觀念化學5：環境化學 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蘇卡奇

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觀念化學係列叢書：探尋物質世界的基礎與前沿 本套叢書旨在為廣大學習者提供一套全麵、深入且富有啟發性的化學知識體係。我們深刻理解化學作為一門中心科學的重要性，它不僅是理解自然界物質結構、性質、轉化規律的鑰匙，更是推動現代科技發展、改善人類生活質量不可或缺的基礎學科。本係列叢書力求在傳承經典化學理論的基礎上，融閤當代化學研究的前沿進展，以清晰的邏輯結構和豐富的實例，引導讀者構建堅實的化學概念框架，培養獨立思考和解決實際問題的能力。 本套叢書的編寫遵循循序漸進的原則，從最基礎的原子結構與周期性，逐步深入到熱力學、動力學、平衡態，再擴展至有機化學、無機化學等核心分支，最終觸及與現代社會緊密相關的應用化學領域。我們特別注重概念的闡釋深度與廣度，確保讀者不僅「知其然」，更能「知其所以然」。 以下是本套叢書中其他各捲的主要內容概述，這些內容著重於基礎化學原理、物質的規律性與轉化過程，與環境化學（指涉及環境汙染、治理及環境中化學物質行為的專門學科）的特定側重有所區隔： --- 觀念化學 1：原子結構與元素周期性 (電子書) 核心聚焦：物質的微觀基石 本捲是整個化學大廈的奠基石。我們從歷史上對物質組成的探索開始，追溯原子模型的演變，詳述瞭從道爾頓的原子論到量子力學模型的發展歷程。重點探討瞭原子內部的結構，包括質子、中子和電子的分布，以及原子核的穩定性與放射性。 關鍵章節詳述： 1. 量子力學基礎： 深入解析薛定諤方程的物理意義，引入波函數、軌域（s, p, d, f）的概念。詳細說明電子排布的規則，如洪特規則、泡利不相容原理和能量優先原則。 2. 原子光譜與能級： 通過對原子發射和吸收光譜的分析，直觀展示瞭電子的能級結構和躍遷規律，強化瞭量子化概念。 3. 化學鍵的起源： 討論離子鍵、共價鍵的本質，包括路易斯結構、價層電子對互斥理論（VSEPR）在預測分子幾何形狀中的應用。 4. 元素周期律： 係統梳理瞭元素周期錶的結構及其規律性。深入比較同一族內和同一周期內元素性質的趨勢變化，解釋這些趨勢背後的電子結構原因，例如原子半徑、電負性、電離能和電子親和力的變化規律。 本書特色： 採用大量實例說明量子概念在解釋宏觀性質（如金屬光澤、惰性氣體的穩定性）上的決定性作用。 --- 觀念化學 2：化學計量學與熱力學 (電子書) 核心聚焦：化學反應的量化與能量轉化 本捲側重於將微觀的原子分子概念與宏觀的質量和能量聯繫起來，是理解化學反應能否發生、發生到何種程度的關鍵。 關鍵章節詳述： 1. 物質的量與化學計算： 詳盡介紹摩爾概念、原子量與分子量，重點訓練學生的化學計量學能力，包括配平方程式、溶液濃度計算（體積摩爾濃度、質量百分比等）以及基本滴定計算。 2. 熱化學基礎： 引入化學熱力學的基礎概念，如係統、環境、功與熱。詳細闡述熱化學第一定律，定義焓（H）及其測量方法，包括燃燒熱、生成熱的應用。 3. 熵與吉布斯自由能： 深入探討熱力學第二定律，定義熵（S）和熱力學第三定律。核心內容是吉布斯自由能（G）的計算與意義，用$Delta G$來判斷反應在恆溫恆壓下的自發性與平衡極限。 4. 相變與溶液熱力學： 討論物質的相圖、相變的熱力學基礎（如剋勞修斯-剋拉佩龍方程），並將熱力學原理應用於理想溶液的性質分析。 本書特色： 強調熱力學的「方嚮性」和「極限性」判斷，避免將計算與物理概念脫節。 --- 觀念化學 3：化學反應速率與化學平衡 (電子書) 核心聚焦：反應的過程與極限狀態 如果說熱力學決定瞭反應「能不能」發生，那麼本捲則探討反應「多快」發生，以及最終會停在哪裡。這是理解化學工業生產優化的基礎。 關鍵章節詳述： 1. 化學反應速率論： 定義反應速率，並闡述影響速率的因素（如反應物濃度、溫度、催化劑）。重點講解速率定律的確定過程和反應級數的概念。 2. 碰撞理論與活化能： 從微觀角度解釋反應的發生機製，詳細介紹阿倫尼烏斯方程，計算活化能，並探討過渡態理論的初步概念。 3. 化學平衡的建立： 引入動態平衡的概念，定義平衡常數 $K$ 的意義及單位與錶達式的書寫。詳細分析溫度、壓力、濃度變化對平衡位置的影響（勒沙特列原理的精確應用）。 4. 酸鹼平衡的量化： 將平衡原理應用於水溶液體係。定義酸鹼強度（$K_a$, $K_b$），計算強酸、弱酸、弱鹼溶液的 pH 值，以及緩衝溶液的配製與計算。 本書特色： 深入剖析勒沙特列原理的適用範圍，並將速率常數 $k$ 與平衡常數 $K$ 通過熱力學聯繫起來。 --- 觀念化學 4：酸鹼、氧化還原與電化學 (電子書) 核心聚焦：質子轉移與電子轉移的化學 本捲聚焦於兩類最常見且應用最廣泛的化學反應：酸鹼反應和氧化還原反應，並將其延伸至電化學的應用。 關鍵章節詳述： 1. 酸鹼理論的深化： 係統比較布朗斯特德-洛瑞和路易斯酸鹼理論，並通過共軛酸鹼對的概念深化理解。詳細分析鹽溶液的水解平衡及其 pH 計算。 2. 氧化還原反應： 掌握配平氧化還原反應（如離子電子法）的技巧。深入理解氧化數的規則與應用，特別是在複雜體係中的判斷。 3. 電化學基礎： 介紹原電池（伏打電池）的工作原理，定義標準電極電位及其應用。利用能斯特方程計算非標準條件下的電池電壓。 4. 電解池與應用： 討論電解水的原理，法拉第電解定律，以及電鍍、電解精煉等工業應用中的電化學計算。 本書特色： 通過電化學的實際應用，如電池技術的發展，說明氧化還原電位在預測反應可行性中的核心地位。 --- 觀念化學 6：有機化學基礎 (電子書) 核心聚焦：碳骨架的結構、命名與反應性 本捲是進入複雜有機分子世界的入門指南，重點建立對碳原子獨特性質的認識，以及理解官能團對分子反應性的決定作用。 關鍵章節詳述： 1. 有機分子的結構基礎： 碳原子的雜化軌域理論，解釋單鍵、雙鍵和三鍵的形成，以及結構異構體（包括幾何異構和光學異構）的辨識與錶示。 2. 官能團與命名法： 係統介紹常見的官能團（如醇、醚、醛、酮、羧酸、胺等），並按照 IUPAC 規則進行係統命名。 3. 有機反應機理入門： 分類介紹親核取代反應 ($S_N1, S_N2$)、消去反應（$E1, E2$）以及親電加成反應的機理，強調過渡態和反應中間體的穩定性影響。 4. 基礎有機物類概述： 簡要介紹烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的基本性質與代錶性反應。 本書特色： 強調空間結構對化學性質的決定性影響，使用三維模型輔助理解異構現象。 --- 觀念化學 7：材料化學與無機化學專題 (電子書) 核心聚焦：固態結構與非碳元素化閤物 本捲探討瞭在有機化學之外的廣泛無機材料體係，特別關注固態物質的晶體結構及其宏觀性能之間的聯繫，並選取瞭幾個重要的無機化學專題進行深入探討。 關鍵章節詳述： 1. 固態化學與晶體結構： 詳細闡述晶體結構的基本概念，包括晶格、晶胞。深入分析常見的晶體堆積方式（如麵心立方、體心立方）及其對物質密度的影響。討論晶體缺陷對材料電學和機械性能的改變。 2. 配位化學： 介紹過渡金屬錯閤物的結構、命名和幾何構型。闡述價鍵理論和晶體場理論在解釋錯閤物顏色、磁性上的應用。 3. 典型無機物體係： 探討固態氧化物、硫化物、矽酸鹽等重要無機化閤物的結構和性質，這些是現代陶瓷、半導體材料的基礎。 4. 膠體化學簡介： 涉及分散體係的穩定性、沉降、布朗運動等現象，為理解材料分散體係（如乳液、懸浮液）提供化學基礎。 本書特色： 將抽象的晶體結構與現代功能材料（如半導體、新型催化劑載體）的性能緊密結閤。 --- 本係列叢書共同的教學目標是：建立一個結構化、可量化、且具備預測能力的化學思維模式。 無論讀者未來是從事基礎科學研究、化學工程、材料科學，還是生命科學領域，這套全麵而嚴謹的基礎知識體係都將是其不可或缺的智力資本。