內容簡介
《有機化學(第4版)》是“十二五”職業教育國傢規劃教材。
《有機化學(第4版)》按官能團將各類化閤物有機地組織在一起,與第三版教材相比,《有機化學(第4版)》較突齣的特點是精簡瞭過深的理論知識,刪除瞭一些高職高專院校應用較少的內容,從而降低瞭理論學習的難度。另外,在教材各章末增加瞭總結性的“學習指導”,更加方便學生的自主學習及復習。
《有機化學(第4版)》配套建設有智能備課係統及Abook數字課程,提供授課用演示文稿、習題解答、教學動畫、微視頻等數字化教學資源。書中部分動畫和視頻資源也可通過移動終端掃描二維碼觀看。
《有機化學(第4版)》使用者可按照“鄭重聲明”頁的資源服務提示獲取資源服務。
《有機化學(第4版)》適用於應用性、技能型人纔的培養目標,可供高職高專、五年製高職、應用型本科院校化工、輕紡、材料、環境、製藥、冶金等專業使用。
內頁插圖
目錄
第一章 緒論
學習目標
資源鏈接
第一節 有機化學和有機化閤物
一、有機化閤物
二、有機化學和有機化學工業
第二節 有機化閤物的性質特點
一、容易燃燒
二、熔點、沸點低
三、難溶於水,易溶於有機溶劑
四、反應速率慢、副反應多
第三節 有機化閤物的結構特點與錶示方法
一、結構特點
二、錶示方法
第四節 有機化閤物的共價鍵
一、共價鍵的屬性
二、共價鍵的斷裂方式和反應類型
第五節 有機酸堿概念
一、質子酸堿
二、路易斯酸堿
第六節 有機化閤物的分類
一、按碳骨架分類
二、按官能團分類
導讀
學習建議
閱讀材料碳的另一種同素異形體
——富勒烯
本章小結
學習指導
習題
第二章 烷烴
學習目標
資源鏈接
第一節 烷烴的通式、構造異構和命名
一、烷烴的通式和同係列
二、烷烴的構造異構
三、不同類型的碳原子和氫原子
四、烷基
五、烷烴的命名
第二節 烷烴的結構
一、甲烷分子的結構
二、其它烷烴分子的結構
第三節 烷烴的構象
一、乙烷分子的構象
二、正丁烷分子的構象
第四節 烷炷的物理性質
一、物態
二、沸點
三、熔點
四、相對密度
五、溶解度
六、摺射率
第五節 烷烴的化學性質
一、鹵代反應
二、氧化反應
三、裂化、裂解反應
第六節 烷烴的來源
一、天然氣
二、石油
閱讀材料不可再生的能源
——石油和石油氣
本章小結
學習指導
習題
第三章 烯烴
學習目標
資源鏈接
第一節 烯烴的通式、構造異構和命名
一、烯烴的通式與構造異構
二、烯烴的命名
第二節 烯烴的結構
一、乙烯的結構
二、其它烯烴的結構
第三節 烯烴的順反異構與命名
一、烯烴的順反異構
二、順反異構體的命名
第四節 烯烴的物理性質
第五節 烯烴的化學性質
一、加成反應
二、聚閤反應
三、氧化反應
四、α-氫原子的反應
第六節 烯烴的製法
一、從裂解氣、煉廠氣中分離
二、醇脫水
三、鹵代烷脫鹵化氫
閱讀材料三大閤成高分子材料之——塑料
本章小結
學習指導
習題
第四章 炔烴
學習目標
資源鏈接
第一節 炔烴的通式、同分異構和命名
一、炔烴的通式與同分異構
二、炔烴的命名
第二節 炔烴的結構
一、乙炔的結構
二、其它炔烴的結構
第三節 炔烴的物理性質
第四節 炔烴的化學性質
一、加成反應
二、聚閤反應
三、氧化反應
四、炔氫的反應
第五節 炔烴的製法
一、乙炔的製法
二,其它炔烴的製法
閱讀材料能導電的聚閤物
一一(摻雜)聚閤炔烴
本章小結
學習指導
習題
第五章 二烯烴
學習目標
資源鏈接
第一節 二烯烴的分類與命名
一、二烯烴的分類
二、二烯烴的命名
第二節 共軛二烯烴的結構與共軛效應
一、共軛二烯烴的結構
二、共軛效應
三、共軛效應的應用實例
第三節 共軛二烯烴的化學性質
一、1,2-加成和1,4-加成反應
二、雙烯閤成反應(第爾斯一阿爾德反應)
三、聚閤與橡膠
第四節 1,3-丁二烯的製備
一、從石油裂解氣中分離
二、丁烷或丁烯脫氫
閱讀材料三大閤成高分子材料之——閤成橡膠
本章小結
學習指導
……
第六章 脂環烴
第七章 芳香烴
第八章 對映異構
第九章 鹵代烴
第十章 醇酚醚
第十一章 醛酮
第十二章 羧酸及其衍生物
第十三章 含氮化閤物
第十四章 雜環化閤物
第十五章 糖類
第十六章 氨基酸和蛋白質
參考答案
參考文獻
前言/序言
本書自1993年第一版齣版以來,經1999年和2008年兩次再版修訂,深受高職高專院校相關專業師生的青睞,在有機化學課程教學過程中發揮瞭重要的作用。
隨著高等職業教育教學改革嚮更深層次發展,對教材也提齣瞭新的要求。同時,多媒體技術的廣泛使用,教學手段和教學方法的不斷改革與實踐,也要求教材內容與時俱進。本書編寫組前期經過充分調研,廣泛徵求長期從事高職教育、講授有機化學課程的全國一綫優秀教師的意見,對教材進行瞭較為全麵的修訂。這次修訂中主要調整和更新的內容如下:
1.對教材的整體框架適當調整。本書仍按官能團將各類化閤物有機地組織在一起,烷烴、烯烴、炔烴、二烯烴、脂環烴、芳香烴等單獨成章,使教材體係脈絡更加清晰,各章內容重點明確,且相對獨立、完整。教材內容組織根據學生的認知規律,循序漸進,體現結構決定性質、性質中突齣應用的特點。
2.精簡過深的理論知識,刪除瞭一些高職高專院校應用較少的內容,從而降低瞭理論學習的難度。修訂中,在文字敘述、知識的前後銜接等方麵做瞭進一步的修改與優化,使原有的反應機理變得簡明易懂,較難的反應機理弱化成知識拓展。另外,刪除瞭紅外光譜和核磁共振譜、鹵代烴的消除反應機理、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在閤成上的應用等本科痕跡較重的知識點。
3.反映有機化學學科的最新進展。教材內容中增加瞭“閱讀材料”,介紹新技術、新方法、新·應用的相關實例,拓展有機化學的內容,使其更貼近生産實際和社會生活。
4.簡化第三版中“本章小結”的框圖,增加總結性的“學習指導”,引導學生復習和總結,有助於學生對教材各章重點知識點的理解和掌握。同時,在書後列齣瞭書中“練一練”和各章習題的參考答案,更加方便教師的教學和學生的學習。
5.配套建設瞭助教助學的各類資源。在教材各章的正文內容前提供瞭“資源鏈接”,包含立體分子模型和動畫、視頻資源、虛擬實驗等,讀者可通過書後學習卡提供的網址在綫學習或下載。
本書由高琳(河南工程學院)擔任主編並統稿,孟祥福(承德石油高等專科學校)編寫第三、四、五、六、七章,湯長青(濟源職業技術學院)、徐晶(東北石油大學秦皇島分校)編寫第十三、十四、十五、十六章,雷天乾(開封博凱生物化工有限公司)編寫第一、二、八章,高琳編寫第九、十、十一、十二章。
本書承濛承德石油高等專科學校曹剋廣教授審閱,曹教授對本書的修訂提齣瞭許多寶貴的意見和建議,在此謹錶示衷心的感謝!
限於編者的水平,書中難免有錯誤和不妥之處,敬請讀者批評指正。
好的,以下是一本不包含《有機化學(第4版)》內容的圖書簡介,專注於其他學科領域,並力求詳實與自然: --- 科學前沿:量子信息與計算的基石 一部深度解析未來計算範式的權威著作 本書簡介 在二十一世紀的科技浪潮中,人類正站在一個前所未有的技術拐點上。經典計算的物理極限日益逼近,而新興的量子力學原理正在為下一代信息處理技術提供無限的可能性。本書《科學前沿:量子信息與計算的基石》,正是為有誌於理解、探索並構建未來計算體係的學者、工程師和高階學生精心撰寫的一部深度參考指南。 不同於專注於具體應用或曆史迴顧的概述性書籍,本書旨在建立一個堅實、嚴謹的理論框架,從最基礎的量子力學原理齣發,係統性地構建起整個量子信息科學的宏偉大廈。我們避免瞭對非核心領域的贅述,將全部篇幅集中於對量子信息處理能力至關重要的核心概念和數學工具的闡釋。 第一部分:量子力學的核心概念與數學語言 本部分是全書的基石,為後續的量子計算和信息理論打下不可或缺的數學和物理基礎。我們首先迴歸到量子力學的基本公設,但視角完全聚焦於信息論的錶達方式。 1.1 態的描述與希爾伯特空間: 我們將詳細闡述狄拉剋符號(Bra-Ket Notation)的完備性,並將其置於抽象的希爾伯特空間結構中。重點討論有限維空間(如$C^2$, $C^4$)在信息處理中的核心地位。對於無限維空間,如波函數錶述,僅在必要時作為類比引入,以強調信息處理的離散性。 1.2 算符、觀測與測量: 重點解析厄米算符(Hermitian Operators)在可觀測量錶示中的作用。深入探討量子測量理論,特彆是投影公設(Projection Postulate)如何導緻信息塌縮,以及如何用概率解釋替代經典確定性。本節將詳細推導測量對係統態的影響,這對於理解量子密碼學的安全性至關重要。 1.3 糾纏的數學結構——張量積與密度矩陣: 糾纏是量子信息區彆於經典信息的核心資源。本章將詳盡剖析張量積(Tensor Product)如何構建復閤係統空間,並引入密度矩陣(Density Matrix)來完備描述混閤態(Mixed States)和純態(Pure States)。特彆是,我們將使用馮·諾依曼熵(Von Neumann Entropy)作為量化糾纏的嚴格指標,而非僅僅進行定性描述。 第二部分:量子信息處理的核心要素 在奠定瞭數學基礎之後,第二部分聚焦於如何將這些量子特性轉化為可操作的信息單元。 2.1 量子比特(Qubit)與量子門(Quantum Gates): 我們將“比特”的概念提升到“量子比特”的層麵,重點探討布洛赫球(Bloch Sphere)的可視化錶示及其對單比特操作的幾何意義。全部分析圍繞酉矩陣(Unitary Matrices)展開,闡明它們作為量子演化操作的必要條件——保持概率守恒。我們對單比特門(如泡利門、Hadamard門)和雙比特門(如 CNOT、CZ 門)的構建原理進行深入的代數推導,並闡明它們如何構成通用的量子計算集。 2.2 量子綫路模型與可逆性: 本章將介紹量子綫路圖(Quantum Circuit Diagram)作為描述計算過程的標準範式。重點討論量子計算的內在可逆性(Reversibility)與圖靈機的可逆性之間的區彆與聯係。對於不可逆操作,我們將引入投影測量作為一種非酉的演化手段,並分析其在量子算法中的作用。 2.3 量子信息論基礎: 這一節超越瞭單比特的範疇,探討瞭多體係統的協同行為。我們將嚴格定義貝爾不等式(Bell Inequalities)及其在區分量子關聯與經典關聯中的決定性作用。此外,將介紹量子信道(Quantum Channels)的概念,並分析其對信息保真度的影響,為量子糾錯打下理論基礎。 第三部分:裏程碑式的量子算法分析 本書的第三部分將不再是概念的羅列,而是對真正體現量子計算威力的方法論進行精細的剖析。我們選取瞭最具代錶性的兩個算法,進行手把手的推導和分析。 3.1 秀爾算法(Shor's Algorithm)的代數解析: 秀爾算法對現代密碼學構成瞭根本性挑戰。本章的重點不在於其應用,而在於其核心——量子傅裏葉變換(Quantum Fourier Transform, QFT)的構建與效率優勢。我們將詳盡推導 QFT 的矩陣形式及其與經典快速傅裏葉變換(FFT)的復雜度差異,並展示如何利用周期尋找(Period Finding)子程序來分解大數。 3.2 格羅弗搜索算法(Grover's Algorithm)的幾何優化: 格羅弗算法是量子並行性的一個優雅體現。我們將用幾何代數的方法,在布洛赫球空間中直觀地展示 Grover 迭代算符的作用。重點分析如何通過迭代使目標態的概率振幅被係統性地放大,並精確計算達到最優搜索效率所需的迭代次數,探討其二次加速的來源。 第四部分:前沿研究方嚮:噪聲、糾錯與拓撲保護 現代量子計算麵臨的最大挑戰是退相乾(Decoherence)和噪聲。本章將引導讀者進入當前研究的最前沿。 4.1 噪聲模型與退相乾效應: 我們將係統地介紹幾種主要的噪聲模型,包括隨機鏇轉(Random Rotation)和位翻轉/相位翻轉(Bit-Flip/Phase-Flip)錯誤。通過對密度矩陣的演化分析,展示環境如何導緻係統的純態嚮混閤態轉變。 4.2 量子糾錯碼(Quantum Error Correction, QEC): 糾錯是構建容錯量子計算機的唯一途徑。本書將重點介紹穩定子碼(Stabilizer Codes)的原理,特彆是Shor碼和錶麵碼(Surface Code)的基本邏輯。通過理解如何用經典控製來監測和修正量子錯誤,讀者將掌握未來硬件設計中的核心概念。 4.3 拓撲量子計算的潛力: 作為對傳統基於能級體係的挑戰,我們將簡要介紹基於任意子(Anyons)的拓撲量子計算思想。重點在於理解信息如何被編碼在係統的拓撲性質中,從而實現對局部噪聲的天然免疫力。 --- 本書特色: 純粹性與深度: 嚴格遵循信息科學的視角,所有物理討論都緊密服務於信息處理的數學框架。 數學嚴謹性: 大量使用綫性代數、群論和矩陣分析,確保理論推導的精確性。 聚焦核心: 擯棄瞭對實驗硬件細節的過多描述,專注於算法、編碼和基本原理的深刻理解。 適閤讀者: 物理學、計算機科學、電子工程等領域的研究生、博士後研究員,以及希望係統性掌握量子信息科學理論基礎的資深技術人員。閱讀本書,您將獲得進入下一代計算革命的堅實理論階梯。