這個深刻重塑瞭我們對實在本質理解的框架——進行一次全麵而深入的哲學與物理學探索。我們旨在帶領讀者穿越經典物理學的邊界，進入量子場論的迷宮，觸摸那些構成宇宙基石的幽靈般的實體。 第一部分：從危機到革命——量子理論的誕生與基本假設的顛覆 本捲伊始，我們將追溯二十世紀初物理學遭遇的“黑體輻射”與“光電效應”等經典難題，正是這些無法用牛頓和麥剋斯韋的定律解釋的現象，催生瞭普朗剋和愛因斯坦的革命性洞察。我們將詳盡闡述量子化概念的引入，它如何打破瞭能量連續性的神話，揭示瞭自然界的基本“顆粒性”。 隨後，我們會進入波粒二象性的核心。德布羅意物質波的提齣，標誌著粒子不再是簡單的點狀實體，而是具有波動特性的存在。我們不僅會迴顧著名的雙縫實驗——這個被譽為“量子力學核心的謎題”的實驗——的精妙設計與令人睏惑的結果，還將深入探討如何用薛定諤方程來描述這些波函數的演化。我們著重探討波函數的概率解釋（玻恩定則）以及這種解釋對決定論哲學的根本挑戰。 本部分的高潮在於對海森堡不確定性原理的深入剖析。這不僅僅是一個測量技術的限製，而是自然界本身固有的內在屬性。我們將討論對易關係在數學結構中的地位，以及它如何界定瞭我們能夠同時知道什麼與不能知道什麼——例如，粒子的位置與動量，或能量與壽命的不可分割的權衡。 第二部分：態的結構與運算的邏輯——量子力學的數學骨架 要真正理解量子世界，必須掌握其獨特的數學語言——綫性代數和希爾伯特空間。本部分將詳盡闡述狄拉剋符號（Bra-Ket Notation）的強大之處，它如何優雅地將物理狀態（Ket）與觀測算符（Operator）聯係起來。 我們將係統地構建量子力學的基本公設體係。這包括： 1. 狀態空間公設： 物理係統的狀態由復數希爾伯特空間中的一個嚮量描述。 2. 可觀測量的錶象： 每一個物理可觀測量（如位置、動量、角動量）都對應於希爾伯特空間上的一個厄米算符。 3. 測量公設（波函數坍縮）： 測量的行為被精確地描述為係統狀態嚮某個本徵態的瞬時躍遷，以及測量結果（本徵值）的概率分布。 我們將著重分析量子力學的疊加原理的深遠影響。一個係統可以同時處於多個可能狀態的綫性組閤之中，直到測量迫使它“選擇”一個確定的結果。這與我們日常經驗中的“非此即彼”截然不同，它構成瞭量子計算和量子加密的理論基石。 此外，我們將深入探討角動量量子化的精妙結構。不僅是軌道角動量，自鏇這一純粹的內在量子屬性也將被詳細闡述。電子的自鏇如何成為其內在的角動量，以及如何用斯忒恩-革拉赫實驗來觀察這種空間量子化（磁矩的方嚮隻有兩個可能的投影），是我們必須麵對的核心議題。 第三部分：糾纏的幽靈與多體係統的復雜性 量子力學的魔力在多粒子係統中達到瞭頂峰。本捲將專門開闢章節來探討量子糾纏（Entanglement）現象。愛因斯坦稱之為“幽靈般的超距作用”，糾纏態描述瞭兩個或多個粒子之間存在著一種超越經典關聯的、內在的、非局域的聯係。無論這些粒子相距多遠，對其中一個粒子的測量會瞬間影響另一個粒子的狀態。 我們將詳細介紹貝爾不等式的建立及其實驗檢驗。貝爾不等式提供瞭一個實驗性的方法，來區分定域實在論（Local Realism）與量子力學的預測。通過對Aspect等關鍵實驗的分析，我們將確立量子糾纏並非信息傳遞，而是對實在本質的深刻洞察——定域實在論在微觀尺度上被明確駁倒。 隨後，我們將轉嚮復雜係統的行為。對玻恩-奧本海默近似在分子結構計算中的應用進行迴顧，並探討費米子和玻色子的本質區彆。泡利不相容原理如何決定瞭物質的穩定性、化學元素的周期性以及電子在原子核外的排布，構成瞭我們理解“物質”存在方式的宏偉藍圖。 第四部分：進階概念——相對論與量子場的交匯 本書的最後部分，將挑戰讀者的思維極限，觸及量子理論的更深層框架——量子場論（QFT）。量子力學與狹義相對論的結閤並非易事，但卻是描述高能物理現象的唯一途徑。 我們將介紹狄拉剋方程如何成功地將自鏇和相對論效應整閤在一起，並引齣反物質（正電子）的預言。 最終，我們將探討量子場論的哲學意涵。在這個框架中，粒子不再是基本實體，而是場的激發態。電子場、光子場、誇剋場……宇宙萬物皆是這些量子場泛起的漣漪。我們將簡要概述標準模型的基石，如電磁相互作用的量子化（QED），解釋光子如何充當電磁力的媒介，以及費米子與規範玻色子之間的互動如何塑造瞭我們所觀測到的所有基本力（排除引力）。 本書的寫作風格嚴謹且富於啓發性，力求在保持物理學嚴密性的同時，激發讀者對宇宙終極實在的好奇心。它是一份邀請函，邀請那些渴望超越現象錶象，直麵自然界最深層結構挑戰的求知者。這不是關於“如何做化學反應”的指南，而是關於“構成反應物的原子和能量，其存在本身的終極規則”的深刻反思。

錯者簡介

蘇卡奇John Suchocki

　　美國維吉尼亞州立邦聯大學有機化學博士。他不僅是齣色的化學教師，也是大名鼎鼎的《觀念物理》作者休伊特（Paul G. Hewitt）的外甥。在取得博士學位並從事兩年的藥理學研究後，蘇卡奇前往夏威夷州立大學擔任客座教授，並且在那裏與休伊特一同鑽研大學教科書的寫作，從此對化學教育工作欲罷不能。

　　蘇卡奇最拿手的，就是帶領學生從生活中探索化學，他說：「當你好奇大地、天空和海洋是什麼構成的，你想的就是化學。」他總是想著要如何用最貼近生活的例子，給學生最清晰的觀念；他也相信，隻要從基本觀念著手，化學會是最實際且一生受用不盡的科學。 目前，蘇卡奇與他的妻子、三個可愛的小孩，定居在佛濛特州，並且在聖米迦勒學院擔任教職，繼續他熱愛的教書、寫書，還有詞麯創作的生活。

譯者簡介

蔡信行

　　颱灣大學化學工程係畢業、美國卡內基美隆大學（Carnegie-Mellon University）化學碩士、化學博士。專長為石油化學、高分子化學及物理、流變學。曆任中國石油公司企劃處副處長、研究發展委員會執行祕書、靜宜大學及東海大學兼任副教授等。
 

觀念化學 III 化學反應

第9章　化學反應
9.0 反應物怎樣變成産物
9.1 化學反應可用化學方程式來錶示
9.2 化學傢用相對質量計算原子數和分子數
9.3 反應速率受濃度和溫度的影響
9.4 催化劑增加化學反應速率
9.5 化學反應有的會放熱，有的會吸熱
9.6 用熵來衡量發散的能量
第9章　觀念考驗

第10章　酸和鹼
10.0 質子的傳送
10.1 酸會給齣質子，鹼會接受質子
10.2 酸與鹼有強弱之彆
10.3 溶液可分為酸性、鹼性或中性
10.4 雨水是酸的，海水是鹼的
10.5 緩衝溶液會阻抗 pH 值的改變
第10章　觀念考驗

第11章　氧化和還原
11.0 電子的傳送 118
11.1 氧化會失去電子，還原則得到電子
11.2 照像是選擇性的氧化還原反應
11.3 我們能控製與利用流動電子的能量
11.4 氧是腐蝕的禍首及燃燒的主角
第11章　觀念考驗

第12章　有機化閤物
12.0 探索用碳形成的分子
12.1 碳氫化閤物隻含碳和氫
12.2 不飽和碳氫化閤物含有多價鍵
12.3 有機化閤物以官能基來分類
12.4 有機分子會連接成聚閤物
第12章　觀念考驗

觀念考驗解答
元素週期錶
圖片來源

序

到化學世界逛逛

　　歡迎各位到化學世界來。在這個奇妙的世界裏，你們身邊的所有東西，都可以追溯到不可置信的微小顆粒上。這種顆粒叫做原子。化學是研究原子怎麼結閤成物質的學問。學瞭化學之後，你們看事情會有全新的視野，不僅知道物質是怎麼形成的，也知道它們為什麼會錶現齣這種特性。

　　化學是一門非常實際的科學。在瞭解瞭原子的行為模式，並找到方法進一步加以控製原子的行為後，化學傢就開始製造齣許多有用的新物質，例如：閤金、肥料、藥品、聚閤物、電腦晶片、閤成DNA等等。這些物質把人類的生活提升到空前的水準。就憑化學對我們社會有這麼大的影響，就值得好好把它搞清楚。更重要的是，有瞭基本的化學知識之後，你可以自己評估，那些新穎的技術是否會對環境造成劇烈衝擊，是否值得信賴。你也可以自己判斷有些人的說法是不是對的，而不會被彆人牽著鼻子走。

　　《觀念化學》介紹的是化學觀念，主要的重點是觀念理解而不是計算技巧。雖然有時候會有些看似難解的化學觀念齣現，但其實這些觀念都很直接易懂，隻要你有學習的意願，就能弄懂它。你付齣的努力將會有豐碩的成果。你不但能學習到和環境有關的新知識，也會瞭解自身和環境之間的關係，還能改善學習技巧，變成較精通思考的人。不過你要記得，學化學就和學習所有的東西一樣，要有付齣，纔會有收獲。

　　我很喜歡化學，我知道你一定也會喜歡的。因此，穿上鞋子，和我一起到化學世界去逛逛吧。我們就從最基本的觀念開始。

用《觀念化學》教化學觀念
 
當老師的都希望我們的教導對學生有長期的正麵影響。因此，我們注意的是學生該學習的且最重要的東西。對學生來說，化學課程的目標非常明顯，他們應該要熟悉化學的基本概念，甚至要讓他們覺得化學很有意思，尤其是那些和日常生活有關的東西。舉例來說，肥皂是怎麼作用的？冰為什麼會浮在水上等等。學生應該能區彆「同溫層臭氧的消耗殆盡」和「全球溫暖化」這兩個問題有什麼不同；也該知道怎樣纔能確定飲水的供應是否安全，他們應該學會，物質在原子和分子的尺度上是怎麼迴事。不僅如此，在學習化學課程後，學生應該瞭解科學探索的方法，也比較能把自己學會的知識教給下一代。簡單的說，學生應該有高於平均素質的科學水準。
 
這是很偉大的目標，而它是否能成功，和我們當老師的是否盡瞭最大的力有關。不過從我接觸過的學生那兒聽到的意見是，他們並不是覺得有必要學化學。他們感興趣的，倒不一定是化學知識，而是希望在學習過程中，發展自己的科學觀念。
 
誠如所有科學教育工作者所知，化學以及許多化學觀念是發展高階思考技巧的優良沃土。因此，我們應該把這一項科學的特質和所有學生分享，它可以調閤到不同的程度，適應各不同科係的學生。學生進入大學並不是隻想學習某些特定的學業科目，也想發展健全的人格特質。健全的人格發展，應該也包括增進分析能力與口語溝通技巧，同時強化自己麵對各種不同挑戰的信心。因此，我們教化學時，不隻能幫助學生學好化學，也能幫助學生瞭解自己並認清自己的潛力。
 
這就是為什麼我要寫這套《觀念化學》的原因。從目錄裏大傢可以發現，這套書介紹瞭完整的化學知識。而且，這套書也的確如它的書名所言，是在介紹化學觀念，幫助學生理解微觀尺度分子與原子的行為，從中瞭解分子與原子的行為如何構成並且影響巨觀的物質環境，讓學生對自然世界有更深的認識，並瞭解物質的行為與運作模式。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔而富有力量，深邃的藍色背景上，抽象的化學反應式以一種流動的姿態呈現，仿佛預示著書中蘊含的深刻洞察。盡管我尚未深入研讀，但僅僅是這份視覺的引導，就足以激發我對於“化學反應”這一概念的無限聯想。我想象著，作者是否會從我們日常生活中最微小的現象入手，比如鐵的銹蝕，水果的成熟，亦或是咖啡的香氣，來解析其背後復雜的化學反應過程？我期待能看到作者如何將那些看似晦澀難懂的化學方程式，轉化為一種能夠被大眾理解和欣賞的語言，讓科學的魅力觸及到我們生活的每一個角落。這本書的名字《觀念化學III：化學反應》本身就帶有一種哲學思辨的意味，這讓我不禁思考，作者是否會探討化學反應在更宏觀層麵上的隱喻，例如人際關係的互動，社會思潮的演變，甚至是宇宙萬物的生成與毀滅？我希望，這本書不僅僅是一本講解化學知識的教材，更是一次關於“變化”的哲學探索，一次對生命本質的追問。我甚至腦海中勾勒齣一幅畫麵，作者可能運用瞭大量生動的比喻和類比，將抽象的概念形象化，讓讀者在輕鬆愉快的閱讀體驗中，潛移默化地領悟到化學反應的奧秘。這本書，無疑是一扇通往全新理解世界的大門，我迫不及待地想要推開它。

评分☆☆☆☆☆

這本書的名字，初讀之下，便在我的腦海中勾勒齣一幅宏大的圖景：《觀念化學III：化學反應》。這個名字本身就帶著一種超越學科界限的野心，仿佛邀請我去探索物質世界之外，那更加廣闊的“觀念”領域。我推測，作者可能會以化學反應為切入點，並非僅僅講解其內在的機理，而是著重於探討這些反應所代錶的“變化”和“轉化”的普遍性。我期待，書中能夠齣現一些令人耳目一新的視角，或許會將原子和分子的碰撞，比喻為思想的碰撞；將化學鍵的形成與斷裂，類比為人際關係的建立與瓦解。我尤其好奇，作者會如何處理“觀念”與“化學反應”之間的聯係？是否會從哲學的角度，來審視那些推動人類曆史進步的重大科學發現，並將之視為一種“觀念的化學反應”？我設想，這本書會像一部引人入勝的紀錄片，用生動的語言和豐富的例子，帶領我穿梭於微觀粒子與宏觀世界的奇妙旅程，讓我重新認識“反應”這個詞語的深刻含義，並從中獲得關於生命、關於認知、關於宇宙的全新啓迪。

评分☆☆☆☆☆

手中捧著《觀念化學III：化學反應》這本書，我感覺自己仿佛置身於一個充滿未知的奇妙世界。封麵設計的深邃與抽象，讓我對書中的內容充滿瞭好奇與期待。我並非專業的化學人士，但“化學反應”這個詞語本身就帶有一種動感和變化，似乎預示著書中將要講述的，不僅僅是枯燥的科學原理，更是一種生動而深刻的探索。我想象著，作者是否會以一種全新的視角，來解讀我們生活中常見的化學反應？比如，為什麼鐵會生銹？為什麼水果會成熟？又或者，為什麼香水會散發齣迷人的芬芳？我期望這本書能夠以通俗易懂的語言，將這些復雜的化學過程變得生動有趣，讓像我一樣的普通讀者，也能從中感受到化學的魅力。更進一步地，我猜測“觀念化學”這個副標題，或許暗示著作者會探討化學反應在更廣泛意義上的應用，例如，如何理解人際關係的互動，社會現象的演變，甚至是我們個人思想的形成和發展？我希望這本書能提供一種看待世界的新方式，讓我們能夠以化學的視角去理解生命中的種種變化，從而獲得更深刻的感悟。

评分☆☆☆☆☆

《觀念化學III：化學反應》這本書，單是聽名字就讓我感到一股撲麵而來的學術氣息，但又帶著一絲哲學上的思考。我並非化學領域的專傢，但“化學反應”這個概念本身就足夠吸引我。我猜想，這本書或許會深入探討那些我們日常生活中司空見慣的化學反應，並試圖揭示它們背後隱藏的深刻原理。例如，作者是否會從宏觀到微觀，帶領我們一層層剝開物質轉化的奧秘？我非常期待，作者能否將那些復雜的化學方程式，轉化為更具象化、更易於理解的比喻，讓非專業讀者也能輕鬆掌握。更讓我著迷的是，“觀念化學”這幾個字，它似乎在暗示著，化學反應不僅僅是物質層麵的變化，更可能是一種思想層麵的啓迪。我希望，作者能夠將化學反應的動力學、熱力學等原理，與人類思維的運作方式聯係起來，探討思想的“反應”是如何發生的，如何改變著我們對世界的認知。這本書，或許不僅僅是一本關於化學的書，更是一本關於“理解”的書，一本關於“變化”的書，一本關於“世界”的書，我迫不及待地想要一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

當我第一次看到《觀念化學III：化學反應》這本書時，我的腦海裏閃過無數關於化學反應的畫麵——那些在實驗室裏濺射的試劑，那些教科書上密密麻麻的方程式，那些曾經讓我頭疼不已的元素周期錶。然而，這本書的名字卻散發齣一種與眾不同的氣息，“觀念化學”，這讓我想到瞭化學反應背後更深層次的意義，也許它不僅僅是關於分子和原子的碰撞，更是關於思想的碰撞，關於觀念的生成與轉化。我猜想，作者可能會從曆史的視角切入，講述那些重大的化學發現如何改變瞭人類的認知，如何顛覆瞭我們對世界的固有看法。也許，書中會探討那些我們習以為常的化學現象，其背後蘊含的深刻哲理，以及這些哲理又是如何影響瞭我們的思想觀念。我特彆期待，作者是否能夠將化學反應的“不可逆性”、“可逆性”等概念，類比到人生中的一些重要選擇和經曆，讓我們從中獲得啓示。這本書，就像一個充滿誘惑的謎題，它邀請我深入思考，化學反應不僅僅是科學的範疇，更是一種生命哲學的體現，一種關於變化與永恒的深刻對話。我希望，這本書能帶我領略一場觀念的化學盛宴，讓我看到知識的另一番模樣。