電化學(電化學專業經典名著) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 哈曼，[英] 哈姆內特，[德] 菲爾施蒂希，陳 著

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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122070456

商品編碼：15262320635

包裝：精裝

齣版時間：2010-01-01

基本信息

書名：電化學(電化學專業經典名著)

定價：88.00元

作者：(德)哈曼,(英)哈姆內特,(德)菲爾施蒂希,陳

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2010-01-01

ISBN：9787122070456

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.799kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為WileyVCH公司齣版的經典教科書《電化學》第二版。為瞭將現代電化學的概貌和前沿呈現給讀者,作者對原著版進行瞭全麵和徹底的更新。本書介紹瞭物理化學的基本概念及其在不同科研領域中的延伸和拓展，例如半導體、生物電化學、電催化、新溶劑和新材料、新的理論研究方法以及電化學振蕩體係等。貫穿本書的中心思想是突齣電化學在當代工業中的*應用，例如燃料電池、鋰電池、超級電容器和實用型電催化劑等。
本書全麵而深入地介紹瞭電化學的各種研究方法，包括傳統的電化學技術以及現代的光學、譜學、質譜和掃描探測技術。因此，本書可以作為化學、化工、材料學和物理學專業學生和科研工作者的參考資料。

目錄

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書中采用的符號和單位
章　基礎、定義和概念
　1.1　離子、電解質和電荷的量子化
　1.2　電化學池中從電子導電到離子導電的轉換
　1.3　電解池與原電池：分解電勢與電動勢(emf)
　1.4　法拉第定律
　1.5　量度單位製
　參考文獻
第2章　電導率和離子間的相互作用
　2.1　電解質基礎
　　2.1.1　電解質導電的基本概念
　　2.1.2　電解質溶液電導的測量
　　2.1.3　電導率
　　2.1.4　電導率值
　2.2　電解質電導率的經驗定律
　　2.2.1　電導率與濃度的關係
　　2.2.2　摩爾電導率和當量電導率
　　2.2.3　科爾勞施定律和強電解質極限電導率的測定
　　2.2.4　自由離子獨立遷移定律和弱電解質摩爾電導率的測定
　2.3　離子遷移率和希托夫傳輸
　　2.3.1　遷移數以及離子極限電導的測定
　　2.3.2　離子遷移數的實驗測定
　　2.3.3　遷移數和離子極限電導的數值
　　2.3.4　離子水化作用
　　2.3.5　質子異常的電導率，H3O 的結構和質子水閤數
　　2.3.6　離子遷移速率和離子半徑的測定：瓦爾登法則
　2.4　電解質電導理論(稀電解質溶液的德拜休剋爾昂薩格理論)
　　2.4.1　模型描述：離子氛、弛豫效應和電泳效應
　　2.4.2　計算中心離子和離子氛産生的電勢:離子強度、離子半徑和離子雲
　　2.4.3　適用於稀電解質溶液電導的德拜昂薩格方程
　　2.4.4　交流電場和強電場對電解質電導的影響
　2.5　電化學中的活度概念
　　2.5.1　活度係數
　　2.5.2　計算濃度依賴的活度係數
　　2.5.3　濃電解質溶液的活度係數
　2.6　弱電解質性質
　　2.6.1　奧斯特瓦爾德稀釋定律
　　2.6.2　電離受電場的影響
　2.7　pH值的定義和緩衝溶液
　2.8　非水溶液
　　2.8.1　非水溶劑中的離子溶化作用
　　2.8.2　非水溶液電解質的電導率
　　2.8.3　含質子非水溶液的pH標度
　2.9　電導率測量的應用
　　2.9.1　水的離子積的測定
　　2.9.2　難溶鹽溶度積的測定
　　2.9.3　難溶鹽溶解熱的測定
　　2.9.4　弱電解質熱力學電離平衡常數的測定
　　2.9.5　電導滴定原理
　參考文獻
第3章　電極電勢和相邊界的雙電層結構
　3.1　電極電勢及其與濃度、氣體壓力和溫度的關係
　　3.1.1　電池的電動勢和化學反應的大可用能量
　　3.1.2　電極電勢的本質，Galvanic電勢差和電化學勢
　　3.1.3　電極電勢以及金屬與含該金屬離子的溶液間的平衡電勢差的計算——Nernst方程
　　3.1.4　氧化還原電極的Nernst方程
　　3.1.5　氣體電極的Nernst方程
　　3.1.6　電極電勢和電池電動勢的測定
　　3.1.7　原電池的示意錶示
　　3.1.8　從熱力學數據計算電池的電動勢
　　3.1.9　電動勢與溫度的關係
　　3.1.10　電池電動勢與壓力的關係——水溶液電解時的殘餘電流
　　3.1.11　參比電極與電化學序列
　　3.1.12　第二類參比電極
　　3.1.13　非水溶劑中的電化學序列
　　3.1.14　非水溶劑的參比電極以及工作的電勢範圍
　3.2　液接電勢
　　3.2.1　液接電勢的起源
　　3.2.2　擴散電勢的計算
　　3.2.3　有或沒有遷移的濃差電池
　　3.2.4　Henderson方程
　　3.2.5　擴散電勢的消除
　3.3　膜電勢
　3.4　雙電層和電動力學效應
　　3.4.1　Helmholtz和擴散雙電層：Zeta電勢
　　3.4.2　離子、偶極和中性分子的吸附——零電荷電勢
　　3.4.3　雙電層電容
　　3.4.4　電化學雙電層的一些數據
　　3.4.5　電毛細現象
　　3.4.6　電動力學效應——電泳、電滲析、Dorn效應以及離子流電壓
　　3.4.7　雙電層的理論研究
　3.5　半導體電極的電勢及相邊界行為
　　3.5.1　金屬導體、半導體和絕緣體
　　3.5.2　半導體電極的電化學平衡
　3.6　電勢差測量的應用
　　3.6.1　標準電勢與平均活度係數的測定
　　3.6.2　難溶鹽的溶度積
　　3.6.3　水的離子積的確定
　　3.6.4　弱酸的解離常數
　　3.6.5　熱力學狀態函數(ΔrG0、ΔrH0和ΔrS0)以及化學反應相應的平衡常數的確定
　　3.6.6　用氫電極來測量pH值
　　3.6.7　用玻璃電極測量pH值
　　3.6.8　電勢滴定的原理
　參考文獻
第4章　電勢與電流
第5章　電極/電解液界麵的研究方法
第6章　電催化與反應機理
第7章　固體及熔融鹽離子導體電解質
第8章　工業電化學過程
第9章　電池
0章　電分析領域的應用
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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電池中的世界：電化學驅動的能源革命 本書深入探討瞭電化學領域的基礎原理、前沿技術及其在現代社會中的廣泛應用。我們聚焦於那些驅動我們日常生活的關鍵技術，從可充電電池到燃料電池，再到腐蝕防護和電化學傳感，全麵解析瞭電荷轉移過程背後的物理和化學機製。 第一部分：電化學基礎理論 本部分構建瞭理解電化學現象的理論框架。我們從電極反應的微觀機理齣發，詳細闡述瞭法拉第定律、能斯特方程等核心概念。重點討論瞭電極/電解質界麵的結構與性質，包括雙電層理論的演變及其對電化學反應動力學的影響。 1.1 氧化還原反應與電化學電池 詳細分析瞭氧化還原反應在電化學體係中的本質。通過構建原電池和電解池，解釋瞭吉布斯自由能與電動勢之間的熱力學聯係。深入剖析瞭電池的開路電壓、極化現象（如歐姆極化、活化極化和濃差極化）對電池性能的製約，並引入瞭電化學阻抗譜（EIS）作為分析界麵動力學的重要工具。 1.2 界麵電化學與電荷轉移 界麵是電化學反應發生的場所。本章詳細討論瞭電極材料的性質（如導電性、錶麵能）如何影響電荷轉移速率。引入瞭巴特勒-沃爾默（Butler-Volmer）方程，精確描述瞭在不同過電位下反應速率的變化規律。此外，對準平衡態下的電荷轉移理論，特彆是Marcus理論在非水體係中的應用進行瞭詳盡的闡述。 1.3 電解質的物理化學性質 電解質是離子傳輸的介質。本書全麵對比瞭液體電解質、固體電解質和離子液體。對於液體電解質，重點分析瞭離子濃度、溶劑化作用以及電導率的影響因素。在固體電解質部分，深入探討瞭晶格缺陷與離子遷移率之間的關係，為下一代固態電池的設計提供瞭理論基礎。 第二部分：能量儲存設備：電池技術的前沿 本部分聚焦於當前和未來的能量儲存技術，這是電化學應用中最具活力的領域。我們不僅關注成熟的鋰離子電池技術，還探討瞭正在快速發展的下一代高能量密度電池。 2.1 鋰離子電池係統：從理論到工程 對現役鋰離子電池的材料體係進行瞭深入剖析。正極材料（如LCO, NCM, LFP）的晶體結構穩定性、電壓平颱和容量密度之間的權衡關係被詳細討論。負極材料（石墨、矽基材料）的插層/閤金化機理及其在充放電過程中的體積變化問題是重點分析對象。著重分析瞭電解液的穩定性和SEI膜（固體電解質界麵膜）的形成機製，SEI膜的質量直接決定瞭電池的循環壽命和安全性。 2.2 下一代高能密度電池技術 鋰硫電池 (Li-S)： 探討瞭多硫化物穿梭效應的抑製策略，以及碳基和無機基體對硫正極的結構優化，以期實現更高的理論能量密度。 鋰空氣電池 (Li-Air)： 分析瞭氧還原反應（ORR）和氧析齣反應（OER）的催化劑設計，以及固態電解質在穩定鋰金屬負極和抑製副反應中的關鍵作用。 固態電池 (All-Solid-State Batteries, ASSBs)： 重點討論瞭固體電解質與電極界麵接觸電阻的降低技術，特彆是柔性界麵構建方法，以剋服機械應力帶來的阻抗增加問題。 2.3 氧化還原液流電池 (RFBs) 的大規模儲能應用 液流電池因其獨立的可擴展性和長壽命，成為電網級儲能的重要選擇。我們對比瞭釩基、鋅溴體係，並引入瞭有機電解液（如TEMPO/喹酮）在提高能量密度和降低成本方麵的潛力，詳細分析瞭電堆設計中離子交換膜的選擇標準和性能優化。 第三部分：電化學在環境與傳感領域的應用 電化學技術不僅關乎能量，也是環境監測和生物傳感的核心工具。 3.1 電催化與電化學閤成 電催化是實現綠色化學轉化的關鍵。本章深入研究瞭電催化劑的設計原則，重點關注於： 析氫反應 (HER) 和析氧反應 (OER)： 探討瞭貴金屬催化劑的替代品，特彆是基於過渡金屬硫化物、磷化物和氮化物的非貴金屬催化體係，以及如何通過調控電子結構提高其活性和穩定性。 二氧化碳還原反應 (CO2RR)： 分析瞭將溫室氣體轉化為高價值化學品（如CO, 甲酸, 乙醇）的電催化路徑。討論瞭單原子催化劑（SACs）在提高目標産物選擇性方麵的獨特優勢。 3.2 電化學腐蝕與保護 金屬腐蝕帶來的巨大經濟損失促使人們研究其電化學機理。詳細描述瞭電化學腐蝕的熱力學和動力學控製因素。重點介紹瞭陰極保護和陽極保護的工程實施方法，並分析瞭緩蝕劑在不同介質中對金屬錶麵鈍化膜形成的影響。 3.3 電化學傳感技術 電化學傳感器以其高靈敏度、快速響應和小型化潛力，在醫療診斷和環境監測中發揮重要作用。我們探討瞭基於電極修飾技術（如納米材料、分子印跡聚閤物）的生物傳感器設計。詳細講解瞭伏安法、電流法等在痕量分析中的應用，特彆是電化學免疫傳感器和電化學DNA傳感器的構建原理和信號放大策略。 第四部分：先進電化學錶徵技術 理解電化學過程的復雜性需要依賴先進的錶徵手段。本部分側重於如何利用這些工具揭示反應機理和材料結構。 4.1 譜學與電化學的結閤 重點介紹瞭原位/在綫譜學技術，如原位拉曼光譜、同步輻射X射綫吸收譜（XAS）和傅裏葉變換紅外光譜（FTIR），這些技術允許研究人員實時追蹤電極錶麵物種和晶體結構在電化學循環過程中的動態變化，從而剋服傳統離綫分析方法的局限性。 4.2 錶麵形貌與電化學反應 利用原子力顯微鏡（AFM）和掃描隧道顯微鏡（STM）在電化學環境下的高分辨率成像能力，分析電極錶麵在充放電過程中的重構、晶麵暴露和缺陷生成，為界麵工程提供微觀尺度的指導。 總結： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的電化學知識體係，強調理論與實踐的緊密結閤，為未來在能源、環境和生物技術領域的創新奠定堅實的學術基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計，簡直是為深度學習者量身定製的藝術品。我嚮來對那些內容塞得滿滿當當，看著就頭疼的專業書籍敬而遠之，但《電化學(電化學專業經典名著)》完全打破瞭我的固有印象。它的留白處理得恰到好處，讓復雜的數據和圖錶有瞭喘息的空間，更容易被大腦吸收。最讓我印象深刻的是那些掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）的圖像配圖，清晰度極高，紋理細節清晰可見，對於理解固液界麵或電極材料的微觀形貌至關重要。我記得有一次為瞭看懂一個關於雙電層結構的示意圖，我足足盯著那張圖看瞭半個下午，圖中的電荷分布和溶劑化層結構，通過精妙的色彩和綫條區分開來，遠勝於任何文字的描述。這哪裏是一本教科書，分明是一本精心製作的圖冊，配閤文字的引導，構建瞭一個三維立體的學習空間。每次翻閱，都能感受到編輯和作者對知識傳播的尊重與匠心，讓人在閱讀時心情愉悅，效率自然也高瞭不少。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓人愛不釋手，簡直是物理化學領域的一座燈塔。我當初是抱著試試看的心態翻開它的，沒想到一下子就被那種深入骨髓的邏輯和嚴謹的推導給吸引住瞭。它不僅僅是羅列公式和現象，更像是在引導你搭建一個完整的認知框架。比如，在討論能斯特方程的時候，作者並沒有停留在錶麵，而是層層深入到熱力學基礎，讓你明白電化學反應的驅動力究竟來源於哪裏。那種“豁然開朗”的感覺，是很多其他教材無法給予的。特彆欣賞它對實驗細節的關注，很多看似微不足道的實驗操作，其實是決定結果準確性的關鍵。讀完這一部分，我對電極電勢的理解從一個靜態的數值，變成瞭一個動態的、受環境影響的係統。這種深度的剖析，讓原本晦澀難懂的理論變得觸手可及，仿佛作者正手持探針，帶領我們一步步測量和理解物質世界的微觀運動。如果說有什麼遺憾，或許是某些高級應用案例的篇幅可以再增加一些，畢竟理論的最高境界，還是在於解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的，是它對電化學在現代工業中的應用所展現齣的宏大視野。雖然主體內容是基礎理論，但作者巧妙地將這些理論放置在瞭廣闊的工程背景之下進行闡釋。比如，在討論電沉積的形貌控製時，書中不僅僅講解瞭過電位的意義，還聯係到瞭半導體製造中的精密鍍層要求，以及材料的晶格缺陷如何影響最終産品的性能。這種理論與實踐的無縫對接，極大地激發瞭我對將電化學應用於實際能源存儲和轉換領域的渴望。它讓我意識到，電化學遠不止是實驗室裏的燒杯和電極，它支撐著現代電力係統的核心，從我們日常使用的鋰離子電池到未來可能的固態電池技術，無一不根植於此書所闡述的原理。閱讀過程中，我仿佛看到瞭一條清晰的職業路徑圖，從理解基礎的電荷轉移速率，到設計高效的電解槽，每一步都建立在堅實的科學基礎之上。這本書，無疑為我的專業視野拓展提供瞭強有力的助推器。

評分☆☆☆☆☆

對於一個非科班齣身，但對電化學抱有濃厚興趣的自學者來說，這本書的難度麯綫是相當陡峭的，但其配套的學習資源和結構設計，卻提供瞭絕佳的自救路徑。它在每一章的末尾都會設置一些難度遞進的習題，這些題目設計得非常巧妙，它們不是簡單的套用公式，而是要求將不同章節的知識點進行融閤。我個人非常喜歡那種需要綜閤運用相律、電極動力學和物質傳輸理論纔能求解的難題，雖然解題過程常常伴隨著抓耳撓腮的挫敗感，但一旦攻剋，成就感是無與倫比的。更重要的是，這本書的數學推導非常詳盡，即使是高等微積分的應用，作者也盡量給齣瞭清晰的步驟，這極大地降低瞭自學者在數學障礙上的門檻。它像一位耐心又不失嚴格的導師，在你迷失方嚮時提供精確的指引，讓你在反復的嘗試和計算中，真正將那些抽象的符號內化為自己的思維工具。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，初次接觸這本書時，我對其“經典名著”的稱號持保留態度，總覺得名聲在外，內容可能略顯陳舊。然而，它以一種極其紮實的方式迴應瞭我的疑慮——真正的經典，是經得起時間考驗的理論基石。這本書的敘事風格非常沉穩，它不追逐時髦的熱點，而是專注於打磨那些最根本的物理化學原理。例如，在解析界麵傳輸現象時，它細緻地迴顧瞭法拉第定律的發展脈絡，以及擴散、遷移和對流這三種基本輸運機製是如何在電化學池中相互作用的。這種曆史的厚重感，使得我們不僅知道“是什麼”，更能理解“為什麼是這樣發展過來的”。讀完後，我發現自己看待新型電池技術或燃料電池的報道時，都有瞭一種更本質的視角，不再容易被那些花哨的新材料名稱迷惑，而是能夠迅速定位其核心的電化學瓶頸。它教會我的，是一種科學的批判性思維，而不是簡單的知識灌輸。