觀念化學IV：生活中的化學 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
• 生活
• 科普
• 觀念化學
• 趣味科學
• 化學原理
• 日常生活
• 科學普及
• 教育
• 思維啓迪

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！
 

好的，這是一本涵蓋瞭以下主題的圖書簡介： 《物理世界漫遊指南：從量子躍遷到宇宙演化》 內容概要 本書是一部麵嚮廣大學生和物理愛好者，旨在深入淺齣地探索現代物理學核心概念的綜閤性讀物。我們力求在嚴謹的科學基礎之上，以生動、形象的敘述方式，帶領讀者穿越宏觀與微觀的界限，領略物理世界的奇妙與深刻。全書結構清晰，從最基礎的力學原理齣發，逐步深入到電磁學、熱力學、量子力學以及相對論等前沿領域，並對宇宙學中的重大議題進行瞭探討。 第一部分：經典物理的基石——力、運動與能量的交響 本部分聚焦於經典力學的核心概念，這是理解我們日常世界運作規律的基石。 第一章：運動學的精確描述 本章從運動的幾何學描述齣發，引入瞭位移、速度和加速度等基本矢量概念。我們詳細討論瞭勻變速直綫運動的規律及其在實際問題中的應用，如拋體運動。此外，也將涉及圓周運動的動力學分析，重點闡述嚮心力和周期性的關係。本章強調通過數學模型對物理現象進行精確量化的重要性。 第二章：牛頓定律與萬有引力 深入探討牛頓三大定律，將其視為經典力學的核心支柱。我們將詳細解析慣性係與非慣性係中的受力分析，並重點講解動量守恒與角動量守恒定律的應用場景，例如碰撞問題和天體力學中的軌道運動。隨後，萬有引力定律的建立及其在解釋行星運動中的革命性意義將被詳盡闡述，輔以開普勒定律的現代物理學詮釋。 第三章：功、能與熱力學的開端 能量的概念貫穿整個物理學，本章側重於機械能的概念——動能和勢能。通過“功”這一橋梁，將力與能量聯係起來，闡述機械能守恒定律的普適性。緊接著，我們將視角轉嚮熱力學領域，引入溫度、熱量和內能的概念，並簡要介紹熱力學第一定律，為後續深入探索物質的微觀結構奠定基礎。 第二部分：電磁世界的奧秘——力、場與波的統一 本部分緻力於揭示電荷和電流所支配的電磁現象，這是現代技術（如電子學和通信）的理論基礎。 第四章：靜電學的基礎與高斯定律 本章始於庫侖定律，描述瞭點電荷之間的相互作用。在此基礎上，引入電場強度的概念。隨後，我們將重點講解高斯定律，闡述其在求解具有高度對稱性電場分布問題中的強大威力，例如均勻帶電球體或無限長導綫周圍的電場。 第五章：電勢與電路基礎 電勢的概念被引入，作為描述電場做功的另一種視角，電勢差（電壓）與電場強度的關係將得到闡述。在直流電路部分，我們將分析歐姆定律、串並聯電路的等效電阻計算，並引入基爾霍夫定律，這是分析復雜電路的必備工具。 第六章：磁場與電磁感應 從安培力開始，介紹磁場對運動電荷和電流的作用力。隨後，我們將討論産生磁場的電流——畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律。電磁感應是本章的重點，法拉第電磁感應定律和楞次定律揭示瞭磁場變化如何産生電流，這是發電機和變壓器工作的理論基礎。 第七章：麥剋斯韋方程組與電磁波 本章將麥剋斯韋方程組——這組簡潔而優美的方程——作為經典電磁學的總結。我們將探討位移電流的概念如何補全瞭方程組的自洽性，並導齣電磁波的存在性。最後，討論電磁波的性質（速度、波長、頻率）及其在電磁波譜中的位置。 第三部分：微觀世界的革命——量子力學初探 本部分是現代物理學的核心，它徹底顛覆瞭我們對物質和能量的經典認知。 第八章：光的波粒二象性與普朗剋假設 從黑體輻射和光電效應入手，引入能量量子化的概念。愛因斯坦對光電效應的解釋標誌著光子概念的誕生。本章闡述瞭光的粒子性，並與光的波動性（衍射、乾涉）進行對比，確立瞭波粒二象性的基本思想。 第九章：物質波與不確定性原理 德布羅意提齣瞭物質波的概念，將波粒二象性推廣到所有物質粒子。本章將詳細討論電子衍射實驗對物質波理論的有力支持。隨後，我們將深入探討海森堡不確定性原理，理解其對精確測量的基本限製，以及它如何從根本上區彆於經典測量誤差。 第十章：薛定諤方程與原子結構 本章引入瞭量子力學的核心——薛定諤方程。我們將展示如何通過求解定態薛定諤方程來描述粒子的行為，並討論一維勢阱、有限深勢阱等基本模型。隨後，將這些理論應用於氫原子模型，解釋瞭能級、電子軌道和量子數等概念，標誌著對原子結構的全新理解。 第四部分：時空、結構與前沿 本部分將視野擴展到宏觀尺度，探討時空的本質以及物質結構的更深層次。 第十一章：狹義相對論的時空觀 從愛因斯坦的兩個基本假設齣發，深入剖析狹義相對論帶來的深刻變革。我們將詳細討論時間膨脹、長度收縮、以及質量與能量的等價關係（$E=mc^2$），並探討洛倫茲變換在這些現象中的作用。 第十二章：廣義相對論的幾何視角 廣義相對論將引力描述為時空的彎麯。本章介紹等效原理，並討論時空彎麯如何決定物質的運動軌跡（測地綫）。我們將簡要概述廣義相對論對水星近日點進動、引力紅移等現象的成功解釋。 第十三章：核物理與粒子傢族 本章轉嚮原子核的結構與性質。介紹核力、結閤能、以及放射性衰變（$alpha, eta, gamma$ 衰變）的規律。隨後，我們將簡要概述標準模型的基本框架，介紹誇剋和輕子等基本粒子及其相互作用力，描繪物質的最深層結構。 第十四章：宇宙學初探 最後，我們將運用物理學原理考察宇宙的整體結構和演化曆史。討論哈勃定律與宇宙膨脹，介紹大爆炸模型的關鍵證據（如宇宙微波背景輻射）。本書在對宇宙的起源與命運的宏大思考中結束，激勵讀者繼續探索未知的物理邊界。 本書的特點在於，每一個理論的引入都伴隨著清晰的實驗背景和深刻的哲學思考，力求讓讀者不僅知其然，更能理解其所以然。通過大量的插圖和概念性例題，我們緻力於搭建一座從日常經驗到前沿科學的堅實橋梁。

作者簡介

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

李韆毅

　　中興大學植物係畢業，密西根大學生物碩士，曾任天下文化資深編輯，現為文字工作者。譯有《觀念生物學1～4》、《觀念化學IV》、《現代化學II》（閤譯）、《金色雙螺鏇》（閤譯）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☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真的很有意思，不是那種厚重、嚴謹的學術書籍風格，而是帶點插畫和活潑的色彩，第一次看到的時候就覺得它和我之前看過的化學書不太一樣。包裝也很用心，感覺書店老闆很重視每一本書的品質。拿到手後，紙張的觸感很舒服，印刷也清晰，這一點對於我這種喜歡翻閱實體書的人來說很重要。我尤其喜歡封麵上的那個小圖標，感覺和書名“觀念化學”很搭，像是把抽象的化學概念用一種具象的方式呈現齣來，讓人對內容充滿瞭好奇。雖然我還沒開始深入閱讀，但僅僅是拿到書、翻閱它，就能感受到作者在內容呈現上的匠心獨運。我期待這本書能像它的外觀一樣，給我帶來一些意想不到的化學視角，不再是枯燥的公式和反應方程式，而是能真正走進我的生活，讓我看到化學的魅力。

评分☆☆☆☆☆

作為一個業餘的科學愛好者，我一直在尋找能拓展我知識邊界的書籍。我之前讀過一些關於物理學和天文學的書，覺得它們都非常引人入勝。化學對我來說，一直是個有點神秘的領域，感覺它充斥著各種我記不住的元素周期錶和方程式。所以，當我在書店看到這本《觀念化學IV：生活中的化學》時，立刻就被吸引住瞭。我希望這本書能像一個嚮導，帶領我進入化學的世界，讓我對它有一個全新的認識。我不是要成為一個專業的化學傢，我隻是想瞭解化學的基本原理，以及它們是如何影響我們周圍的一切的。如果這本書能夠幫我建立起一個關於化學的“觀念體係”，讓我不再畏懼它，甚至能夠對它産生興趣，那就太棒瞭。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，很大程度上是因為它“生活中的化學”這個副標題。我一直覺得化學離我們很遠，但又無處不在，比如做飯、清潔、甚至是我們身體的運作，都離不開化學。我希望這本書能幫我解開這些生活中的謎團，讓我明白為什麼有些東西會發生化學反應，為什麼某種方法比另一種更有效。我很期待書中能有一些具體的例子，能夠讓我將書本上的知識與我每天的經曆聯係起來。比如，為什麼洗潔精能洗掉油汙？為什麼發酵會讓麵團膨脹？我希望作者能夠用淺顯易懂的語言來解釋這些原理，而不是讓我頭暈腦脹地去記那些復雜的化學名詞。如果這本書能讓我成為一個更有趣、更懂生活的人，那我就覺得非常值瞭。

评分☆☆☆☆☆

我買這本書的時候，正好在進行一次傢庭裝修，所以對各種清潔劑、塗料、建材的化學成分都産生瞭一些疑問。比如，為什麼有些清潔劑味道那麼刺鼻？有些牆漆宣稱環保，具體環保在哪裏？我希望這本書能夠解答我這些生活中遇到的實際問題，讓我能夠更科學地選擇和使用這些産品。我不是一個需要專業化學知識的讀者，我更關注的是如何將化學知識應用到日常生活中，讓生活變得更健康、更安全、更便捷。如果這本書能夠提供一些關於傢居化學、食品化學、甚至個人護理方麵的知識，讓我能夠更好地理解和應對生活中的各種“化學現象”，那將非常有價值。

评分☆☆☆☆☆

這本書的定價我覺得還挺閤理的，比我之前買的一些科普讀物要稍微高一點，但考慮到它的厚度和內容的深度，我覺得是可以接受的。包裝也很牢固，書脊沒有摺損，每一頁都平整乾淨，看得齣來是精心挑選和運輸的。我是一個比較喜歡收藏書籍的人，所以對於書的品相要求會比較高，這本書的整體錶現讓我很滿意。我希望這本書的內容也像它的外觀一樣，能夠給我帶來驚喜。我對“觀念化學”這個概念很感興趣，我理解它可能是指一種更宏觀、更具啓發性的化學學習方式，而不是局限於微觀的分子層麵。我很期待作者能在書中分享他的獨特見解，打破我之前對化學的固有印象，讓我看到化學更廣闊的可能性。