簡明物理化學/清華大學化學類教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃文濤，王軍民，陳琳 著

圖書標籤:

• 物理化學
• 化學
• 教材
• 清華大學
• 大學教材
• 理工科
• 科學
• 高等教育
• 化學類
• 基礎學科

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302165682

版次：1

商品編碼：12168245

包裝：平裝

叢書名： 清華大學化學類教材

開本：16開

齣版時間：2008-03-01

用紙：膠版紙

頁數：308

字數：380000

正文語種：中文

內容簡介

　　《簡明物理化學/清華大學化學類教材》是高等院校物理化學課程的教材，內容包括熱力學第1定律、熱力學第2定律、液體混閤物和溶液、相平衡、化學平衡、電化學、錶麵與膠體化學動力學。
　　《簡明物理化學/清華大學化學類教材》可作為高等院校生物、醫藥、材料、環境等專業的教材，也可供化學和化工類專業的學生使用。

內頁插圖

目錄

1 熱力學第一定律
1．1 熱力學的方法、特點及化學熱力學
1．2 熱力學的基本概念
1．2．1 係統和環境
1．2．2 熱力學平衡狀態
1．2．3 狀態函數
1．2．4 過程和途徑
1．3 熱力學第一定律簡介
1．3．1 熱力學第一定律的錶述
1．3．2 熱和功
1．3．3 內能
1．3．4 封閉係統的熱力學第一定律數學錶達式
1．4 可逆過程與體積功
1．4．1 體積功
1．4．2 功與過程
1．4．3 可逆過程
1．5 熱的計算
1．5．1 等容熱效應
1．5．2 等壓熱效應和焓
1．5．3 熱容及簡單變溫過程熱的計算
1．6 熱力學第一定律對於理想氣體的應用
1．6．1 理想氣體的內能、焓和熱容
1．6．2 理想氣體的絕熱過程
1．7 熱力學第一定律對於相變過程的應用
1．8 熱化學的基本概念
1．8．1 反應進度
1．8．2 反應的摩爾焓變和摩爾內能變
1．9 反應熱的計算
1．9．1 Hess定律
1．9．2 生成焓與化學反應的標準摩爾焓變
1．9．3 燃燒焓與化學反應的標準摩爾焓變
1．9．4 摩爾溶解焓與摩爾稀釋焓
1．9．5 反應熱與溫度的關係
本章基本學習要求
參考文獻
思考題和習題

2 熱力學第二定律
2．1 熱力學第二定律及其數學錶達式
2．1．1 自然界過程的方嚮性和限度
2．1．2 熱力學第二定律的錶述
2．1．3 熵函數和熱力學第二定律的數學錶達式
2．2 熵增加原理和熵判據
2．3 熵變的計算
2．3．1 簡單物理過程的熵變
2．3．2 相變過程的熵變
2．3．3 混閤過程的熵變
2．4 熱力學第三定律和規定熵
2．4．1 熱力學第三定律的錶述
2．4．2 規定熵的計算
2．4．3 化學反應的熵變
2．5 Helmholtz函數判據和Gibbs函數判據
2．5．1 Helmholtz函數及Helmholtz函數減少原理
2．5．2 Gibbs函數及Gibbs函數減少原理
2．5．3 熱和功在特定條件下與狀態函數變的關係
2．6 各熱力學函數間的關係
2．6．1 封閉係統的熱力學基本關係式
2．6．2 對應係數關係式
2．6．3 Maxwell關係式
2．6．4 基本關係式的應用
2．7 △G和△A的計算
2．7．1 簡單物理過程的△G和△A
……

3 液體混閤物與溶液
4 相平衡
5 化學平衡
6 電化學
7 錶麵與膠體化學基礎
8 化學動力基礎
附錄

前言/序言

　　物理化學是化學、化工及相關專業（生物、醫學、材料、環境、能源等）的重要專業基礎課，曆來深受廣大相關工作者的重視。另外，它既是化學的一個分支學科，又是其他化學分支學科的理論基礎，所以它在人纔培養方麵發揮著重要作用。為瞭適應非化學、化工專業對物理化學的教學需要，作者在總結清華大學本科生的短學時物理化學課程教學基礎上編寫瞭這本教科書。
　　在編寫本書時，筆者的主要考慮是一定要適應學時少的特點，所以內容上力求簡明，盡量摒棄繁瑣的數學推導，注重介紹最基本的知識和方法，把重點放在基本概念和重要結論的討論上。同時考慮到使用本書的各專業的課內學時可能不同、各教師的教學風格不同，在內容的編排上既要力求做到少而精，也為教師講授擴展知識留有足夠的餘地。為瞭便於學生課後復習基本公式和概念，書中的重要公式均以陰影形式標齣，且在每章之後提供瞭適量的思考題。每章之後列齣的部分參考文獻，可供讀者進一步深入瞭解相關內容或擴充知識之用。
　　全書共分8章。第1，2章介紹熱力學基本定律；第3，4，5章分彆討論熱力學定律對於多組分係統、多相係統和化學反應係統的應用；第6章是電化學，介紹電化學基本知識並討論典型電化學方法在數據測量方麵的應用；第7章介紹界麵化學的基本知識並討論膠體的主要性質；第8章化學動力學，重點討論化學反應的唯象規律（包括物質濃度、反應溫度、催化劑、溶劑等對反應速率的影響規律），同時簡要介紹有關反應機理和速率理論的知識。
　　本書由硃文濤擔任主編。第1，3，5章由王軍民編寫；第2，6，8章由硃文濤編寫；第4，7章由陳琳編寫；各章的思考題和習題由王軍民編選；附錄由硃文濤編選。全書經硃文濤統一修改定稿。
　　本書的編寫曾得到清華大學化學係有關領導的鼎力支持以及清華大學齣版社的鼓勵，徐柏慶教授和尉誌武教授對本書的編寫提齣瞭寶貴的意見，在此一並緻謝。
　　由於編者水平所限，本書定有錯誤和不當之處，敬請讀者雅正。

經典與前沿：現代化學的基石與展望 本書旨在為化學、材料科學、生命科學以及相關工程領域的學生和研究人員提供一個全麵、深入且與時俱進的化學基礎知識體係。它不僅僅是一本傳統的教科書，更是一份連接基礎理論與現代科研實踐的橋梁。 本書內容涵蓋瞭現代化學的四大支柱：物理化學、無機化學、有機化學以及分析化學，並特彆強調瞭跨學科交叉領域的最新進展。全書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在保證理論深度的同時，兼顧概念的直觀理解和實際應用的廣度。 --- 第一部分：量化世界——現代物理化學導論 本部分深入探討瞭化學現象背後的物理學原理，是理解化學反應本質和物質結構的關鍵。 1. 熱力學基礎與化學平衡： 我們從熱力學的基本定律——零定律到第三定律開始，詳細闡述瞭宏觀係統中的能量、熵和吉布斯自由能的概念。重點剖析瞭化學勢在多相平衡和化學反應自發性判斷中的核心作用。通過對相圖的深入解讀，講解瞭單組分和多組分係統的相變規律，如凝固點降低和共沸現象。隨後，係統地介紹瞭化學平衡的數學描述，包括平衡常數的計算、溫度和壓力對平衡位置的影響（勒夏特列原理的精確化）。 2. 反應動力學：速率、機理與催化： 本章超越瞭平衡態的描述，聚焦於反應如何發生。從零級、一級到二級反應速率定律的推導與實驗測定方法入手，詳細討論瞭活化能的概念及其與溫度的關係（阿纍尼烏斯方程）。引入瞭碰撞理論和過渡態理論，為理解微觀反應路徑提供瞭理論框架。催化作用作為現代化學工業的命脈，被賦予瞭專門的討論，涵蓋瞭均相、非均相催化以及酶催化的基本原理和設計思路。 3. 量子化學與分子結構： 本部分是理解化學鍵的微觀基礎。從黑體輻射和光電效應引入量子化概念，進而講解薛定諤方程在簡單係統（如一維無限深勢阱、諧振子）中的應用。重點討論瞭氫原子和類氫離子的精確解，並推廣至多電子原子和周期性規律的形成。分子軌道理論（MO）和價鍵理論（VB）的比較與融閤，為理解雙原子分子和復雜分子的鍵閤特性、電子分布和光譜性質奠定瞭基礎。特彆加入瞭對計算化學方法的簡要介紹，說明如何利用數值方法預測分子結構和反應性質。 4. 錶麵與界麵現象： 關注宏觀物質與環境的交界麵。深入探討瞭潤濕性、錶麵張力的測量與影響因素。吸附理論部分詳細區分瞭物理吸附和化學吸附的異同，並介紹瞭朗繆爾、BET等經典吸附等溫綫的應用。電化學部分則從能斯特方程齣發，係統闡述瞭電池、電解池的工作原理，並討論瞭腐蝕與保護的化學原理。 --- 第二部分：元素世界的秩序——無機化學的廣度與深度 本部分旨在構建對元素周期錶中所有元素的係統認知，並深入探討其化閤物的結構、性質與應用。 1. 原子結構與周期性： 在量子化學的基礎上，迴歸到對元素周期錶的結構性理解。詳細分析瞭不同主族、副族及內過渡族元素的電子構型特點，解釋瞭電負性、離子半徑、電離能等周期性趨勢的微觀根源。 2. 主族元素化學： 按照周期錶的順序，係統梳理瞭1A至7A族元素單質、常見氧化物、氫化物和鹵化物等關鍵化閤物的閤成、結構特點和反應活性。重點突齣瞭元素價態的多樣性、異構現象以及特殊結構（如硼烷簇、矽氧烷網絡）的化學。 3. 過渡金屬化學與配位化閤物： 過渡金屬的d軌道電子特性是其化學行為的核心。本章詳細闡述瞭晶體場理論（CFT）和配位場理論（LFT）對配閤物顔色、磁性、穩定性和幾何構型的解釋能力。深入研究瞭配體場分裂參數（Δo, Δt）的影響因素，並介紹瞭重要的配閤物反應類型，如取代反應、氧化還原反應。此外，還引入瞭有機金屬化學的基礎，討論瞭茂金屬、烯烴復分解反應中的催化劑等前沿課題。 4. 固體化學與晶體結構： 超越分子尺度，從晶體學角度審視固態物質。介紹瞭晶格能、布拉維點陣和空間群的概念。重點分析瞭離子晶體（如NaCl結構）、共價晶體（如金剛石結構）和金屬晶體的堆積規律及其對宏觀性質（導電性、硬度）的影響。 --- 第三部分：碳的交響——有機化學的閤成與機理 本部分是化學傢創造新分子的基礎，強調結構、反應性和閤成策略。 1. 基礎概念與結構錶徵： 迴顧瞭共價鍵的形成、雜化理論，並強調瞭立體化學的重要性，包括對映異構體、非對映異構體、手性和構象分析。著重介紹瞭現代有機化學中常用的譜學方法，如核磁共振（NMR）、紅外光譜（IR）和質譜（MS）在分子結構確證中的應用和解析技巧。 2. 官能團反應與反應機理： 係統地分類和講解瞭各類官能團（醇、醛酮、羧酸及其衍生物、胺等）的典型轉化反應。在每個反應單元中，我們堅持從電子流動和能量變化的角度，詳細剖析反應機理，區分親電取代、親核加成、自由基反應等不同模式，並討論反應的立體選擇性和區域選擇性控製。 3. 碳碳鍵的構建： 有機閤成的精髓在於高效、專一地構建碳骨架。本章集中討論瞭構建C-C鍵的關鍵反應，包括親核碳負離子（如烯醇負離子、格氏試劑）、親電試劑（如傅剋反應）的應用。重點介紹瞭現代有機閤成中裏程碑式的反應，如烯烴的復分解反應、過渡金屬催化的偶聯反應（Suzuki, Heck, Sonogashira等）及其在復雜分子閤成中的應用。 4. 生物大分子基礎： 簡要介紹構成生命體的關鍵有機分子——氨基酸、肽、核酸和糖類的結構特點及其聚閤反應，為後續的生物化學學習打下基礎。 --- 第四部分：信息的獲取與處理——分析化學的精準之眼 本部分關注如何從復雜的體係中分離、識彆和定量目標組分，是化學研究和質量控製的實踐基礎。 1. 化學平衡在分析中的應用： 將熱力學和動力學原理應用於溶液中的平衡過程。詳細分析瞭酸堿滴定、沉澱滴定中的等效點判斷和滴定麯綫的計算。重點講解瞭分步絡閤滴定、氧化還原滴定中的指示劑選擇和終點判斷。對於沉澱平衡，討論瞭溶度積（Ksp）在分離提純中的指導作用。 2. 分離科學：色譜法： 色譜法是現代分離技術的核心。係統闡述瞭分離的理論基礎——分配係數、塔闆數和分離度。詳細對比瞭液相色譜（HPLC，包括反相、正相、離子交換）和氣相色譜（GC）的工作原理、儀器組成和應用範圍。 3. 光譜分析技術： 基於物質與電磁波的相互作用。深入講解瞭紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）的原理、摩爾定律及其在定量分析中的應用。引入瞭原子吸收光譜（AAS）和發射光譜（AES）的基本概念。 4. 電化學分析與電化學傳感器： 將電化學原理應用於定量分析。討論瞭電位分析法（如pH計的原理）、伏安法（循環伏安法）在物質檢測中的優勢。 --- 展望：化學的未來方嚮 全書最後部分，對當代化學麵臨的重大挑戰和新興領域進行瞭概覽，包括：可持續化學與綠色閤成（原子經濟性、溶劑替代）、先進功能材料的化學設計（MOFs, COFs, 納米材料的界麵化學）、化學生物學（化學工具在生命科學中的應用），以及大數據與人工智能在化學發現中的潛力。 本書通過嚴謹的理論推導、豐富的實例分析和恰當的習題設計，力求培養讀者獨立思考和解決復雜化學問題的能力，為未來深入探索化學的任何一個分支做好堅實的準備。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 我是一名即將步入大三的化學專業學生，一直以來都覺得物理化學是學習過程中的一個“坎”。嘗試瞭市麵上不少教材，總覺得要麼過於理論化，要麼過於簡化，難以找到一個恰到好處的平衡點。直到我拿到這本《簡明物理化學》，纔算是真正找到瞭“對的書”。它的編排結構非常清晰，每一章都圍繞著一個核心主題展開，內容組織邏輯性極強，使得復雜的概念能夠被分解成易於理解的部分。 最讓我印象深刻的是，書中對於每一個物理化學原理的推導都詳盡而嚴謹，同時又能在推導結束後，用非常簡練的語言總結齣其物理意義和應用價值。比如，在講解化學動力學部分，書中不僅詳細推導瞭速率方程和反應級數的關係，還特彆強調瞭活化能和碰撞理論在解釋反應速率上的重要性，並且配有大量的實驗數據和圖錶作為支撐，這使得理論與實踐緊密結閤，增強瞭我的理解深度。此外，書中還設計瞭許多思考題和習題，這些題目難度適中，既能檢驗我對知識的掌握程度，又能引導我進一步思考，真正做到瞭學以緻用。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 我對這本書最直觀的感受就是它的“實在”。無論是理論的闡述，還是例題的解答，都力求做到準確無誤，並且具有很強的指導性。書中不僅僅是羅列公式和定理，而是會花大量的篇幅去解釋這些公式和定理的由來，以及它們在實際應用中的局限性和適用範圍。舉個例子，在講到量子化學的時候，書中並沒有迴避其中的數學復雜性，而是通過對薛定諤方程的詳細推導，來展示如何從微觀粒子的基本性質齣發，理解分子的結構和性質。 我特彆喜歡書中在每個章節末尾都會有一係列拓展閱讀的建議，這對於有誌於深入研究某個方嚮的讀者來說，無疑是極大的幫助。它能夠引導讀者跳齣教材的框架，去接觸更前沿的文獻和更深入的研究成果。而且，這本書的排版設計也十分考究，文字清晰，圖錶規範，閱讀體驗非常舒適。對於我這樣需要長時間專注學習的人來說，這一點尤為重要。它讓我能夠更高效地吸收知識，減少不必要的乾擾。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 這本《簡明物理化學》帶給我的感受，更多的是一種“思維的啓濛”。在學習過程中，它不僅僅是教會我“是什麼”，更是讓我思考“為什麼”和“如何去用”。書中對於統計力學部分的介紹，就讓我印象深刻。它不是簡單地搬用公式，而是試圖通過宏觀量與微觀狀態的聯係，來解釋熱力學定律的微觀起源。這種從宏觀到微觀，再從微觀迴到宏觀的視角，讓我對整個物理化學體係有瞭更宏觀、更係統的認識。 我尤其欣賞書中對於一些“反直覺”概念的解釋。例如，在講到熱力學第二定律的熵增原理時，書中用瞭一個生動的例子：在一個封閉係統中，能量總是傾嚮於分散，而不是聚集。這解釋瞭為什麼許多過程都是不可逆的。這種將抽象的概念與生動的故事相結閤的方式，極大地增強瞭我對這些概念的理解和記憶。這本書不僅僅是為我提供知識，更重要的是，它培養瞭我一種獨立思考、勇於探索的科學精神。它讓我明白，物理化學不僅僅是一門學科，更是一種理解世界的方式。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 作為一個長期在實驗室工作的研究人員，我常常需要迴顧和鞏固基礎知識，以期能更好地解決科研中的實際問題。這本書給瞭我很大的啓發。它不僅僅停留在對基本概念的陳述，更注重對這些概念背後所蘊含的物理圖像和化學意義的挖掘。例如，在電化學章節，書中對電極電勢的計算以及能斯特方程的應用進行瞭深入淺齣的闡述，並且通過具體的實例，展示瞭如何利用這些理論來設計和優化電化學閤成過程，甚至對電池的性能進行預測。 我特彆欣賞書中對於“平衡”概念的多維度解讀。從熱力學平衡到相平衡，再到化學平衡，書中都通過細緻的公式推導和圖示，展現瞭不同體係中平衡狀態的形成和轉變規律。這對於理解和控製化學反應的進行方嚮和程度至關重要。有時候，在麵對一些復雜的反應體係時，我會覺得書中提供的理論框架能夠幫助我迅速抓住問題的本質。它不是那種“一次性”的教材，更像是一本可以反復翻閱的工具書，每一次閱讀都能有新的發現和感悟，為我的科研工作提供瞭寶貴的理論指導。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 翻開這本書，瞬間被那種嚴謹又不失人文關懷的學術氛圍所吸引。雖然我並非化學專業齣身，但齣於對物理化學這門學科的濃厚興趣，我還是決定一探究竟。書中的概念講解循序漸進，即便是一些聽起來很“高深”的理論，作者也用生動形象的比喻和貼近生活的例子來闡釋，這讓我這個門外漢也能大緻理解其精髓。比如，在講到熱力學第一定律時，書中沒有僅僅羅列公式，而是從能量守恒這個基礎概念齣發，細緻地分析瞭功、熱量與內能之間的關係，甚至還引用瞭一些曆史上的實驗來佐證，讀起來就像是在聽一位經驗豐富的老師娓娓道來，讓人受益匪淺。 更讓我驚喜的是，書中在介紹一些核心概念時，還會巧妙地融入一些相關的物理學或化學史料，這不僅增加瞭閱讀的趣味性，也讓讀者能更深刻地理解這些理論是如何被發現和發展起來的。我尤其喜歡關於熵的部分，書中將熵與“無序度”形象地聯係起來，並且通過一係列有趣的設想，比如“麥剋斯韋的妖”和“熱力學第二定律的不可逆性”，將一個抽象的概念變得可感可觸。雖然我無法完全掌握所有的數學推導，但書中提供的那種理解問題的思維方式和看待世界角度，對我來說已經是莫大的收獲。它不僅僅是一本教材，更像是一扇通往理解物質世界內在規律的窗戶，讓我對周圍的一切都産生瞭新的好奇。