观念化学IV：生活中的化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： John Suchocki

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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！
 

好的，这是一本涵盖了以下主题的图书简介： 《物理世界漫游指南：从量子跃迁到宇宙演化》 内容概要 本书是一部面向广大学生和物理爱好者，旨在深入浅出地探索现代物理学核心概念的综合性读物。我们力求在严谨的科学基础之上，以生动、形象的叙述方式，带领读者穿越宏观与微观的界限，领略物理世界的奇妙与深刻。全书结构清晰，从最基础的力学原理出发，逐步深入到电磁学、热力学、量子力学以及相对论等前沿领域，并对宇宙学中的重大议题进行了探讨。 第一部分：经典物理的基石——力、运动与能量的交响 本部分聚焦于经典力学的核心概念，这是理解我们日常世界运作规律的基石。 第一章：运动学的精确描述 本章从运动的几何学描述出发，引入了位移、速度和加速度等基本矢量概念。我们详细讨论了匀变速直线运动的规律及其在实际问题中的应用，如抛体运动。此外，也将涉及圆周运动的动力学分析，重点阐述向心力和周期性的关系。本章强调通过数学模型对物理现象进行精确量化的重要性。 第二章：牛顿定律与万有引力 深入探讨牛顿三大定律，将其视为经典力学的核心支柱。我们将详细解析惯性系与非惯性系中的受力分析，并重点讲解动量守恒与角动量守恒定律的应用场景，例如碰撞问题和天体力学中的轨道运动。随后，万有引力定律的建立及其在解释行星运动中的革命性意义将被详尽阐述，辅以开普勒定律的现代物理学诠释。 第三章：功、能与热力学的开端 能量的概念贯穿整个物理学，本章侧重于机械能的概念——动能和势能。通过“功”这一桥梁，将力与能量联系起来，阐述机械能守恒定律的普适性。紧接着，我们将视角转向热力学领域，引入温度、热量和内能的概念，并简要介绍热力学第一定律，为后续深入探索物质的微观结构奠定基础。 第二部分：电磁世界的奥秘——力、场与波的统一 本部分致力于揭示电荷和电流所支配的电磁现象，这是现代技术（如电子学和通信）的理论基础。 第四章：静电学的基础与高斯定律 本章始于库仑定律，描述了点电荷之间的相互作用。在此基础上，引入电场强度的概念。随后，我们将重点讲解高斯定律，阐述其在求解具有高度对称性电场分布问题中的强大威力，例如均匀带电球体或无限长导线周围的电场。 第五章：电势与电路基础 电势的概念被引入，作为描述电场做功的另一种视角，电势差（电压）与电场强度的关系将得到阐述。在直流电路部分，我们将分析欧姆定律、串并联电路的等效电阻计算，并引入基尔霍夫定律，这是分析复杂电路的必备工具。 第六章：磁场与电磁感应 从安培力开始，介绍磁场对运动电荷和电流的作用力。随后，我们将讨论产生磁场的电流——毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律。电磁感应是本章的重点，法拉第电磁感应定律和楞次定律揭示了磁场变化如何产生电流，这是发电机和变压器工作的理论基础。 第七章：麦克斯韦方程组与电磁波 本章将麦克斯韦方程组——这组简洁而优美的方程——作为经典电磁学的总结。我们将探讨位移电流的概念如何补全了方程组的自洽性，并导出电磁波的存在性。最后，讨论电磁波的性质（速度、波长、频率）及其在电磁波谱中的位置。 第三部分：微观世界的革命——量子力学初探 本部分是现代物理学的核心，它彻底颠覆了我们对物质和能量的经典认知。 第八章：光的波粒二象性与普朗克假设 从黑体辐射和光电效应入手，引入能量量子化的概念。爱因斯坦对光电效应的解释标志着光子概念的诞生。本章阐述了光的粒子性，并与光的波动性（衍射、干涉）进行对比，确立了波粒二象性的基本思想。 第九章：物质波与不确定性原理 德布罗意提出了物质波的概念，将波粒二象性推广到所有物质粒子。本章将详细讨论电子衍射实验对物质波理论的有力支持。随后，我们将深入探讨海森堡不确定性原理，理解其对精确测量的基本限制，以及它如何从根本上区别于经典测量误差。 第十章：薛定谔方程与原子结构 本章引入了量子力学的核心——薛定谔方程。我们将展示如何通过求解定态薛定谔方程来描述粒子的行为，并讨论一维势阱、有限深势阱等基本模型。随后，将这些理论应用于氢原子模型，解释了能级、电子轨道和量子数等概念，标志着对原子结构的全新理解。 第四部分：时空、结构与前沿 本部分将视野扩展到宏观尺度，探讨时空的本质以及物质结构的更深层次。 第十一章：狭义相对论的时空观 从爱因斯坦的两个基本假设出发，深入剖析狭义相对论带来的深刻变革。我们将详细讨论时间膨胀、长度收缩、以及质量与能量的等价关系（$E=mc^2$），并探讨洛伦兹变换在这些现象中的作用。 第十二章：广义相对论的几何视角 广义相对论将引力描述为时空的弯曲。本章介绍等效原理，并讨论时空弯曲如何决定物质的运动轨迹（测地线）。我们将简要概述广义相对论对水星近日点进动、引力红移等现象的成功解释。 第十三章：核物理与粒子家族 本章转向原子核的结构与性质。介绍核力、结合能、以及放射性衰变（$alpha, eta, gamma$ 衰变）的规律。随后，我们将简要概述标准模型的基本框架，介绍夸克和轻子等基本粒子及其相互作用力，描绘物质的最深层结构。 第十四章：宇宙学初探 最后，我们将运用物理学原理考察宇宙的整体结构和演化历史。讨论哈勃定律与宇宙膨胀，介绍大爆炸模型的关键证据（如宇宙微波背景辐射）。本书在对宇宙的起源与命运的宏大思考中结束，激励读者继续探索未知的物理边界。 本书的特点在于，每一个理论的引入都伴随着清晰的实验背景和深刻的哲学思考，力求让读者不仅知其然，更能理解其所以然。通过大量的插图和概念性例题，我们致力于搭建一座从日常经验到前沿科学的坚实桥梁。

作者简介

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

李千毅

　　中兴大学植物系毕业，密西根大学生物硕士，曾任天下文化资深编辑，现为文字工作者。译有《观念生物学1～4》、《观念化学IV》、《现代化学II》（合译）、《金色双螺旋》（合译）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☆☆☆☆☆

这本书的定价我觉得还挺合理的，比我之前买的一些科普读物要稍微高一点，但考虑到它的厚度和内容的深度，我觉得是可以接受的。包装也很牢固，书脊没有折损，每一页都平整干净，看得出来是精心挑选和运输的。我是一个比较喜欢收藏书籍的人，所以对于书的品相要求会比较高，这本书的整体表现让我很满意。我希望这本书的内容也像它的外观一样，能够给我带来惊喜。我对“观念化学”这个概念很感兴趣，我理解它可能是指一种更宏观、更具启发性的化学学习方式，而不是局限于微观的分子层面。我很期待作者能在书中分享他的独特见解，打破我之前对化学的固有印象，让我看到化学更广阔的可能性。

评分☆☆☆☆☆

作为一个业余的科学爱好者，我一直在寻找能拓展我知识边界的书籍。我之前读过一些关于物理学和天文学的书，觉得它们都非常引人入胜。化学对我来说，一直是个有点神秘的领域，感觉它充斥着各种我记不住的元素周期表和方程式。所以，当我在书店看到这本《观念化学IV：生活中的化学》时，立刻就被吸引住了。我希望这本书能像一个向导，带领我进入化学的世界，让我对它有一个全新的认识。我不是要成为一个专业的化学家，我只是想了解化学的基本原理，以及它们是如何影响我们周围的一切的。如果这本书能够帮我建立起一个关于化学的“观念体系”，让我不再畏惧它，甚至能够对它产生兴趣，那就太棒了。

评分☆☆☆☆☆

我买这本书的时候，正好在进行一次家庭装修，所以对各种清洁剂、涂料、建材的化学成分都产生了一些疑问。比如，为什么有些清洁剂味道那么刺鼻？有些墙漆宣称环保，具体环保在哪里？我希望这本书能够解答我这些生活中遇到的实际问题，让我能够更科学地选择和使用这些产品。我不是一个需要专业化学知识的读者，我更关注的是如何将化学知识应用到日常生活中，让生活变得更健康、更安全、更便捷。如果这本书能够提供一些关于家居化学、食品化学、甚至个人护理方面的知识，让我能够更好地理解和应对生活中的各种“化学现象”，那将非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的很有意思，不是那种厚重、严谨的学术书籍风格，而是带点插画和活泼的色彩，第一次看到的时候就觉得它和我之前看过的化学书不太一样。包装也很用心，感觉书店老板很重视每一本书的品质。拿到手后，纸张的触感很舒服，印刷也清晰，这一点对于我这种喜欢翻阅实体书的人来说很重要。我尤其喜欢封面上的那个小图标，感觉和书名“观念化学”很搭，像是把抽象的化学概念用一种具象的方式呈现出来，让人对内容充满了好奇。虽然我还没开始深入阅读，但仅仅是拿到书、翻阅它，就能感受到作者在内容呈现上的匠心独运。我期待这本书能像它的外观一样，给我带来一些意想不到的化学视角，不再是枯燥的公式和反应方程式，而是能真正走进我的生活，让我看到化学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选择这本书，很大程度上是因为它“生活中的化学”这个副标题。我一直觉得化学离我们很远，但又无处不在，比如做饭、清洁、甚至是我们身体的运作，都离不开化学。我希望这本书能帮我解开这些生活中的谜团，让我明白为什么有些东西会发生化学反应，为什么某种方法比另一种更有效。我很期待书中能有一些具体的例子，能够让我将书本上的知识与我每天的经历联系起来。比如，为什么洗洁精能洗掉油污？为什么发酵会让面团膨胀？我希望作者能够用浅显易懂的语言来解释这些原理，而不是让我头晕脑胀地去记那些复杂的化学名词。如果这本书能让我成为一个更有趣、更懂生活的人，那我就觉得非常值了。