觀念化學2:化學鍵.分子 (電子書)

觀念化學2:化學鍵.分子 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

蘇卡奇
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具體描述

如果有人告訴你,

他開發瞭一種持久香水,

原理是他找齣瞭不會揮發的香精,

你相信這個說法嗎?

要放進魚缸裡的水,

絕對不能經過煮沸再冷卻,

原因是什麼你知道嗎?

想減少鈉離子攝取量的人,

不適於飲用軟水,這又是什麼道理?

我們在生活中遇到的問題,

已經不是用簡單的邏輯推理就可以解答瞭,

一定要有一點科學知識,

纔能讓我們遇到問題時能從容判斷。

而化學,正是解釋這奇妙世界最有用的工具。

《觀念化學2》帶領讀者瞭解原子、分子這些小到看不的東西,

理解它們基本的運作原理,進而知道我們這個廣大世界,到底隱藏瞭什麼奧秘!


觀 念 化 學 進 階 篇:深 刻 探 索 化 學 的 核 心 邏 輯 內容介紹: 本書是為化學學習者精心打造的一部進階讀物,旨在係統梳理並深入闡釋化學學科體係中最為基礎、也最具挑戰性的核心概念。全書結構嚴謹,內容涵蓋瞭從物質的宏觀現象到微觀結構的根本性轉變,重點剖析瞭化學反應的內在驅動力與規律。 第一部分:原子結構與周期性規律的再認識 本部分將超越初級化學中對原子模型的簡單描述,著重探討量子力學在原子結構描述中的關鍵作用。 量子化與軌道概念的深化: 詳細解析波函數的物理意義,區分經典物理概念與量子世界的本質差異。重點討論薛定諤方程的引入如何重塑我們對電子在原子核外分布的理解,從傳統的“行星軌道”模型徹底過渡到概率雲——電子雲的概念。 電子排布的精細化: 不僅僅羅列洪特規則和泡利不相容原理,而是深入探討這些規則背後的能量最小化原理和對稱性要求。特彆引入相對論效應在重元素電子結構計算中的初步影響,解釋某些過渡金屬和內過渡金屬中電子排布的特殊性。 周期性的本質: 周期錶不再僅僅是一張分類圖譜,而是原子結構周期性變化的直觀體現。本章將從原子半徑、電離能、電子親和能和電負性等核心參數的周期性變化趨勢齣發,結閤實際測量數據和量子化學計算結果,揭示這些性質變化的根本原因在於外層電子的有效核電荷和屏蔽效應的動態平衡。深入分析瞭副族元素和內副族元素中,d軌道和f軌道電子的參與對周期性規律帶來的微妙偏離與拓展。 第二部分:物質的形態與晶體結構 本捲將從微觀角度剖析不同物質形態(固、液、氣)的內在聯係及其結構特徵。 分子間作用力的全景圖譜: 係統的梳理和比較不同類型的分子間作用力(範德華力、氫鍵、偶極-偶極作用等)。強調這些力在決定物質宏觀性質(如沸點、溶解性、錶麵張力)中的決定性作用。特彆關注長鏈高分子和生物大分子中,這些弱相互作用如何形成復雜的三維結構。 晶體化學導論: 詳細介紹晶體缺陷(點缺陷、綫缺陷、麵缺陷)的形成機製及其對材料電學、力學性能的巨大影響。深入講解布拉維點陣、晶胞的概念,並結閤X射綫衍射分析的基本原理,展示如何通過實驗手段確定晶體結構。重點對比離子晶體、共價晶體、金屬晶體和分子晶體在鍵閤類型、硬度、導電性上的顯著差異。 第三部分:化學反應的本質與熱力學基礎 本部分是理解化學變化驅動力的核心。 化學熱力學的嚴謹錶述: 重新審視熱力學第一、第二、第三定律,並將其精確應用於化學體係。重點討論亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能的物理意義,闡明係統自發變化的方嚮性判據——ΔG的嚴格要求。詳細分析反應的焓變(ΔH)和熵變(ΔS)對平衡常數(K)的協同影響。 化學平衡的動態描述: 不滿足於勒夏特列原理的定性描述,本章利用統計熱力學初步概念,探討平衡常數K與微觀粒子狀態分布之間的定量關係。討論溫度、壓力、濃度變化如何通過影響特定物種的能量狀態和微觀分布來動態地驅使係統嚮新的平衡點移動。 相圖的解讀與應用: 深入分析單組分和雙組分相圖的構造原理,如何通過相圖預測物質在特定溫壓條件下的穩定相態。重點講解共熔點、共沸點、共存綫等關鍵點的熱力學意義,並將其應用於實際的分離提純過程分析。 第四部分:反應速率與動力學原理 本章聚焦於反應“如何發生”的問題,是連接熱力學與實際反應過程的橋梁。 反應速率的微觀機製: 引入碰撞理論和過渡態理論(活化絡閤物理論)。詳細剖析活化能(Ea)的物理含義,闡釋為何高能壘會顯著減緩反應速率。強調反應速率常數k隨溫度變化的阿倫尼烏斯(Arrhenius)關係。 反應級數與分子反應機理: 如何通過實驗確定反應級數,並討論零級、一級、二級反應的積分速率定律及其半衰期的差異。引入反應機理的概念,解析復雜反應中決速步(Rate-Determining Step)對總反應速率的控製作用。 催化作用的深入理解: 將催化劑的作用機製提升到能量層麵,解釋催化劑如何通過提供一條新的、具有更低活化能的反應路徑來實現反應加速。對比均相催化、多相催化和酶催化的基本區彆與共性。 本書內容組織遵循邏輯遞進的原則,每章都力求在介紹基本知識點的同時,融入現代化學研究的視角和定性與定量相結閤的分析方法,旨在幫助讀者建立一個堅實、全麵且富有洞察力的化學概念體係。

著者信息

作者簡介

蘇卡奇 John Suchocki

美國維吉尼亞州立邦聯大學(Virginia Commonwealth University)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》(Conceptual Physics)

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(University of Hawaii at Manoa)擔任客座教授,

並且在那裡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(Saint Michael's College)擔任教職,

繼續著他熱愛的教書、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)化學博士。

專長為高分子化學及物理、流變學、能源及石油化學,

歷任中國石油公司煉製研究所研究組長、企劃處副處長、

研究發展委員會執行祕書,現已自中油退休。

曾任東海大學及靜宜大學兼任副教授,

現為國立颱灣科技大學化工係兼任教授及國立成功大學石油策略研究中心兼任研究員。

著有《奈米科技導論》、《石油及石油化學工業概論》等,

譯有《凝體 Everywhere》、《生物世界的數學遊戲》、

《國民科學須知》、《現代化學I》、《看漫畫,學化學》(天下文化齣版)

圖書目錄

觀念化學2 化學鍵.分子

第5章 原子模型

5.0 用想像力來瞭解真實世界

5.1 模型讓我們看見不可見的原子世界

5.2 光是一種能量

5.3 用原子發的光來鑑別原子

5.4 波耳用量子假說解釋原子光譜

5.5 電子的波動性質

5.6 用能階解釋電子如何填滿軌域

5.7 能量接近的軌域群集成殼層

5.8 週期錶幫助我們預測元素的性質

第5章 觀念考驗

第6章 化學鍵結與分子的形狀

6.0 原子如何互相聯結

6.1 原子模型解釋瞭原子如何鍵結

6.2 原子可以失去或獲得電子成為離子

6.3 電子轉移造成瞭離子鍵

6.4 共享電子造就共價鍵

6.5 價電子決定分子的形狀

6.6 不均勻的電子共享,造成瞭極性共價鍵

6.7 電子不均勻分布,分子就有極性

第6章 觀念考驗

第7章 分子混閤

7.0 分子如何互相吸引

7.1 次顯微粒子以電力互相吸引

7.2 溶液是單相的均勻混閤物

7.3 溶解度是量測溶質溶解的程度

7.4 肥皂同時靠極性與非極性的作用

第7章 觀念考驗

第8章 奇妙的水分子

8.0 分子間的黏性會影響物質的巨觀性質

8.1 水分子結冰會形成開放的晶體結構

8.2 凝固與熔化會同時發生

8.3 水分子的黏性造就液態水的性質

8.4 水分子自由的齣入液相及氣相

8.5 改變液態水的溫度,要用很多能量

8.6 相變化需要有能量的進齣

第8章 觀念考驗


觀念考驗解答

元素週期錶

圖片來源



圖書序言

  • ISBN:9789865535087
  • 規格:普通級
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:13.9MB

圖書試讀

用戶評價

评分

這本《觀念化學2:化學鍵.分子》光是書名就讓人心頭一震,畢竟「化學鍵」跟「分子」這兩個概念,在高中階段簡直是橫亙在我們麵前的一座大山啊!每次老師在課堂上講到電子得失、共用、路易斯結構,我總覺得自己像在聽天書,公式背瞭一堆,但就是無法真正「看見」那些原子是如何手牽手,形成穩定的結構。這套書如果能真的把這些抽象的東西圖像化、具體化,那對我這種純粹靠死背硬記的學生來說,簡直是救星降臨。我特別期待它在分子間作用力那塊的闡述,畢竟光是記「凡得瓦力、偶極-偶極、氫鍵」這些名詞,完全搞不懂它們的強度差異和應用情境,期望這本書能像畫重點一樣,把這些複雜的關係梳理清楚,讓我們這些化學底子不夠紮實的同學,也能在麵對複雜的有機化學或物理化學題目時,不至於完全慌瞭手腳。希望它不隻是教科書的翻版,而是真正能幫我們建立起穩固的化學思維框架。

评分

坦白說,我對傳統的中文化學教材總是有點「水土不服」,總覺得它們在語氣上太過嚴肅或過度學術化,讀起來缺乏一點親切感。如果《觀念化學2》能做到像一位熱愛化學的大學長姐在身邊提點,那簡直是太棒瞭。例如,在講解離子鍵和共價鍵的極性變化時,能不能多用一些生活中的例子來輔助理解?像是比較 $ ext{NaCl}$ 和 $ ext{HCl}$ 在溶解性和導電性上的巨大差異,然後反推迴鍵結特性的不同。另外,電子書的形式對於隨時查閱和筆記功能來說非常方便,但我更關心的是它在互動性上的設計。如果書中能內嵌一些小動畫或模擬器連結,讓我們實際去拖曳原子、觀察鍵角變化,那肯定能大幅提升學習體驗。畢竟,化學鍵與分子結構的世界是動態的,靜態的文字和圖片往往捕捉不到其精髓。

评分

說真的,現在市麵上的參考書動輒幾百頁,內容塞得滿滿,讀起來比在寫論文還纍。我比較偏好那種「少即是多」的學習材料,尤其是像化學鍵這種基礎又核心的章節,更需要的是精準且深入的剖析,而不是包山包海的資訊轟炸。我期盼這本《觀念化學2》能夠在每一個關鍵的化學原理上,提供足夠的深度,讓我們可以紮根穩固。例如,在討論價數層電子對互斥理論(VSEPR)時,它是否能用生動的例子,解釋為什麼某些分子的形狀會是特定的角度,而不是單純給個圖錶讓我們背誦「直線形、三角錐形」。如果它能像一位經驗豐富的化學傢在旁邊手把手指導,透過對比不同的分子(比如 $ ext{CH}_4$ 和 $ ext{NH}_3$ 的鍵角差異),自然而然地引導我們理解背後的電子排斥機製,那這本書的價值就遠遠超過瞭定價。

评分

我對這套書的「觀念化學」這個前綴非常感興趣。化學,說白瞭,就是理解物質構成的科學,而「觀念」就是那個底層邏輯。我們在學校學的,往往是被「標準答案」框限住的結果論。我希望這本書可以帶我們迴溯到理論建構的起點,比如從量子力學的基本假設,是如何一步步推導齣原子軌域的概念,進而解釋化學鍵的形成。如果它能適度地穿插一些歷史背景,說明科學傢們是怎麼一步步剋服睏難纔建立起現有的化學模型,或許能增加閱讀的樂趣,同時也能讓我們體會到科學知識並非一成不變的教條。畢竟,真正的學習是理解「為什麼」,而不是隻知道「是什麼」。希望這本書的作者群在編撰時,能放下架子,真正用「啟濛者」的角度來跟讀者溝通,而不隻是扮演知識的傳遞者。

评分

身為一個準備考轉學考的社會人士,時間成本是我最計較的一環。我沒辦法花大把時間在重複閱讀冗長、口語化的解釋上。我需要的是高效率的知識傳輸媒介。因此,我對《觀念化學2》在圖錶的呈現上抱有很高的期待。它必須使用最簡潔、最清晰的圖示來解釋電子雲、混成軌域這些玄妙的玩意兒。如果書中能大量運用類似於工程圖學那種精確的剖麵圖或三維立體圖,並輔以簡潔的數學描述(但不是複雜到要用到微積分的那種),這樣我纔能快速掌握其核心結構。老實說,很多化學書在解釋「共振結構」時,總是畫得密密麻麻,讓人眼花撩亂,我希望這本能提供一套係統性的規則,讓我們看到一個分子結構時,能馬上「看穿」其真實的電子分佈狀態,而不是停留在書本上的那些靜態畫像。

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