新編工科化學/21世紀高等院校教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

姚秉華 著

圖書標籤:

• 工科化學
• 化學
• 教材
• 高等教育
• 理工科
• 大學教材
• 21世紀教材
• 新編
• 基礎化學
• 無機化學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030240910

版次：1

商品編碼：10318926

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-03-01

用紙：膠版紙

頁數：335

字數：420000

正文語種：中文

編輯推薦

《新編工科化學》以講述化學基本理論、基本知識、基本技能為主，適當涵蓋新興學科、邊緣學科、應用學科的前沿信息，強調工科特色。
論述深入淺齣，簡明易懂，便於教、利於學
參考學時數為40-50
適閤工科院校非化學化工類專業本科生使用

內容簡介

《新編工科化學》是參照教育部高等學校化學基礎課教學指導委員會製訂的“高等學校普通化學教學基本內容”，貫徹我國法定計量單位標準和國際純粹與應用化學聯閤會的有關規定，為高等工科院校非化學化工類專業組織編寫的基礎化學教材。《新編工科化學》內容包括：物質結構基礎、化學熱力學基礎、溶液平衡理論、應用電化學、材料化學基礎、錶麵活性劑化學、環境與化學、能源化學、納米材料化學、實驗數據處理和分析測試技術，並結閤工程實際，介紹瞭一些新材料、新技術和新方法。在整個內容體係上，盡可能拓寬知識麵，增加信息量，保證基礎化學知識結構和理論體係的完整性，對一些陳舊內容或者與後續課程重復的內容進行適當壓縮，充實一些最新研究成果和技術。各章節既有一定的係統性和先進性，又有相對的獨立性和綜閤性。授課時可根據各專業的特點和具體要求，靈活掌握，選擇講授。閱讀材料集知識性、趣味性和前瞻性於一體，供擴展視野之用。
《新編工科化學》可作為高等工科院校非化學化工類專業普通化學或工程化學教材，也可供工程技術人員參考。

目錄

前言
第1章 物質結構基礎
1.1 原子結構的近代概念
1.1.1 微觀粒子的波粒二象性
1.1.2 波函數與原子軌道
1.1.3 量子數
1.1.4 概率密度和電子雲
1.1.5 波函數和電子雲的圖形
1.2 多電子原子結構和元素周期係
1.2.1 屏蔽效應和鑽穿效應
1.2.2 原子軌道的能級
1.2.3 原子核外電子的分布
1.2.4 核外電子分布和元素周期係
1.3 化學鍵
1.3.1 離子鍵
1.3.2 共價鍵
1.4 分子間力和氫鍵
1.4.1 偶極矩
1.4.2 分子間力
1.4.3 氫鍵
1.5 晶體結構
1.5.1 典型晶體結構及其性質
1.5.2 過渡型晶體
閱讀材料晶體的缺陷
思考題與習題

第2章 化學熱力學基礎
2.1 化學反應中的能量變化
2.1.1 熱力學第一定律
2.1.2 化學反應的熱效應和焓變
2.1.3 赫斯定律
2.2 化學反應的方嚮和限度
2.2.1 自發過程的方嚮和推動力
2.2.2 熵和熵變
2.2.3 化學反應的方嚮與吉布斯函數變
2.2.4 化學平衡
2.3 化學反應速率
2.3.1 反應速率的概念
2.3.2 反應速率與濃度的關係
2.3.3 反應速率與溫度的關係
2.3.4 反應速率與催化劑的關係
閱讀材料 熱力學之父——威廉·湯姆孫
思考題與習題

第3章 溶液平衡理論
3.1 稀溶液通性
3.1.1 溶液的蒸氣壓下降
3.1.2 溶液的沸點升高和凝固點下降
3.1.3 滲透壓
3.2 酸堿溶液平衡
3.2.1 酸堿質子理論
3.2.2 酸堿平衡
3.2.3 酸堿緩衝溶液
3.3 難溶電解質溶液
3.3.1 溶度積常數
3.3.2 溶度積和溶解度的關係
3.3.3 溶度積規則及其應用
3.4 配閤物溶液
3.4.1 配閤物的組成
3.4.2 配閤物的命名
3.4.3 配閤平衡
3.4.4 配閤物的應用
閱讀材料 酸堿指示劑與酸堿滴定
思考題與習題

第4章 應用電化學
4.1 電化學基礎
4.1.1 原電池
4.1.2 電極電勢與能斯特方程
4.1.3 電極電勢的應用
4.2 電解
4.2.1 電解池
4.2.2 分解電壓和超電勢
4.2.3 電解規律
4.3 金屬的腐蝕與防護
4.3.1 化學腐蝕
4.3.2 電化學腐蝕
4.3.3 應力腐蝕
4.3.4 微生物腐蝕
4.3.5 金屬的防護
4.4 電化學應用
4.4.1 電鍍與電鑄
4.4.2 電化學刻蝕
4.4.3 電化學拋光
4.4.4 電化學閤成
閱讀材料 電滲析方法介紹
思考題與習題

第5章 材料化學基礎
5.1 高分子材料化學
5.1.1 高分子化閤物概述
5.1.2 高分子結構與性能
5.1.3 工程塑料
5.1.4 閤成橡膠
5.1.5 閤成縴維
5.1.6 高分子復閤材料
5.1.7 功能高分子材料
5.2 無機材料化學
5.2.1 矽酸鹽材料
5.2.2 新型非金屬材料
5.3 金屬材料化學
5.3.1 金屬概述
5.3.2 稀土金屬
5.3.3 閤金材料
閱讀材料新型陶瓷材料
思考題

第6章 錶麵活性劑化學
6.1 錶麵活性劑的結構特點和分類
6.1.1 錶麵活性劑的結構特點
6.1.2 錶麵活性劑的分類
6.2 錶麵活性劑的基本性質
6.2.1 錶麵張力和錶麵活性
6.2.2 臨界膠束濃度
6.2.3 膠柬增溶
6.3 錶麵活性劑結構對其性能的影響
6.3.1 親水親油平衡
6.3.2 憎水基種類的影響
6.3.3 親水基相對位置的影響
6.3.4 憎水基結構中支鏈的影響
6.3.5 相對分子質量的影響
6.4 錶麵活性劑的基本作用
6.4.1 潤濕和滲透作用
6.4.2 乳化和分散作用
6.4.3 起泡和消泡作用
6.4.4 洗滌作用
6.5 錶麵活性劑應用
6.5.1 金屬清洗劑
6.5.2 電鍍液添加劑
閱讀材料生物錶麵活性劑
思考題

第7章 環境與化學
7.1 環境汙染與化學
7.1.1 生態平衡
7.1.2 大氣環境
7.1.3 水體環境
7.2 環境保護與化學
7.2.1 大氣汙染的防治
7.2.2 生活用水的淨化處理
7.2.3 廢水處理
第8章 能源化學
第9章 納米材料化學
第10章 實驗數據處理
第11章 分析測試技術
參考答案
主要參考文獻
附錄

精彩書摘

6.2.1 錶麵張力和錶麵活性
錶麵活性劑的錶麵活性大小可用溶劑錶麵張力的降低程度來量度。那麼，為什麼物質的錶麵會具有錶麵張力這種特殊的性質呢？這是由錶麵層分子與內部分子所處的力學狀態不同而引起的。現以液體與其蒸氣的接觸界麵為例予以說明（圖6-2）。
在液體內部，任一分子均被其他分子完全包圍，受到的力都是各嚮對稱的，閤力為零。而處於氣一液界麵（錶麵層）上的分子則不同，不但其疏密分布與排列方式和液體內部不同，而且不能被其他分子完全包圍，其受到的液體內部分子對它的吸引力大於氣相分子對它的吸引力。結果，液體錶麵分子受到收縮力的作用，從而使得液體錶麵具有自動收縮的趨勢；反之，若要使液體錶麵伸展，就要剋服這種錶麵收縮的力（錶麵張力），將液體內部的分子移到液體錶麵。
由於錶麵活性劑的非極性基在水中不穩定，緻使整個分子趨嚮界麵層，並且非極性基朝外排列纔能穩定。這種定嚮排列的單分子層錶麵膜，可使液體錶麵張力（錶麵能）顯著降低。
錶麵張力是液體的一種基本特性，是物質內部分子之間相互吸引的一種宏觀錶現。錶麵張力值與該體係的組成、所處的溫度和壓力以及共存相的性質有關。不同的物質，分子之間的相互作用力不同，分子間的作用力越大，相應的錶麵張力也越大。一般液體的錶麵張力在0.1N·m-1以下，極性分子液體（如水）的錶麵張力大於非極性分子液體（如乙醇、正己烷），熔鹽和液體金屬的錶麵張力較高。例如，汞的錶麵張力485.0×10-3N·m-1，水72.75×10-3N·m-1，乙醇22.27×10-3N·m-1，汞／水375×10-3N·m-1，苯／水35×10-3N·m-1。測定錶麵張力的方法很多，不同方法的測定結果有時不完全一緻。
一般液體的錶麵張力隨溫度的升高而減小，少數液態金屬（如鎘、鐵、銅）和熔鹽（如一些矽酸鹽）的錶麵張力隨溫度的升高而增大。

前言/序言

　　化學作為自然科學的一個基礎學科，內容豐富，涉及麵廣，它既為人類最初的文明提供基礎，也給人類今天的文明以動力。科學技術發展到今天，學科之間的交叉使工程技術的各個領域無不與化學有關，特彆是信息技術、材料工程、能源開發、環境治理、醫藥保健、食品衛生等領域，更離不開化學知識與技術。因此，作為培養21世紀技術創新人纔的高等工科院校開設基礎化學課程，使學生瞭解當代化學學科的基本理論和框架，能應用化學的理論、觀點和方法考慮問題，審視環境、能源、材料和生命等當前的社會熱點論題，培養正確的科學觀，是非常必要的。
　　本書是參照教育部高等學校化學基礎課教學指導委員會製訂的“高等學校普通化學教學基本內容”組織編寫的，是“麵嚮21世紀工科化學教學內容和課程體係改革與實踐”教學成果之一。作為傳遞化學知識與工程實踐之間“橋梁信息”的一門基礎化學教材，為適應少學時（40～50學時）的教學基本要求，本書選材以基礎知識和基本理論為主，涵蓋本學科發展的新領域和新知識，力求少而精，強調工科特色，保證知識結構和理論體係的係統性和完整性，注重知識的前沿性和實踐性。其主要目的是在極為有限的教學時數內，將化學的一些基本理論、基本知識、基本技能以及一些新興學科、邊緣學科、應用學科的前沿信息傳授給學生，使學生通過學習化學基本規律和原理，接受必備的基本操作和訓練，樹立正確的科學發展觀和嚴謹求實的科學精神，掌握化學的思維和技能，正確認識和理解工程實踐中存在的化學問題，為後續課程和專業知識的學習以及未來的工作奠定基礎。

《現代材料科學導論》 內容簡介 本書旨在為工科及相關專業本科生提供一個全麵而深入的現代材料科學基礎。在快速發展的科技時代，材料是推動工程技術進步的基石。《現代材料科學導論》不僅涵蓋瞭傳統材料（金屬、陶瓷、高分子）的基本原理，更著重於介紹新型功能材料、智能材料以及先進製造技術對材料性能的影響與調控。全書結構清晰，理論與應用緊密結閤，力求培養讀者的材料思維和解決實際工程問題的能力。 第一部分：材料科學基礎 第一章：材料的結構與性能 本章首先概述瞭材料科學在現代工程中的核心地位及其研究範疇。重點闡述瞭材料的微觀結構——原子排列、晶體結構、缺陷（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）——如何決定宏觀性能。詳細介紹瞭不同尺度的結構錶徵技術，如X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM），幫助讀者建立“結構決定性能”的基本認知。同時，引入瞭熱力學和動力學在材料相變過程中的作用。 第二章：晶體結構與缺陷工程 深入探討瞭晶體學的基本概念，包括晶胞、晶係、密堆積結構等。金屬材料中最常見的體心立方（BCC）、麵心立方（FCC）和密排六方（HCP）結構的特點及其對力學性能的影響。本章的核心在於缺陷工程，詳細分析瞭位錯（Dislocation）的類型、運動機製以及位錯與材料塑性變形的內在聯係。此外，還探討瞭晶界對材料強度的影響，並介紹瞭如何通過晶粒細化來提高材料的綜閤性能。 第三章：熱力學與相圖基礎 材料的穩定性和相變是理解材料行為的關鍵。本章係統介紹瞭材料體係的熱力學基本原理，包括吉布斯自由能、化學勢等。核心內容聚焦於相圖的解讀與應用，特彆是二元閤金體係（如Fe-C係的部分簡化模型，不涉及具體冶金熱處理流程）。通過對相圖的分析，讀者能夠預測在不同溫度和組分下的平衡相組織，這是材料設計的基礎。動力學部分則側重於相變速率、形核與長大過程，解釋瞭為什麼許多實際材料的組織並非完全處於平衡狀態。 第二部分：主要材料大類及其應用 第四章：金屬材料的強度與韌性 金屬材料以其優異的強度和延展性占據瞭結構材料的主導地位。本章深入講解瞭金屬的強化機製：固溶強化、加工硬化（形變機製）、晶界強化和沉澱強化。詳細討論瞭疲勞（Fatigue）和蠕變（Creep）現象，這是評估結構件長期可靠性的關鍵指標。此外，還介紹瞭現代金屬材料的製備技術，如連鑄和粉末冶金的概述。 第五章：陶瓷材料的特性與挑戰 陶瓷材料以其優異的耐高溫、耐腐蝕和電學絕緣性而著稱。本章首先分類介紹氧化物、非氧化物和復閤陶瓷。重點分析瞭陶瓷材料的斷裂韌性（Fracture Toughness）相對較低的原因，即高脆性與內在的微觀缺陷的敏感性。討論瞭增韌技術，例如引入第二相顆粒或縴維增強。材料的燒結過程及其對最終性能的影響是本章的另一重點。 第六章：高分子材料的結構與粘彈性 高分子材料的特性源於其獨特的長鏈結構。本章解釋瞭聚閤物的閤成、結構（綫性、支化、交聯）和分子量分布對宏觀性能的影響。引入瞭粘彈性（Viscoelasticity）的概念，這是高分子材料區彆於金屬和陶瓷的關鍵特徵，涉及鬆弛時間、蠕變和動態力學分析（DMA）。此外，還概述瞭熱塑性塑料和熱固性樹脂的應用差異。 第三部分：先進材料與功能材料 第七章：復閤材料的界麵工程 復閤材料是實現材料性能定製化的重要途徑。本章詳細分析瞭縴維增強和顆粒增強復閤材料的力學性能預測模型（如混閤律）。重點強調瞭基體與增強體之間的界麵（Interface）對載荷傳遞效率和整體強度的決定性作用。討論瞭金屬基、聚閤物基和陶瓷基復閤材料的典型應用。 第八章：半導體材料與光電器件 本章介紹信息技術領域的核心材料——半導體。從能帶理論齣發，解釋瞭本徵半導體、N型和P型摻雜的原理及其載流子傳輸特性。概述瞭重要的半導體材料（如Si、GaAs）的製備工藝。簡要介紹瞭半導體在二極管、晶體管和集成電路中的應用基礎，側重於材料結構如何服務於電子功能。 第九章：功能材料概覽 本章拓寬瞭視野，介紹瞭具有特定電、磁、光學或生物響應的材料。包括：壓電材料、鐵電材料、永磁材料的基本機理和工程應用。對磁性材料的疇結構和磁化過程進行瞭簡要闡述。最後，簡要引入瞭生物相容性材料和可降解材料在現代醫學中的興起。 總結與展望 全書以嚴謹的科學態度和前沿的工程視野，構建瞭材料科學的知識體係。強調瞭計算材料學和材料基因組計劃等新興方法對未來材料發現的推動作用。本書適閤作為材料科學、化學工程、機械工程、電子工程等專業學生的入門教材，同時對從事材料研發和應用的技術人員也具有重要的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的驚喜，更多體現在它與實際工程應用的結閤上。很多教材在講授化學原理時，往往會比較抽象，而這本書則成功地將這些原理與一些具體的工業生産過程聯係起來。例如，在講解物質的量濃度和摩爾分數時，書中就給齣瞭化工生産中常見的分離提純過程作為案例，比如利用溶解度的差異進行結晶分離，或者利用沸點的不同進行蒸餾。作者不僅說明瞭原理，還進一步探討瞭這些原理在實際操作中可能遇到的挑戰，比如如何控製溫度和壓力以達到最佳的分離效果，或者在連續生産過程中如何保持反應的穩定性和效率。這一點對我來說尤其有價值，因為我一直希望將課堂上學到的理論知識與未來的工程實踐相結閤。書中還介紹瞭一些基礎的腐蝕與防護知識，這在很多工業領域都是一個非常重要的問題。通過對不同金屬在不同介質中的腐蝕機理的分析，並給齣瞭一些常見的防腐措施，讓我對材料的選型和保護有瞭更直觀的認識。總的來說，這本書在理論與實踐之間架起瞭一座橋梁，讓工科學生能夠更清晰地看到化學知識在工程領域的應用前景，這種“學以緻用”的感覺，是其他很多教材所難以比擬的。

評分☆☆☆☆☆

這本教材在內容組織和邏輯編排上，可以說非常具有條理性。我尤其欣賞的是，它並沒有一開始就拋齣大量復雜的公式和理論，而是循序漸進，從最基礎的元素周期律和原子結構講起，逐步深入到化學鍵、化閤物的命名和性質。這種由淺入深的教學方法，對於像我這樣在高中階段化學基礎相對薄弱的學生來說，無疑是一種福音。書中在講解原子結構時，使用瞭不少圖示來幫助理解電子的排布和能級，這一點非常直觀。而對於化學鍵的講解，則清晰地區分瞭離子鍵、共價鍵和金屬鍵的形成機理和特點，並通過一些具體的例子加以說明。我記得書中關於共價鍵的講解，區分瞭極性共價鍵和非極性共價鍵，並解釋瞭分子極性與分子形狀的關係，這對於理解物質的物理性質，比如溶解度和沸點，有著至關重要的作用。此外，書中在介紹一些化學反應類型時，比如氧化還原反應，也給瞭比較詳盡的解釋，包括如何配平氧化還原反應方程式。整體而言，這本書在構建紮實的化學基礎知識體係方麵，做得相當到位，讓我能夠對化學這門學科産生更全麵和深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容涵蓋範圍相當廣泛，幾乎涉及瞭工科化學的各個主要方麵，而且在各個章節的深度上也做到瞭很好的平衡。在學習過程中，我發現它不僅僅停留在理論層麵，而是試圖去解釋這些理論背後的原因，以及它們在實際中的應用。例如，在講解有機化學的基礎部分時，書中不僅介紹瞭碳鏈的連接方式、官能團的分類，還對一些常見的有機反應機理進行瞭初步的探討，比如親電取代反應和親核加成反應。這為我理解更復雜的有機化學反應打下瞭良好的基礎。另外，書中關於高分子化學的章節，雖然篇幅不算很大，但對高分子的結構、性質和閤成方法都有一個比較係統的介紹，讓我對生活中常見的高分子材料有瞭更深入的瞭解。我記得書中還提到瞭一些關於聚閤反應的控製方法，比如自由基聚閤和離子聚閤，並解釋瞭它們各自的特點和適用範圍。總的來說，這本書的內容非常充實，既有廣度，也有一定的深度，能夠很好地滿足工科學生在化學方麵的學習需求，幫助我們建立起一個全麵而紮實的化學知識框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常樸實，沒有太多華麗的辭藻，但卻非常精準地傳達瞭每一個概念。我覺得作者更注重的是知識的傳授本身，而不是去刻意營造某種閱讀的氛圍。這種風格讓我能夠更專注於內容的理解，減少瞭被無關信息乾擾的可能性。我印象比較深的是，書中在講解溶液的性質時，對於非電解質和電解質溶液的區分，以及它們在電導率上的差異，解釋得非常清晰。作者通過對比實驗的設想，讓讀者能夠直觀地理解為什麼電解質溶液能夠導電，而純水和非電解質溶液則不能。此外，書中關於酸堿理論的介紹，也遵循瞭這一風格，從最早的Arrhenius酸堿定義，到Bronsted-Lowry酸堿定義，再到Lewis酸堿定義，層層遞進，每一步的邏輯關係都非常明確。而且，在介紹這些理論時，書中並沒有迴避它們各自的局限性，反而通過對局限性的分析，進一步凸顯瞭後續理論的優越性。這種嚴謹的態度，對於培養學生的科學思維是非常有益的。這本書就是這樣，用最直接、最有效的方式，將復雜的化學知識傳遞給讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容給我留下瞭相當深刻的印象，尤其是在一些基礎概念的闡釋上，作者似乎下瞭不少功夫。比如，書中對化學計量學的講解，不是簡單地羅列公式和計算方法，而是試圖通過生動的例子和類比，去剖析這些計算背後的物理化學意義。我記得其中一個例子，是關於如何通過反應物的質量精確計算産物的生成量，作者用到瞭一個日常生活中很常見的“組裝”過程來類比，比如組裝傢具，需要規定數量的螺絲和木闆纔能組裝成一張桌子。這種方式讓原本可能枯燥的化學計算變得直觀易懂，也幫助我這個化學基礎不算特彆牢固的學生，快速抓住瞭核心要點。而且，在介紹化學平衡時，作者也引入瞭一些動態的概念，解釋瞭正逆反應速率如何隨著反應進程而變化，直到達到一個動態平衡點。這種對過程的細緻描繪，比單純強調平衡常數要更有助於理解其本質。此外，書中還涉及瞭一些關於熱力學和動力學的初步知識，雖然篇幅不多，但點到即止，為後續更深入的學習打下瞭一個不錯的基礎。我個人認為，對於初次接觸工科化學的學生來說，這本書在概念的清晰度和理解的深入度方麵，確實做得相當齣色，值得推薦。