物理化学教程（第3版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周鲁 编

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• 化学
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• 高等教育
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• 理论学习

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030349996

版次：3

商品编码：11052695

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-06-01

用纸：胶版纸

页数：260

字数：448000

正文语种：中文

编辑推荐

　　 物理化学理论与工程技术问题紧密结合
　　 删繁就简，主线清晰，由浅入深，温故知新
　　 注重实用性、启发性和可读性，利于教和学
　　 内容和章节可进行多种组合，适应不同专业和不同学时的教学要求

内容简介

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：物理化学教程（第3版）》是参照工科物理化学课程教学基本要求编写的，是一本面向工科类各专业本科生物理化学课程的教改教材。全书共8章，包括：热力学基础、多组分多相系统热力学、化学反应热力学、化学反应动力学、相变热力学、电化学、表面化学、胶体化学。本书强调工科特色，注重理论应用。除系统地阐述了物理化学的基本概念和基本理论外，还在相关章节介绍了物理化学理论与工程技术问题相结合的内容。
　　 本书适合作为高等学校工科类各专业本科生物理化学课程教材，也可供广大工程技术人员参考。

内页插图

目录

第三版序
第三版前言
第二版序
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1章 热力学基础
§1-1 基本概念
1.系统与环境
2.性质与状态
3.热力学平衡态
4.过程与途径
5.可逆过程
§1-2 热力学第一定律
1.热和功
2.热力学第一定律
3.热力学能的数学性质
4.焓
5.理想气体的热力学能和焓
§1-3 热和功的计算
1.等容热
2.等压热
3.Cp与Cv的关系
4.等温功
5.绝热功
§1-4 热力学第二定律
1.热传递和热功转化
2.热力学第二定律
3.熵的导出
4.熵增原理
5.理想气体的熵变
§1-5 热力学函数关系
1.亥姆霍兹函数和吉布斯函数
2.热力学基本方程
3.麦克斯韦关系式
4.非理想系统的热力学计算
习题

第2章 多组分多相系统热力学
§2-1 偏摩尔量与化学势
1.偏摩尔量
2.化学势
3.过程自发性判据
4.组成的表示和物质的标准态
§2-2 气体的化学势
1.理想气体的化学势
2.非理想气体的化学势
3.液体和固体的化学势
4.逸度和逸度系数的计算
§2-3 溶液的化学势
1.拉乌尔定律
2.理想溶液的化学势
3.非理想溶液的化学势
§2-4 稀溶液的化学势
1.亨利定律
2.理想稀溶液的化学势
3.非理想稀溶液的化学势
§2-5 混合性质和依数性质
1.气体的混合性质
2.液体的混合性质
3.稀溶液的依数性质
习题

第3章 化学反应热力学
§3-1 学反应的方向和限度
1.反应进度
2.化学反应的自发性判据
3.气相反应的化学平衡
4.液相反应的化学平衡
5.多相反应的化学平衡
§3-2 学反应的焓变
1.标准摩尔反应焓
2.标准摩尔生成焓
3.标准摩尔燃烧焓
4.反应焓变与温度的关系
§3-3 化学反应的熵变
1.标准摩尔反应熵
……
第4章 化学反应动力学
第5章 相变热力学
第6章 电化学
第7章 表面化学
第8章 胶体化学
参考文献
附录

前言/序言

深度探索现代材料科学的基石：先进材料性能与设计原理 本书聚焦于21世纪材料科学领域的前沿进展与核心理论，为读者提供一套系统、深入且极具实践指导意义的知识体系。它并非对传统物理化学基础知识的简单复述，而是立足于宏观现象与微观机制的深度耦合，着重阐释如何通过精确的材料设计来调控特定功能。 --- 第一部分：原子尺度下的结构-性能关系重塑 本部分摒弃了对基本概念的冗长铺陈，直接切入现代材料研究的核心挑战：如何通过控制晶体结构、缺陷工程和界面效应来预设材料的宏观性能。 第一章：高熵合金（HEA）的非理想溶液热力学与相稳定性 本章深入探讨了高熵合金体系中熵驱动的相稳定机制，超越了传统二元/三元合金的拉乌尔定律范畴。重点解析了“高熵效应”在降低混合吉布斯自由能中的作用，以及“迟滞效应”（Lattice Distortion Effect）如何影响扩散速率和相变动力学。我们利用Calphad方法（计算相图）的先进迭代算法，结合密度泛函理论（DFT）对复杂晶格能的精确计算，预测了在极端温度和高应力下的相分离倾向。特别关注了其在超高温耐热合金和辐射损伤环境中的应用潜力，以及如何通过调控组元价电子浓度（$Omega$参数）来稳定面心立方（FCC）或体心立方（BCC）结构。 第二章：二维（2D）材料的电子结构调控与异质结构建 本章集中论述了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）及MXenes等二维材料的独特电子特性。我们详细分析了狄拉克锥的形成机制及其在电荷迁移中的作用。关键内容包括：范德华异质结（vdW Heterostructures）的构建原理，如何利用层间耦合来引入或消除带隙（例如，通过扭曲角控制的魔角石墨烯）。此外，深入探讨了表面工程对二维材料电荷转移和催化活性的影响，尤其是在光电转换效率优化中的应用，如界面能垒的精确调控。 第三章：缺陷工程：非平衡态晶格的精确操控 本章将缺陷视为材料功能化的主动组分而非被动杂质。我们详细阐述了点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成能与迁移机制。特别关注原位表征技术（如高分辨透射电镜HR-TEM中的拉伸/加热实验）如何实时捕捉位错的攀移与交滑移过程，从而理解材料的蠕变和疲劳抗性。在半导体领域，本章探讨了如何通过精确掺杂和离子注入实现局部能带弯曲，优化载流子寿命和复合速率。 --- 第二部分：界面与输运现象的动态耦合 本部分的核心在于理解材料在实际工作条件下，能量、物质和电荷如何在不同相的界面处进行复杂的交换与输运，这直接决定了器件的效率和寿命。 第四章：电化学界面动力学与固态电解质的阻抗谱分析 本章专注于能源存储器件的关键瓶颈：电极/电解质界面。我们详细解析了电化学双电层的结构与能级匹配。核心技术部分集中在电化学阻抗谱（EIS）的数据解析方法，如何区分固态电解质界面层（SEI）的欧姆电阻、电荷转移电阻和扩散阻抗。针对固态电池，深入研究了晶界/晶内快速离子导电机制，以及如何通过界面致敏来抑制锂枝晶的形成，包括使用原子层沉积（ALD）制备的超薄界面缓冲层的作用。 第五章：热电材料的塞贝克系数与晶格热导率的解耦策略 热电材料的性能由无量纲优值因子 $ZT = (frac{S^2sigma T}{kappa})$ 决定。本章重点讨论如何实现高电导率 ($sigma$) 和高塞贝克系数 ($S$) 的同时，极化晶格热导率 ($kappa_L$)。内容包括：声子玻璃-电子晶体（PGEC）的理论模型，如何利用纳米结构效应（如引入大量的界面散射中心，即“声子玻璃”）来抑制长波声子的平均自由程，而不显著影响电子的输运。同时，对比了玻尔兹曼输运方程（BTE）与半经典模型的适用性。 第六章：多铁性材料中的电磁耦合与应力场效应 本章探讨了铁电、铁磁和弹性性质相互耦合的复杂材料体系。我们深入分析了应变梯度如何通过弹性场影响铁电畴壁的运动和磁畴结构。重点介绍了利用压电效应和磁致伸缩效应实现能量转换的机理，例如，在传感器和非易失性存储器（FeRAM/MRAM）中的应用。本章结合畴动力学模拟，展示了外部电场或磁场驱动下，材料内部应力弛豫与电荷重排的非线性耦合行为。 --- 第三部分：复杂体系的智能设计与表征前沿 本部分将视角从单相材料拓展到功能性复合体系，强调计算模拟与先进同步辐射技术在材料理性设计中的核心地位。 第七章：计算材料学：从第一性原理到机器学习加速筛选 本章是方法论的升级。详细介绍虚拟晶格近似（VCA）、Hubbard U参数在处理过渡金属氧化物中的必要性，以及如何利用分子动力学（MD）模拟高温高压下的结构弛豫和扩散路径。核心创新点在于引入高通量计算与贝叶斯优化相结合的策略，用于快速筛选具有特定带隙或催化活性的数千种潜在新材料结构，极大地缩短了材料研发周期。 第八章：同步辐射光源下的原位表征技术 本章侧重于利用尖端大科学装置获取动态信息。重点介绍X射线吸收精细结构（XAFS/XANES）如何确定局域电子结构和氧化态的变化，尤其是在催化剂的反应循环中。小角X射线散射（SAXS）和广角X射线衍射（WAXD）的联用，用于实时监测纳米颗粒的生长、聚集和晶格应变。阐述了如何通过时间分辨技术捕捉超快过程（皮秒/飞秒尺度）中的电子激发态动力学。 第九章：自适应与响应性复合材料的构建 本章关注具有环境响应能力的智能材料。讨论了形状记忆聚合物/合金的马氏体相变热力学，以及液晶弹性体中光照或温度梯度诱导的宏观运动机制。关键在于设计具有多级结构的复合材料，例如，在弹性基体中嵌入具有特定失效阈值的微胶囊，以实现损伤自修复或程序化力学响应。这要求对界面粘结强度和应力集中点的精确控制。 --- 总结： 本书旨在培养读者将基础物理化学原理转化为解决现代工程挑战的能力。它侧重于非平衡态热力学、界面控制、缺陷敏感性以及计算辅助设计，是面向材料设计工程师、高级研究生以及致力于前沿功能材料研发的科研人员的必备参考书。全书内容高度聚焦于材料功能化和性能极限的突破。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对物理化学充满好奇心的大学二年级学生，我一直寻找一本既能帮助我打好基础，又能激发我学习兴趣的书。这本《物理化学教程（第3版）》完全超出了我的预期。这本书的语言风格非常生动有趣，不像很多教科书那样枯燥乏味。作者在解释一些复杂的概念时，经常会引用一些生活中的例子或者历史故事，这让我感觉学习过程充满了乐趣。例如，在讲解相平衡时，作者用到了水的不同相变来类比，甚至还提到了历史上关于“燃素说”的争论，让我对科学的发展历程有了更深刻的理解。而且，书中大量的习题不仅类型多样，而且难度循序渐进，从基础概念的巩固到综合应用，应有尽有。我特别喜欢其中那些需要我独立思考、融会贯通才能解决的难题，每次解出来都非常有成就感。这本书让我觉得，物理化学不再是冰冷枯燥的公式堆砌，而是充满了智慧和探索精神的迷人世界。

评分☆☆☆☆☆

我是一位研究生，正在准备我的毕业论文，物理化学是其中一个非常重要的基础。这本《物理化学教程（第3版）》对我来说，简直就是一场及时雨。它的理论体系非常完整，几乎涵盖了我研究方向所需的所有物理化学知识点。我尤其看重的是它在“现代物理化学”概念上的更新和拓展。比如，在表面化学部分，书中对纳米材料的表面性质和催化性能进行了详尽的论述，这与我目前的研究课题息息相关。此外，书中对统计力学在宏观热力学性质解释上的应用也给我带来了新的启发，让我能够从微观粒子的运动规律去理解能量、熵等宏观概念，这对于我撰写论文中的理论推导部分非常有帮助。本书的参考文献列表也非常可观，为我进一步查阅相关文献提供了极大的便利。总而言之，这本书不仅是一本教科书，更是一位值得信赖的学术伙伴，它为我的研究提供了坚实的基础和宝贵的思路。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将步入社会的化学专业毕业生，在复习过程中，这本《物理化学教程（第3版）》起到了至关重要的作用。它以一种非常实用的角度，将理论知识与实际应用紧密结合。书中对物理化学在工业生产、环境保护、材料科学等领域的应用案例分析，让我看到了这门学科的巨大价值，也为我未来的职业发展提供了更清晰的方向。例如，在讲解化学平衡在工业催化过程中的应用时，作者详细分析了如何通过控制条件来优化产率，这对于理解现代化工生产的原理非常有帮助。此外，书中对误差分析和数据处理的介绍也十分到位，这对于我们在实验工作中准确可靠地获取和分析数据至关重要。这本书的排版设计也很人性化，重点内容突出，公式推导清晰，图表丰富，让我在短时间内能够高效地回顾和掌握核心知识点。它是我毕业季复习的得力助手，为我顺利通过考试打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《物理化学教程（第3版）》绝对是我最近学习生涯中的一盏明灯！我一直觉得物理化学是个既迷人又充满挑战的学科，这本书简直是为我量身定做的。从拿到书的那一刻起，我就被它严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。翻开第一章，作者就用一种非常直观的方式引入了热力学第一定律，配以大量形象的图示，让我这个初学者也能迅速 grasp 到核心概念。而且，书中例题的讲解非常详尽，每一步的推导都清晰可见，让我不再是死记硬背公式，而是真正理解了公式背后的物理意义。我尤其喜欢它对状态函数和路径函数的区分，以及对功和热的深入探讨，这些都为我后续理解熵变和吉布斯自由能打下了坚实的基础。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些有趣的实验案例，虽然我还没动手做，但光是阅读描述就让我对物理化学在实际中的应用有了更深的认识，这极大地激发了我继续深入学习的动力。我真的迫不及待地想一口气读完这本书，然后去攻克那些曾经让我头疼的物理化学难题了！

评分☆☆☆☆☆

说实话，起初我对这本《物理化学教程（第3版）》并没有抱太高的期望，毕竟市面上的教材太多了，很多都雷同。但当我真正开始研读后，我发现自己大错特错了！这本书最大的亮点在于它的“深度”和“广度”的完美结合。它不像某些教材那样只停留在表面概念的介绍，而是深入挖掘了每一个知识点的来龙去脉。比如，在讲解化学动力学部分时，作者不仅详细阐述了速率定律和反应机理，还对过渡态理论和碰撞理论进行了细致的分析，这让我对反应过程的微观本质有了前所未有的理解。而且，书中对量子化学部分的介绍也相当到位，虽然不是专门的量子化学教材，但它巧妙地将量子力学基本原理引入到原子结构和分子键的解释中，让我不再觉得量子力学是遥不可及的。我特别欣赏作者在处理复杂理论时所展现出的耐心和细致，即使是最抽象的概念，也能被他化繁为简，娓娓道来。这本书的出版，无疑为我们这些渴望在物理化学领域有所建树的学生提供了一个绝佳的平台。

评分☆☆☆☆☆

要选择有益的书。所谓“开卷有益”，就是说只要喜欢读书，打开书本就能有所收获。但是如果小孩子不懂得怎样选择图书或不清楚读书的方法，那么开卷则未必有益或受益甚微。因此，一个善于读书的人，就决不能滥读，要读积极有益的书。读书还要掌握“三读”法。曾国藩曾说过，“不同之书，区别对待。应读之书宜缓宜熟；应阅之书宜速宜多。阅书如攻城，轻骑剽悍，所向无前。”根据不同体裁的文章用不同的方法去阅读。为了使孩子能“读”以致用，我还要求她学会作读书笔记，摘录文中优美的或让你感动的词句及名言警句，每周写一篇读后感。长此以往，孩子的阅读量大大的增加，做到厚积而薄发。

评分☆☆☆☆☆

要选择有益的书。所谓“开卷有益”，就是说只要喜欢读书，打开书本就能有所收获。但是如果小孩子不懂得怎样选择图书或不清楚读书的方法，那么开卷则未必有益或受益甚微。因此，一个善于读书的人，就决不能滥读，要读积极有益的书。读书还要掌握“三读”法。曾国藩曾说过，“不同之书，区别对待。应读之书宜缓宜熟；应阅之书宜速宜多。阅书如攻城，轻骑剽悍，所向无前。”根据不同体裁的文章用不同的方法去阅读。为了使孩子能“读”以致用，我还要求她学会作读书笔记，摘录文中优美的或让你感动的词句及名言警句，每周写一篇读后感。长此以往，孩子的阅读量大大的增加，做到厚积而薄发。

评分☆☆☆☆☆

“书中自有千钟粟，书中自有黄金屋。”小时候老师这么教导我们，现在我们要这么教导孩子！读书，一直是教育界许多有识之士高举的旗帜。童年时代的阅读需要引领，需要同行的伙伴，家长需要告别生硬的说教，理性的指令，以柔和、感性的引导，与孩子展开分享性阅读。首先，教育的“润物细无声”的特点注定了家长与其一遍又一遍的告诉孩子读书很重要，不如和孩子一起读书，孔子有言：己所不欲，勿施于人，试问：一个不喜欢读书的家长，怎能培养出喜欢读书的孩子？于是，我开始了我的“艰苦历程”。

评分☆☆☆☆☆

2.营造积极的读书氛围

评分☆☆☆☆☆

一般般一般般一般般一般般

评分☆☆☆☆☆

好。。。。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的很不错，对自己有很大的帮助了。不知何时，我家小女也被邻人打入“疯丫头帮”，嘻嘻哈哈，玩笑打闹，高兴起来疯个昏天黑地，与我理想中“上知天文，下知地理”的小才女越距越远，这还了得！得赶紧想法，让其“悬崖勒马”。

评分☆☆☆☆☆

2.营造积极的读书氛围

评分☆☆☆☆☆

不错呦 不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错