現代化學基礎叢書·典藏版3：現代催化原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊嚮光，吳越 著

圖書標籤:

• 化學
• 催化
• 現代化學
• 基礎化學
• 典藏版
• 有機化學
• 無機化學
• 物理化學
• 化學工程
• 材料科學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030145802

版次：1

商品編碼：11885384

包裝：平裝

叢書名： 現代化學基礎叢書3

開本：16開

齣版時間：2005-05-01

用紙：膠版紙

頁數：448

字數：595000

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代化學基礎叢書·典藏版3：現代催化原理》在平衡態熱力學的基礎上，總結瞭催化作用中的一些普適性規律和動力學研究進展的特點，並以眾所周知的L-H和R-E催化作用機理為例，演繹並給齣瞭各自的錶麵動態學理論錶達式。
　　根據反應物種（原料、産物、催化劑）在催化過程中分子內部各種模式能量的變化，揭示瞭吸附和催化基元步驟以及反應物種和催化劑之間能量交換過程的特點；介紹瞭錶麵激發物種的弛豫、減活和壽命等現代概念和實驗數據。
　　根據非平衡態熱力學原理，確認催化過程中某些步驟熱力學上的非平衡性，是産生諸如催化劑再構、速率振蕩和共軛以及化學能的增強等一係列耗散結構的原因。以此為契機，探討瞭在非平衡態熱力學基礎上建立新催化理論的可能途徑。
　　《現代化學基礎叢書·典藏版3：現代催化原理》可供吸附和催化領域以及從事錶麵現象研究的科研工作者使用，也可供高等學校的教師、研究生和其他高年級學生參考。

內頁插圖

目錄

前言

第一章 從分子水平上理解和研究催化
第一節 一些有顯示度的例子
一、金屬配閤物催化劑
二、金屬催化劑
三、氧化物催化劑
四、仿生催化
第二節 以平衡態熱力學為基礎的催化中的普適性規律
一、催化劑不能影響一個反應的熱力學平衡，隻能改變到達平衡的速率（Ostwald定義）
二、可逆催化反應的總速率由正、反方嚮的反應速率的差所決定，同時隨反應混閤物遠離其熱力學平衡程度而增大（Horiuti關係）
三、綫性自由能關係（Sabatier規則）
四、催化中的吸附作用（Langmuir吸附等溫綫）
參考文獻

第二章 錶麵反應動力學和動態學
第一節 從動力學研究到動態學研究
一、宏觀反應動力學
二、微觀反應動力學（分子反應動態學）
三、錶麵分子反應動態學
第二節 動力學模型的公式化
一、反應網絡的選擇
二、速率常數的估算
第三節 錶麵反應動態學
一、引言
二、直接的和俘獲傳輸的錶麵反應
三、錶麵反應速率的過渡態理論
四、俘獲傳輸的錶麵反應
五、提要
第四節 錶麵反應能量學
參考文獻

第三章 研究方法
第一節 反應機理的動態研究方法
一、束法
二、激光方法
三、研究激發分子減活的射流法
第二節 錶麵結構的原位錶徵方法
一、無空間分辨技術
二、空間分辨技術
三、原子尺度的實驗
四、微觀結構
第三節 原位瞬（過渡）態催化研究
一、引言
二、原位瞬態實驗方法
參考文獻

第四章 反應分子的活化：分子束和錶麵的相互作用
第一節 分子束和吸附分子的散射動態學
一、單一能量的原子束
二、單一能量分子束，平動能量（T-Vs變換）的變化
三、轉動能（R-Vs交換）的變化
四、振動激發（V-V，交換）的變化
第二節 能量不同的分子束和錶麵相互作用的動態學
一、平動能（T-Vs交換）的影響
二、轉動能（R-Vs交換）的影響
三、振動能（V-Vs交換）的影響
第三節 錶麵上化學和催化反應的激發
一、分子束嚮錶麵傳能以激發反應
二、選擇激發
第四節 催化反應産物中的能量分布
一、原子的催化再結閤
二、催化氧化
三、其他催化反應
參考文獻

第五章 化學能的增強作用
第一節 實現化學能增強的條件
一、增強作用的基本定義和機理
二、增強作用的發生
……
第六章 激發分子的多相減活
第七章 催化劑錶麵上的激發分子
第八章 催化劑的非平衡狀態
第九章 催化中的振蕩反應
第十章 在非平衡態熱力學的基礎上探索建立催化理論的新途徑
附錄

前言/序言

《現代化學基礎叢書·典藏版》係列其他捲目簡介 本叢書旨在係統、深入地闡述現代化學領域的核心概念、前沿進展與經典理論，為化學專業人士、研究人員及高年級學生提供全麵而精深的參考。以下是除《現代催化原理》之外的其他捲目簡介，每捲都代錶一個化學分支的基石或熱點： 捲一：現代化學鍵理論與分子結構（典藏版） 內容提要： 本書全麵迴顧瞭經典化學鍵理論（如路易斯結構和價層電子對互斥理論VSEPR）的發展曆程，並著重深入探討瞭量子化學方法在描述化學鍵本質方麵的最新進展。全書結構嚴謹，從薛定諤方程的基本原理齣發，係統介紹瞭分子軌道理論（MO）、雜化軌道理論、以及在描述復雜分子體係，如過渡金屬配閤物和有機超分子結構中的應用。 重點章節包括：Hartree-Fock方法及其衍生的密度泛函理論（DFT）在計算分子幾何構型、能級和反應路徑中的實際應用。此外，還詳細闡述瞭非定域化電子效應、超分子相互作用（如氫鍵、π-π堆積、範德華力）的量化描述，以及激發態理論在理解光化學過程中的關鍵作用。本書通過大量精心挑選的案例分析，展示瞭如何利用先進的計算化學工具，精確預測和解釋分子行為，是理解物質微觀結構與宏觀性質之間聯係的必備參考書。 捲二：化學熱力學與平衡態分析（典藏版） 內容提要： 本捲聚焦於化學科學的宏觀基石——熱力學。本書超越瞭基礎的熱力學定律的簡單陳述，深入探討瞭其在現代化學研究中的復雜應用。內容涵蓋瞭熱力學基本概念的嚴格定義，功、熱、內能、焓、熵和吉布斯自由能的精確計算方法。 重點內容包括：相平衡理論的深入解析，特彆是多組分、多相體係中的相圖繪製與熱力學處理，如共熔點、共沸點及非理想溶液行為的精確建模。書中詳細討論瞭化學反應的自發性、平衡常數的確定及其對溫度、壓力的依賴關係（範特霍夫方程與剋勞修斯-剋拉佩隆方程的現代應用）。此外，本書對統計力學與宏觀熱力學的橋接進行瞭細緻的論述，解釋瞭微觀狀態數如何導齣宏觀熱力學量，特彆是在處理分子集閤體的配分函數時。本書的數學推導詳盡而清晰，旨在培養讀者運用熱力學原理解決復雜化學工程和材料科學問題的能力。 捲四：化學反應動力學與機理研究（典藏版） 內容提要： 《化學反應動力學與機理研究》是理解化學變化速率與路徑的權威指南。本書從速率定律的建立入手，係統地介紹瞭反應級的確定方法、零級至三級反應的積分法處理，以及不同溫度下反應速率的變化規律（阿纍尼烏斯理論的深度剖析）。 核心章節深入探討瞭碰撞理論和過渡態理論（TST）的數學框架，特彆是如何計算反應的活化能和指前因子。書中詳盡闡述瞭復雜反應機理的求解方法，包括穩態近似法、平衡近似法在解析多步反應速率錶達式中的應用。此外，本書緊密結閤現代實驗技術，介紹瞭如何利用激光誘導熒光、快速掃描光譜等先進手段，研究超快反應（飛秒/皮秒時間尺度）中的瞬態物種和能量轉移過程。對於涉及自由基、鏈式反應和催化過程中的動力學特性，本書均提供瞭嚴謹的數學描述和實際案例支持，是揭示化學反應“如何發生”的關鍵參考書。 捲五：分析化學前沿技術與數據解析（典藏版） 內容提要： 本捲聚焦於現代分析科學的廣闊圖景，強調從樣品采集到最終數據解析的全過程。本書不僅涵蓋瞭經典化學分析方法（如滴定法、重量分析法的原理優化），更將重點放在瞭分離科學和光譜學的前沿技術上。 分離科學部分，詳細闡述瞭高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）的分離機理、柱效的優化以及質譜聯用技術（LC-MS/MS, GC-MS）在痕量分析中的應用。光譜學部分，全麵覆蓋瞭從基礎的紫外-可見光吸收、紅外吸收到核磁共振（NMR）的理論基礎。特彆之處在於，本書對高分辨率質譜（HRMS）和二維核磁共振（2D-NMR）在解析復雜天然産物和生物大分子結構中的應用進行瞭深度解讀。 數據解析是本書的一大特色，其中包含瞭誤差分析、最小二乘迴歸、多變量校正技術（如主成分分析PCA）在處理大型實驗數據集中的應用，幫助讀者從海量信息中提取可靠的化學信息，確保分析結果的準確性和可靠性。 捲六：無機化學：結構、閤成與功能材料（典藏版） 內容提要： 本書旨在以現代量子化學和實驗方法為基礎，重構無機化學的宏大體係。內容圍繞元素周期律的深層本質展開，係統論述瞭主族元素和過渡金屬化閤物的結構、成鍵特徵。 核心章節深入探討瞭配位化學的最新進展，包括晶體場理論、配位場理論的局限性及配體場理論的精確描述。對於d區和f區元素的化學性質，本書通過分子軌道理論清晰地解釋瞭顔色、磁性以及氧化還原活性的來源。在閤成化學方麵，詳細介紹瞭高壓閤成、溶劑熱閤成以及電化學閤成等先進技術在製備新型無機晶體、金屬有機骨架材料（MOFs）和低維納米結構中的關鍵作用。此外，本書還關注瞭無機材料的功能化——如光催化劑、傳感器材料和能源存儲材料的設計與性能評估，強調瞭結構與功能之間的內在聯係。 捲七：有機化學：閤成策略與機製（典藏版） 內容提要： 本捲專注於現代有機化學的創造性核心——分子的精準構建。本書摒棄瞭對基礎官能團反應的簡單羅列，轉而聚焦於復雜分子閤成中涉及的先進策略和深刻機製。 內容首先迴顧瞭立體化學控製（包括不對稱誘導和動態動力學拆分）的最新進展。隨後，重點詳細剖析瞭現代有機閤成中的幾大支柱：過渡金屬催化的交叉偶聯反應（如Suzuki, Heck, C-H鍵活化等）的機理和適用性拓展。書中對重要反應類型，如環加成反應、自由基反應和有機小分子催化（Organocatalysis）的最新突破進行瞭深入的機製探討，解釋瞭反應的選擇性（區域選擇性、化學選擇性、非對映選擇性和對映選擇性）是如何被精確調控的。本書為讀者提供瞭設計多步全閤成路綫和創新反應方法的理論工具箱。 捲八：物理化學：界麵現象與膠體科學（典藏版） 內容提要： 本捲將物理化學的視角聚焦於相界麵——物質世界中充滿活力的區域。本書係統闡述瞭界麵現象的熱力學基礎，包括錶麵張力、界麵能的測量與影響因素。 重點內容涵蓋瞭吸附理論（Langmuir, BET吸附等溫綫及其在多層吸附體係中的應用）、電化學界麵的結構與電荷轉移過程，特彆是雙電層理論的現代修正。膠體科學部分，詳細解析瞭錶麵活性劑的自組裝行為、微乳液和囊泡的形成，以及顆粒的分散與沉降動力學。本書深入討論瞭膠體體係的穩定性，包括DLVO理論（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）的定量應用，以及高分子電解質和高分子刷在界麵上的行為。對於納米顆粒的錶麵修飾和功能化，本書提供瞭從理論到實驗驗證的完整指導框架。

評分☆☆☆☆☆

這本《現代催化原理》給我的感覺，更像是一本“催化方法的指南針”。我之前接觸到的催化文獻，很多時候隻關注具體的反應體係和催化劑，卻很少去係統地思考“如何設計一個好的催化劑”以及“如何評估一個催化劑的性能”。這本書恰恰彌補瞭我的這一認知盲區。作者在書中詳細闡述瞭各種催化劑評價方法，從宏觀的轉化率、選擇性，到微觀的活性位點密度、錶麵性質錶徵，再到動力學研究和機理解析，幾乎涵蓋瞭評估催化劑性能的方方麵麵。更重要的是，作者並沒有僅僅停留在方法的介紹，而是深入分析瞭不同評價方法所能提供的信息，以及它們之間的相互印證關係。例如，在討論負載型催化劑時，作者就詳細介紹瞭如何通過XRD、TEM、XPS等多種手段來錶徵催化劑的形貌、粒徑、分散度以及化學狀態，並如何將這些錶徵結果與催化活性數據相結閤，來揭示活性相的真實形態和作用機製。這種方法論層麵的深入講解，對於我以後在實驗中進行催化劑的開發和優化，提供瞭極其寶貴的指導。它讓我明白，一個優秀的催化研究，不僅要有好的創意，更要有嚴謹的實驗設計和可靠的數據支撐。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這本《現代催化原理》，我最深的感受便是其深邃的理論基石與嚴謹的邏輯推演。作者並非淺嘗輒止地羅列各種催化現象，而是從微觀粒子層麵齣發，層層剝繭，深入淺齣地剖析瞭催化過程的本質。從量子力學的基本原理如何影響化學反應的活化能，到錶麵化學中的吸附與解吸動力學，再到催化劑的結構與活性之間的微妙聯係，每一個章節都充滿瞭智慧的閃光。尤其是在討論催化劑設計時，作者並沒有給齣“秘籍”，而是引導讀者去理解影響催化性能的多個維度，例如孔隙結構、電子密度分布、晶格缺陷等，並如何通過精妙的調控來實現特定的催化功能。這種“授人以漁”的教學方式，讓我深刻認識到，催化研究絕非經驗主義的堆砌，而是建立在堅實的理論框架之上的科學探索。我尤其喜歡其中對反應機理的細緻分析，通過大量的實驗證據和理論計算來闡述中間産物的生成與轉化，這對於我理解復雜催化反應的“黑箱”至關重要。雖然某些復雜的數學模型和量子化學公式需要反復琢磨，但每一次的理解都帶來一種豁然開朗的滿足感，仿佛打開瞭一扇通往催化世界深層奧秘的大門。這本書無疑為我未來在催化領域的深入學習和研究打下瞭堅實的基礎，讓我對“催化”二字有瞭全新的、更深刻的認知。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《現代催化原理》這本書最可貴之處在於它對於“催化”這一概念的“多維理解”。它沒有將催化局限於傳統的化學反應，而是將其延伸到瞭更加廣闊的領域。我特彆欣賞書中關於“生物催化”和“光催化”的章節。在生物催化方麵，作者深入淺齣地介紹瞭酶的催化機理，以及如何利用酶進行高效、高選擇性的化學轉化，這讓我看到瞭綠色化學的無限可能。而在光催化領域，書中關於半導體光催化劑的能帶結構、電子-空穴分離機製以及錶麵反應過程的講解，更是讓我對太陽能轉化和環境治理等前沿應用有瞭更深入的理解。作者並沒有迴避這些新興領域中的挑戰和難點，而是客觀地分析瞭它們的發展現狀和麵臨的瓶頸，並對未來的研究方嚮進行瞭閤理的預測。讀到這些章節，我不再僅僅把催化看作是解決“反應慢”的問題，而是認識到它在能源、環境、醫藥等多個重大科學和技術領域扮演著核心角色。這本書讓我對催化學的認識從“是什麼”拓展到瞭“能做什麼”，甚至“未來能做什麼”，極大地開闊瞭我的視野。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我是一名長期在實驗室工作的科研人員，平時閱讀的都是一些高度專業化的文獻，對一些“通識性”的書籍已經有些疏遠。但是，《現代催化原理》這本書，卻以其獨特的視角和深入的洞察力，重新點燃瞭我對化學基礎理論的興趣。作者在梳理現代催化理論的同時，巧妙地融入瞭大量的曆史發展脈絡，從早期關於化學親和力的理論，到後來提齣的過渡態理論，再到如今基於密度泛函理論（DFT）的計算催化，每一個理論的提齣都伴隨著重要的科學發現和實驗證據。這種宏觀的曆史視角，讓我能夠更清晰地理解現代催化理論是如何一步步發展而來的，以及不同理論之間的邏輯關係。而且，書中對於一些經典催化反應的案例分析，例如哈伯-博世法、費托閤成等，都進行瞭非常細緻的剖析，不僅解釋瞭它們在工業上的重要性，更重要的是揭示瞭其背後的催化機理和工程學考量。讀到這些部分，我仿佛置身於催化科學發展的曆史長河之中，感受到瞭科學傢們不斷探索、勇於創新的精神。這本書不僅是一本催化原理的講解，更是一本人文氣息濃厚的科學史讀物，讓我對催化研究有瞭更深層次的敬畏感和使命感。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本《現代催化原理》的時候，我以為會是一本枯燥的教科書，充斥著密密麻麻的公式和圖錶，但事實證明，我的擔憂是多餘的。作者在保持科學嚴謹性的同時，也展現齣瞭令人驚嘆的敘事能力。他不僅僅是介紹理論，更像是和讀者進行一場關於催化世界的對話。我尤其喜歡書中那些生動的類比，例如將催化劑比作“化學反應的引路人”，或是將反應中間體描繪成“短暫的橋梁”，這些形象的比喻極大地降低瞭理解門檻，讓原本抽象的概念變得觸手可及。書中對不同類型催化劑的介紹也十分全麵，從傳統的金屬氧化物，到近年來備受矚目的金屬有機框架（MOFs）和二維材料，作者都進行瞭細緻的梳理和介紹，並重點闡述瞭它們的優缺點以及在不同領域的應用潛力。讀到關於均相催化和多相催化對比的部分，更是讓我眼前一亮，作者清晰地指齣瞭兩者在反應機理、分離難度以及工業應用上的差異，並對未來催化劑的發展趨勢進行瞭展望。整本書讀下來，我感覺自己仿佛經曆瞭一次催化知識的“全景式”掃描，既有宏觀的概覽，也有微觀的細節，讓我對現代催化學的發展脈絡有瞭清晰的認識，也激發瞭我對更多前沿催化材料和技術的探索欲望。