物理化学（第3版）/普通高等教育“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高丕英，李江波，徐文媛 等 著

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• 物理化学
• 化学
• 高等教育
• 教材
• 理工科
• 大学
• 自然科学
• 理论
• 基础
• 十二五规划教材

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030377135

版次：2

商品编码：11318330

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-08-01

用纸：胶版纸

页数：362

字数：602000

正文语种：中文

内容简介

　　《物理化学（第3版）/普通高等教育“十二五”规划教材》内容包括热力学一定律及其应用、热力学第二定律、多组分体系的热力学与相平衡、化学平衡、化学动力学基础、电化学、表面现象、胶体化学和统计热力学基础共9章。《物理化学（第3版）/普通高等教育“十二五”规划教材》阐述了物理化学基本概念和基本理论，强化了物理化学基本原理的应用。对原理的叙述力求精辟，对公式的推导力求简明，对例题和习题的选编力求典型并注重启发性。每章末列出主要参考资料及课外阅读材料，以期反映学科新进展，满足不同层次的读者需要，扩大读者的知识面。每章末有思考题和习题，书末附有习题参考答案。
　　《物理化学（第3版）/普通高等教育“十二五”规划教材》可作为综合性大学的生命科学、食品科学、环境、药学、农学、林学、医学和化学等相关专业本科生的物理化学教材，也可供工科和师范类大学等相关专业的本科生参考。

目录

第二版前言
第一版前言
绪论

第1章 热力学第一定律及其应用
1.1 热力学的理论基础与研究方法
1.1.1 热力学的理论基础
1.1.2 热力学的研究方法
1.2 热力学基本概念
1.2.1 体系与环境
1.2.2 相
1.2.3 体系的性质
1.2.4 状态和热力学平衡态
1.2.5 热力学标准态
1.2.6 状态函数和状态方程
1.2.7 过程和途径
1.3 热力学第一定律
1.3.1 热和功
1.3.2 热力学能
1.3.3 热力学第一定律
1.4 热与过程
1.4.1 恒容热
1.4.2 恒压热
1.4.3 相变焓
1.4.4 盖·吕萨克-焦耳实验
1.4.5 热容
1.5 功与过程
1.5.1 体积功
1.5.2 准静态过程与可逆过程
1.5.3 相变过程的功
1.5.4 绝热过程与多方过程
1.6 实际气体
1.6.1 实际气体的节流过程
1.6.2 实际气体的△U和△H
1.7 热化学
1.7.1 反应进度
1.7.2 标准摩尔反应焓
1.7.3 热化学方程式
1.7.4 赫斯定律
1.7.5 几种热效应
1.7.6 标准摩尔反应焓与温度的关系
1.7.7 新陈代谢与热力学
参考资料及课外阅读材料
思考题
习题

第2章 热力学第二定律
2.1 自然界宏观过程的共同特征
2.2 热力学第二定律
2.2.1 热力学第二定律的表述
2.2.2 熵函数
2.2.3 过程方向的判断
2.2.4 熵增原理
2.3 熵变的计算
2.3.1 理想气体单纯p、V、T变化
2.3.2 凝聚体系
2.3.3 相变过程
2.4 熵的本质
2.5 亥姆霍兹函数和吉布斯函数
2.5.1 亥姆霍兹函数
2.5.2 吉布斯函数
2.5.3 热力学判据总结
2.6 △G计算示例
2.6.1 恒温物理变化
2.6.2 化学变化
2.7 热力学函数间的一些重要关系
2.7.1 封闭体系的热力学基本公式
2.7.2 麦克斯韦关系式
2.8 热力学第三定律和物质的标准熵
2.8.1 热力学第三定律
2.8.2 规定熵与标准熵
2.8.3 化学反应的熵变
2.8.4 由△rSm和△rHm求△rGm
2.9 不可逆过程热力学简介
2.9.1 熵产生和熵流
2.9.2 耗散结构及其形成条件
参考资料及课外阅读材料
思考题
习题

第3章 多组分体系的热力学与相平衡
第4章 化学平衡
第5章化学动力学基础
第6章电化学
第7章表面现象
第8章胶体化学
第9章统计热力学基础
部分习题参考答案
主要参考书目
附录

精彩书摘

　　3.微乳液的应用
　　由于微乳液具有许多优良性质，它在采油、洗涤、化妆品、农药、药品、润滑油、纺织工业等领域都有较为广泛的应用。目前在纳米材料的制备、微乳液的聚合及离子迁移、富集等方面的研究成为热点。下面介绍其部分应用。
　　1）微乳液作为反应介质
　　在有机合成中，经常遇到非极性有机物和无机盐的有效接触问题。通常反应在油水界面上进行，因此反应受界面面积的限制。由于微乳液对疏水的有机物和极性无机盐都有很好的相溶性，所以可以用来作为反应介质而解决相溶性的问题。门格（Menger）研究了微乳体系中三氯甲苯水解成苯甲酸的反应，发现在十六烷基三甲基溴化铵作用下，水解只需要1.5h即可完成，但无表面活性剂时需要60h才能完成。
　　纳米粒子是当前新兴材料的重要领域，用W／O（或O／W）型微乳液作为反应介质，在水核（或油核）中生成的固体粒子被液滴的内核尺寸有效地限制在纳米级范围，同时体系中的表面活性剂对粒子所起的保护作用能有效地阻止粒子的聚集。微乳液作为微反应器已成为制备纳米材料的重要方法之一。
　　2）微乳法分离蛋白质
　　对于生化物质的分离，要求不能破坏其生物活性。由于这个特殊的要求，一些常用的化工单元操作如精馏、蒸馏、蒸发、干燥等常不能采用，因为它们常在高温下操作，会破坏生物活性，同时由于生化物质（生物产品）一般有相当大的黏度，应用过滤和超滤等方法也会有困难。传统的液／液萃取也不适合生化产品的分离，因为蛋白质、酶等与有机溶剂接触时会变性而丧失其生物功能，而W／O型微乳液可以克服这些缺点，因为W／O型微乳液中纳米级的小水滴由一层表面活性剂分子包围，该小水滴又称“水池”，蛋白质、酶等通过与表面活性剂作用而进入该“水池”中并受到水壳层的保护，从而使蛋白质、酶的生物活性不会改变，这是微乳液萃取分离生化物质的显著优点，也是其诱人之处。
　　3）微乳化妆品
　　现代化妆品含有多种类型的功能成分，有油溶性的，也有水溶性的。常采用乳化的办法做成外观精美、使用方便、便于成分功能发挥的剂型。微乳剂型有很大优势，它不仅具有外观透明的优点，还有便于各种成分发挥其功能的好处。一些需要透过皮肤吸收的成分，因微乳粒于小于乳状液而更容易被吸收。
　　4）微乳清洁剂
　　目前洗涤用品包括肥皂、洗衣粉和液体洗涤剂等，这些洗涤用品对污垢的清洗均发挥着重要作用。而微乳液洗涤剂具有非常低的界面张力，十分强的润湿、乳化和增溶能力，能够很好地渗透到固体表面和织物毛细孔中，可有效地分散污物，使洗涤效果比传统的洗涤剂要好得多。
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前言/序言

《现代材料科学基础》 —— 探索物质的微观世界与宏观性能的桥梁 本书特色与定位： 本书是一部全面、深入且兼具前瞻性的材料科学导论性教材，旨在为理工科高年级本科生、研究生以及相关领域的研究人员提供一个坚实的理论基础和广阔的视野。我们深知材料是现代工程技术发展的基石，其性能的理解和设计必须建立在对原子、电子和晶体结构的深刻洞察之上。《现代材料科学基础》力求在热力学、动力学、结构与性能这三大核心支柱之间架起清晰的桥梁，帮助读者从微观本质出发，解释和预测宏观材料的行为。 本书不涉及传统化学热力学或量子化学中对化学平衡和反应速率的纯粹理论推导，而是将这些原理直接应用于材料的相变、稳定性和制备工艺的实际问题中。 --- 第一部分：材料的微观结构与热力学基础 本部分是理解所有材料现象的基石，重点在于建立从原子尺度到宏观性质的联系。 第一章：晶体结构与晶体缺陷 本章从最基本的原子排列开始，详细阐述了晶体的周期性与对称性。 晶体学基础： 布拉维点阵、晶胞、米勒指数的应用，以及如何使用X射线衍射（XRD）技术确定晶体结构。我们侧重于如何利用结构信息解释各向异性。 非晶态结构： 对玻璃、聚合物等无序或短程有序结构的描述，区分短程有序与长程有序的差异。 晶体缺陷的分类与影响： 深入探讨点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成、几何结构及其对材料机械性能（如塑性、强度）的决定性作用。我们详细分析了位错的攀移和滑移机制，以及它们在晶体塑性变形中的核心地位。 第二章：材料的热力学原理与相平衡 本章聚焦于材料体系的能量状态和相图的构建与解读。 热力学基础回顾与材料应用： 重点讲解吉布斯自由能（G）在材料体系中的意义，自由能最小化原理在确定稳定相中的应用。我们着重讨论非化学计量相（Non-stoichiometric phases）的热力学稳定性。 相图的构建与解读： 详细分析单组元、二元及简化的三元相图。着重讲解杠杆定律（Lever Rule）和相律（Gibbs Phase Rule）在预测合金凝固过程、固溶体形成和相变温度中的实际应用。 化学势与扩散热力学： 引入化学势的概念，将其与浓度梯度联系起来，为后续的扩散动力学打下基础。不深入探讨复杂的量子化学计算，而是聚焦于如何通过热力学驱动力来理解扩散的宏观表现。 --- 第二部分：材料的动力学与传输现象 本部分阐述了材料随时间变化的规律，即材料如何从一种状态演变为另一种状态。 第三章：扩散——材料中的原子迁移 扩散是材料加工、老化和失效的关键机制。 扩散机制： 详细介绍固态扩散的原子机理，包括置换式扩散（Vacancy mechanism）和间隙式扩散（Interstitial mechanism）。对比晶界扩散和体扩散的差异。 菲克定律的应用： 阐述菲克第一定律和第二定律在描述稳态和非稳态扩散过程中的应用，并介绍扩散系数（D）的温度依赖性（Arrhenius关系）。 扩散的耦合效应： 探讨在电场、应力场或温度梯度场中，扩散行为如何被耦合和改变，例如电迁移现象。 第四章：反应动力学与相变速率 本章关注材料内部微观结构随时间变化的速率。 形核与长大（Nucleation and Growth）： 详细介绍均相形核和非均相形核的理论，以及长大机制（如扩散控制长大、界面控制长大）。 阿伦尼乌斯方程与活化能： 将动力学速率常数与激活能联系起来，用于定量评估热处理过程的速率。 扩散控制相变模型： 运用Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) 模型来描述和拟合固态相变过程的时间依赖性，重点在于其指数参数的物理意义。 --- 第三部分：结构与宏观性能的关联 本部分是材料科学的核心，解释了微观结构如何决定材料的机械、电学和热学性能。 第五章：机械性能与晶体塑性 深入分析材料抵抗外力、发生变形和断裂的本质。 弹性行为与胡克定律： 杨氏模量、剪切模量和泊松比的微观来源，重点讲解各向异性材料的弹性矩阵描述。 塑性变形的本质： 晶体材料的滑移系统、施密德因子。详细分析位错的运动、交互作用及其在加工硬化中的作用。 强化机制： 系统阐述提高材料强度的主要手段，包括固溶强化、加工硬化（位错缠结）、晶粒细化（Hall-Petch关系）以及沉淀强化机制，这些都是基于对缺陷运动的阻碍。 第六章：电学、磁学与光学性质 本章探讨电子结构对材料宏观功能的影响。 能带理论基础： 简要介绍晶体周期性势场中电子的能带结构（价带、导带、禁带宽度），并据此分类金属、半导体和绝缘体。重点在于解释费米能级和载流子浓度的意义。 半导体物理： 本征与杂质半导体的导电性，Doping（掺杂）如何精确控制载流子类型和浓度。 磁性材料： 介绍顺磁性、抗磁性、铁磁性和反铁磁性的微观起源，重点分析磁畴结构和磁滞回线的形成，以及其在功能器件中的应用。 第七章：材料的失效与稳定性 理解材料如何最终失效，是保障工程安全的关键。 疲劳（Fatigue）： 描述循环载荷下材料的损伤积累过程，包括裂纹萌生、扩展和最终断裂的S-N曲线分析。 蠕变（Creep）： 在高温下，材料在恒定应力下的时间依赖性塑性变形，分析纳伯（Norton）定律及其在高温合金设计中的意义。 腐蚀与降解： 重点讨论电化学腐蚀的机理，以及如何通过改变材料表面能或引入钝化层来提高抗腐蚀性能。 --- 总结与展望： 《现代材料科学基础》通过严谨的物理化学原理（如热力学与动力学）为基础，系统地剖析了从原子排列到宏观性能的完整链条。本书的结构安排旨在培养读者“用结构解释性能，用热力学指导设计，用动力学控制过程”的材料科学思维模式，是进入高阶材料研究领域的必备阶梯。本书力求清晰、精确地呈现科学概念，避免了过于抽象的纯数学推导，而将精力集中于物理图像的建立和工程应用的联系上。

评分☆☆☆☆☆

第三段： 作为一名对物理化学充满好奇，但又缺乏系统学习机会的学生，我一直都在寻找一本能够真正引领我入门的书籍。《物理化学（第3版）》无疑满足了我的所有期待，甚至超出了我的想象。这本书的编排逻辑非常巧妙，它不是简单地罗列知识点，而是将它们有机地串联起来，形成一个完整的知识体系。从宏观的热力学到微观的量子化学，每一个部分都衔接得非常自然。作者在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，不仅仅停留在概念层面，还会提及相关的实验现象和应用，这让我深切感受到物理化学在现实世界中的重要性。比如，在讲解化学动力学时，书中详细介绍了反应速率、活化能等概念，并结合了催化剂的应用，让我对如何控制化学反应有了更深刻的理解。书中的语言也相当精炼，没有多余的废话，每一个字都直击要点。尽管内容本身具有一定的深度，但通过作者的精心组织和讲解，即使是初学者也能逐步掌握。我尤其欣赏书中对一些重要概念的反复强调和不同角度的阐释，这有助于加深理解和记忆。这本书为我打开了物理化学的大门，让我对这个学科产生了浓厚的兴趣，也为我未来的进一步学习奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

第一段： 这本书简直是我物理化学学习路上的“定海神针”！当初拿到这本书的时候，说实话，心里还是有点打鼓的。毕竟“十二五”规划教材，听起来就挺硬核的，我怕内容会过于深奥，难以消化。然而，翻开第一页，我就被它清晰的逻辑和循序渐进的讲解方式所吸引。作者没有一开始就抛出一堆晦涩难懂的公式，而是从最基础的概念讲起，层层递进，就像剥洋葱一样，把复杂的物理化学原理一层层地展现出来。每一个概念的引入都伴随着生动形象的比喻或者贴近生活的例子，让我这个原本对物理化学有点畏惧的学生，瞬间感觉亲切了不少。特别是关于热力学第一定律的讲解，作者通过对能量转化和守恒的详细阐述，让我深刻理解了能量在化学过程中的重要性。书中还穿插了大量的例题，而且例题的难度设置非常合理，从易到难，每一道例题都讲解得非常细致，思路清晰，即使是我这种基础不太扎实的同学，也能跟着步骤一步步解出来。解完一道题，成就感满满，也更加巩固了对知识点的理解。我尤其喜欢书中对实验的描述，很多实验原理和操作都介绍得非常到位，让我不仅学到了理论知识，也对实验有了更直观的认识。这本书真的帮我建立起了扎实的物理化学基础，为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

第四段： 我必须承认，在翻开这本《物理化学（第3版）》之前，我对物理化学的印象是“难”、“枯燥”、“晦涩”。我一直认为这门学科是属于少数天才的领域，自己可能难以企及。但是，这本书彻底颠覆了我的看法。作者以一种极为人性化的方式，将原本复杂的物理化学知识，剥去了层层外衣，露出了它本真的逻辑和美感。他不仅仅是在传授知识，更是在引导我们如何思考，如何去理解那些微观世界的奇妙规律。书中对于公式的推导，没有像有些教材那样直接给出结论，而是会详细展示每一步的逻辑，让我知道这些公式是如何得来的，而不是死记硬背。而且，书中非常善于运用类比和对比的方式，将抽象的概念转化为具体可感的形象。例如，在讲解统计力学时，作者用宏观气体分子的运动来类比微观粒子的行为，让我一下子就抓住了核心思想。此外，书中对“为什么”的解释做得非常到位，不仅仅告诉我“是什么”，更重要的是让我明白“为什么会是这样”。这种刨根问底式的讲解，让我对物理化学的理解不再停留在表面，而是触及到了它的本质。这本书真的让我爱上了物理化学，让我觉得它不再是遥不可及的学科，而是充满魅力和智慧的领域。

评分☆☆☆☆☆

第二段： 说实话，刚拿到这本《物理化学（第3版）》的时候，我脑子里想的是：这肯定又是一本堆砌公式、晦涩难懂的“天书”。我本身就不是特别擅长理工科，对物理化学更是有点心怵。然而，当我翻开这本书，我的想法彻底改变了。作者仿佛是一位经验丰富的老教授，用一种非常耐心且富有条理的方式，将那些原本令我望而生畏的理论，变得异常清晰和易懂。他没有直接扑上来就给你一堆公式推导，而是先抛出一个问题，然后一步步引导你思考，再引出相关的概念和公式。这种“问题导向”的学习方式，让我觉得参与感很强，不是被动地接受知识，而是主动地去探索和理解。书中对于每一个概念的定义都非常严谨，同时又辅以大量的图示和表格，让抽象的概念变得具象化，更容易在脑海中形成图像。我尤其印象深刻的是关于量子化学的章节，原本以为会很难，结果作者用很直观的方式讲解了原子轨道、分子轨道等概念，让我对微观世界的粒子行为有了一个全新的认识。书后的习题更是亮点，种类繁多，覆盖面广，而且答案解析非常详尽，能够帮助我及时发现学习中的薄弱环节。我觉得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位良师益友，在我学习的道路上给予我极大的帮助和鼓励。

评分☆☆☆☆☆

第五段： 老实说，市面上关于物理化学的书籍不在少数，但真正能够做到既严谨深刻，又易于理解的，却不多见。《物理化学（第3版）》恰恰是其中翘楚。这本书的结构非常清晰，每一章节的安排都考虑到知识的连贯性和递进性，让学习者能够在一个完整的知识框架下进行学习。我最喜欢它的一点是，作者并没有把所有内容都“塞”进来，而是有选择性地、有侧重点地进行讲解，确保核心概念的透彻理解。书中的插图和图表质量非常高，它们不仅仅是装饰，更是辅助理解的利器，能够非常直观地展示复杂的物理化学过程。我在学习电化学的时候，书中的电极反应图就帮我解决了困扰我很久的氧化还原问题。而且，这本书的语言风格非常朴实，没有华丽的辞藻，但每一个字都饱含深意，而且逻辑严密。它能够帮助我理清思路，避免在复杂的概念中迷失方向。尽管它是一本“十二五”规划教材，但它的内容更新及时，紧跟学科发展前沿，这对于我们这些希望在物理化学领域有所建树的学生来说，无疑是一笔宝贵的财富。这本书让我对物理化学的认识上升到了一个新的高度，不仅仅是掌握了知识，更重要的是培养了对这门学科的深刻理解和探索欲望。