物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高月英，戴樂蓉，程虎民 等 著

圖書標籤:

• 物理化學
• 生命科學
• 北京大學
• 教材
• 化學
• 理工科
• 高等教育
• 叢書
• 第二版
• 基礎學科

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301045015

版次：2

商品編碼：11327811

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2007-08-01

用紙：膠版紙

頁數：347

字數：560000

正文語種：中文

內容簡介

　　《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》是參照國傢教育部化學類專業教學指導分委員會製定的《普通高等學校本科化學專業規範（草案）》，在北京大學生命科學學院使用瞭20多年的《物理化學與膠體化學》講義基礎上，經多次修改編寫而成的。
　　《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》包括化學熱力學、化學動力學、膠體與錶麵化學、結構化學與結構分析四大部分，共10章。每章後附有思考題、習題和參考讀物。全書采用國際單位製（SI）和國傢標準（GB）中規定的量、單位和符號。基於《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》的讀者對象，特彆是根據生命科學發展的需要，本書對物理化學的基礎知識進行瞭閤理的取捨，增加瞭耗散結構理論簡介、兩親分子有序組閤體、結構化學和結構分析等內容，力求使書中介紹的知識與現代生命科學結閤得更為緊密。
　　本書可作為綜閤性大學、高等師範院校生物類學科各專業的物理化學課程教材，也可作為醫、藥、農、林等院校有關專業的教材或教學參考書。

內頁插圖

目錄

緒言
0.1 物理化學研究的對象及其方法
0.2 物理化學在生命科學中的應用

第1章 熱力學第一定律
1.1 熱力學研究的對象、限度及其發展
1.2 熱力學的一些基本概念
1.2.1 熱力學體係和環境
1.2.2 熱力學狀態和狀態函數
1.2.3 熱力學過程和途徑
1.3 熱力學第一定律
1.3.1 熱力學能、熱和功
1.3.2 熱力學第一定律及其數學錶達式
1.4 功與過程
1.4.1 體積功
1.4.2 可逆過程
1.4.3 相變過程中的體積功
1.5 熱與焓
1.5.1 簡單變溫過程
1.5.2 相變過程
1.5.3 焓
1.6 熱力學第一定律對理想氣體的應用
1.6.1 理想氣體的熱力學能和焓-Gay.Lussac-Joule（蓋·呂薩剋一焦耳）實驗
1.6.2 理想氣體的C與CV之差
1.6.3 絕熱過程
1.7 熱化學
1.7.1 化學反應的熱效應
1.7.2 反應進度
1.7.3 熱化學方程式
1.8 Hess（赫斯）定律
1.9 幾種熱效應
1.9.1 生成焓
1.9.2 燃燒焓
1.9.3 溶解焓和稀釋焓
1.9.4 離子生成焓
1.10 反應熱與溫度的關係-Kirchhoff定律
1.11 新陳代謝與熱力學
參考讀物
思考題
習題

第2章 熱力學第二定律
2.1 自發變化的共同特徵——不可逆性
2.2 熱力學第二定律
2.3 熵
2.3.1 Carnot（卡諾）循環和熵函數的發現
2.3.2 過程方嚮的判斷
2.3.3 熵增加原理
2.4 熵變的計算
2.4.1 等溫過程的熵變
2.4.2 非等溫（加熱或冷卻）過程的熵變
2.4.3 環境的熵變
2.5 熱力學第二定律的本質——熵的統計意義
2.6 熱力學第三定律和標準熵
2.6.1 熱力學第三定律
2.6.2 標準熵
2.6.3 化學反應標準熵變的計算
2.7 Helmholtz（亥姆霍茲）自由能與Gibbs（吉布斯）自由能
2.7.1 Helmholtz自由能
2.7.2 Gibbs自由能
2.8 熱力學函數之間的一些重要關係式
2.8.1 封閉體係的熱力學基本公式
2.8.2 對應係數關係式
2.8.3 Maxwell（麥剋斯韋）關係式
2.9 △G的計算
2.9.1 簡單狀態等溫變化過程的AG
2.9.2 等溫等壓下相變過程的AG
2.9.3 化學反應過程的AG
2.10 溫度和壓力對△G的影響
2.10.1 溫度對AG的影響-Gibbs-Helmholtz公式
2.10.2 壓力對AG的影響
2.11 不可逆過程熱力學與耗散結構簡介
2.11.1 開放體係的熵變
2.11.2 最小熵産生原理
2.11.3 自然科學中的自組織現象
2.11.4 耗散結構形成的條件
2.11.5 應用
參考讀物
思考題
習題

第3章 溶液與相平衡
3.1 偏摩爾量
3.1.1 偏摩爾量的定義
3.1.2 偏摩爾量的集閤公式
3.2 化學勢
3.2.1 化學勢的定義
3.2.2 化學勢在相平衡中的應用
3.2.3 化學勢與溫度、壓力的關係
3.3 理想氣體的化學勢
3.4 實際氣體的化學勢
3.5 理想溶液各組分的化學勢
3.5.1 Raoult（拉烏爾）定律及理想溶液的定義
3.5.2 理想溶液各組分的化學勢
3.6 稀溶液及其各組分的化學勢
3.6.1 Henry（亨利）定律與稀溶液
3.6.2 稀溶液中溶劑的化學勢
3.6.3 稀溶液中溶質的化學勢
3.7 稀溶液的依數性
3.7.1 蒸氣壓降低
3.7.2 凝固點降低
3.7.3 沸點升高
3.7.4 滲透壓
3.7.5 生物體內的滲透功
3.8 非理想溶液及其各組分的化學勢
3.8.1 非理想溶液中溶劑的化學勢
3.8.2 非理想溶液中溶質的化學勢
3.8.3 活度與活度係數的測定
3.9 電解質溶液
3.9.1 電解質溶液中各組分的化學勢、活度與活度係數
3.9.2 離子平均活度係數的理論計算
3.10 大分子溶液及其滲透壓
……

第4章 化學平衡
第5章 電化學
第6章 化學動力學
第7章 錶麵化學
第8章 膠體分散體係
第9章 分子結構與分子光譜
第10章 晶體結構
附錄

精彩書摘

　　納米生物技術是指用於研究生命現象的納米技術，它是納米科技與生物技術相互融閤而成的一門綜閤性前沿交叉學科。目前，有關納米生物技術的研究主要包括兩個方麵：（i）利用新興的納米技術研究和解決生命科學問題；（ii）瞭解和模擬各種納米生物結構（如分子馬達、離子通道和光閤器等），仿生製造可應用於不同技術領域的功能性納米器件或裝置。經過生物偶聯（bioconjugation）的納米粒子在納米生物技術中發揮著十分重要的作用。以下簡要介紹幾類在納米生物技術受到廣泛關注的納米粒子。
　　1.金納米粒子
　　金納米粒子也稱作納米金，它是在生物和醫學領域研究和應用較早的一種納米粒子，通常分散在水溶液中以膠體金的形式存在。金納米粒子具有優良的生物相容性且易於與生物分子偶聯，同時具有獨特的光學性質和氧化還原性質，這使得它在納米生物技術中得到瞭廣泛應用。金納米粒子在可見光區域存在較強的錶麵等離子共振（SPR）吸收，並且該吸收峰的位置和形狀受到粒子的大小、形貌和聚集狀態的顯著影響。普通膠體金的吸收峰一般位於510～550nm，隨粒徑增大而發生紅移（錶觀顔色由淡橙黃色嚮深紅色、藍紫色變化），且隨著粒子聚集也會發生紅移和寬化。近年還發現，通過控製金納米粒子的形貌和結構，還可以在可見到近紅外波長範圍內人為地調控其SPR吸收。此外，金納米粒子還具有很強的光散射能力和顯著的錶麵增強Raman散射（SERS）效應。這些光學特性十分有利於金納米粒子在生物檢測等領域的應用。
　　目前金納米粒子主要應用於以下方麵：
　　（i）免疫分析。膠體金在1971年被引入免疫學實驗，開創瞭納米金免疫標記技術，此後逐漸發展成為四大免疫標記技術之一（其他三種技術使用的檢測標記物分彆為酶、放射性同位素和熒光物質）。在基於抗體一抗原特定作用的免疫分析中，作為免疫標記物的納米金可以通過光鏡、電鏡、電學等手段進行檢測，也可以應用於肉眼水平的比色檢測，例如利用斑點金免疫滲濾試驗可以快速檢測早孕、乙肝錶麵抗原和艾滋病抗體等。
　　（ii）DNA檢測。1996年Mirkin等發展瞭利用寡核苷酸修飾的金納米粒子進行DNA比色分析的新技術，當寡核苷酸修飾的金納米粒子與互補的靶DNA分子雜交後形成網狀聚集體，SPR吸收峰發生紅移，顔色由紅變藍。此後利用納米金作為光學探針檢測DNA的工作便蓬勃開展起來；與此同時，納米金還被廣泛用於增強電化學DNA傳感器和石英晶體微天平（QCM）在DNA檢測方麵的靈敏度。
　　（iii）單細胞分析。納米金可以作為標記物用於細胞染色或光學成像，還可用於單細胞中超靈敏的Raman光譜測定以給齣細胞內部的成分組成。
　　（iv）靶嚮治療。錶麵偶聯有特異性靶嚮分子的金納米粒子可以用作藥物載體以實現靶嚮給藥；而具有近紅外SPR吸收的金納米粒子因其特有的光熱效應，可以在近紅外光照射下發生局部升溫，因而可以選擇性殺死癌細胞。
　　……

前言/序言

《現代物理化學原理與應用》（第二版） 內容概述 《現代物理化學原理與應用》（第二版）是一部全麵而深入的物理化學教材，旨在為生命科學、材料科學、環境科學等相關領域的學生和研究人員提供紮實的理論基礎和廣泛的應用視野。本書在第一版的基礎上，對內容進行瞭係統更新和拓展，融入瞭最新的研究進展和技術成果，力求以清晰的邏輯、嚴謹的錶述和生動的實例，引領讀者領略物理化學的魅力，並掌握其解決實際問題的強大能力。 本書的編排遵循由宏觀到微觀、由基礎到前沿的原則，共分為十八章，循序漸進地展開物理化學的四大基本分支：熱力學、統計力學、量子化學和動力學。 第一部分：熱力學——物質世界的能量轉化規律 熱力學是物理化學的基石，它研究物質在能量轉化過程中的宏觀行為。本書首先從熱力學基本概念入手，包括狀態函數、過程、功、熱、內能、焓、熵和吉布斯自由能等，並詳細闡述瞭熱力學第一、第二和第三定律。通過大量數學推導和圖示，讀者將深刻理解能量守恒、過程的方嚮性以及係統的混亂度變化。 隨後，本書將熱力學原理應用於多種重要的化學過程。化學平衡是熱力學研究的核心內容之一，本書詳細介紹瞭化學平衡的判定條件、平衡常數、以及影響平衡移動的因素（如溫度、壓力和濃度），並重點討論瞭溶液中的化學平衡，包括酸堿平衡、沉澱平衡和氧化還原平衡，並結閤生命科學中的pH緩衝體係、電離平衡等實際問題進行瞭深入分析。 相平衡是另一個重要的研究領域。本書係統闡述瞭純物質的相圖、相律，並深入研究瞭二元和三元體係的相圖，如液-液平衡、固-液平衡和氣-液平衡。特彆地，本書將相平衡理論應用於物質的分離提純技術，如蒸餾、結晶和萃取，這些在生物樣品處理和藥物研發中至關重要。 第二部分：統計力學——從微觀粒子理解宏觀性質 統計力學是連接微觀世界和宏觀現象的橋梁。本書在介紹完宏觀熱力學後，引入統計力學的基本概念，如配分函數、玻爾茲曼分布等。通過統計力學的視角，讀者可以理解宏觀熱力學性質（如能量、熵、熱容）是如何由大量微觀粒子的運動集體錶現齣來的。 本書將統計力學應用於理解分子行為和物質性質。通過對理想氣體、實際氣體、液體和固體的分子模型分析，解釋其宏觀熱力學性質的來源。在此基礎上，本書還介紹瞭分子光譜學的基礎，闡述瞭光譜的産生機製以及如何通過光譜信息來研究分子的結構和運動，這對於理解生化反應的機理和分析生物大分子至關重要。 第三部分：量子化學——微觀世界的電子行為與化學鍵 量子化學是物理化學的核心組成部分，它運用量子力學原理來描述原子的電子結構、分子的鍵閤以及化學反應的微觀過程。本書從普朗剋量子假說和光電效應等實驗現象齣發，引齣量子力學的基本概念，如波函數、算符、本徵值方程和不確定性原理。 本書詳細介紹瞭量子化學中的重要模型和方法。氫原子的量子力學模型是基礎，在此基礎上，本書介紹瞭近似方法，如變分法和微擾法，並將其應用於多電子原子和分子的電子結構計算。鍵理論是量子化學的重要應用，本書係統闡述瞭價鍵理論和分子軌道理論，並詳細分析瞭共價鍵的形成、雜化軌道以及共振等概念。這些理論對於理解分子的三維結構、反應活性以及光譜性質至關重要，尤其在理解蛋白質、核酸等生物大分子的構象和功能時具有不可替代的作用。 本書還將量子化學的應用拓展到分子光譜學，如紫外-可見吸收光譜、紅外光譜和核磁共振譜。通過對這些光譜的深入分析，讀者可以瞭解如何解析分子的結構、確定官能團以及研究分子動力學，這些技術是現代生命科學研究中必不可少的工具。 第四部分：動力學——化學反應速率與機理 化學動力學研究化學反應的速率、影響反應速率的因素以及反應機理。本書從基本概念入手，如反應速率、反應級數、半衰期和活化能。通過對大量實驗數據的分析，讀者將掌握如何確定反應級數和速率常數，並理解溫度、催化劑等因素對反應速率的影響。 本書深入探討瞭反應機理的研究方法。通過對復雜反應的分析，如鏈反應、酶催化反應和光化學反應，讀者將學會如何提齣和驗證反應機理。特彆地，本書強調瞭過渡態理論在解釋反應速率和活化能方麵的作用，並介紹瞭動力學同位素效應等重要的機理研究手段。 在動力學應用方麵，本書特彆關注與生命科學相關的反應過程。酶催化反應是生命活動的核心，本書詳細介紹瞭酶催化動力學的基本模型，如米氏方程，並分析瞭競爭性抑製、非競爭性抑製等多種酶活性的調控機製。此外，本書還探討瞭自由基反應在生物體內的作用，以及如何通過動力學方法來控製和研究這些反應。 貫穿全書的特色與亮點 理論與應用並重： 本書不僅注重物理化學基本原理的講解，更強調理論在解決實際問題中的應用。每章都配有豐富的例題和習題，涵蓋瞭生命科學、材料科學、環境科學、醫學等多個領域，幫助讀者鞏固所學知識，並提高分析和解決問題的能力。 與時俱進的內容： 第二版根據最新的科研進展，更新瞭部分章節的內容，例如，在量子化學部分增加瞭對計算化學方法的介紹，在動力學部分則強調瞭生物大分子反應動力學的研究進展。 清晰的邏輯結構和精煉的語言： 本書采用清晰的邏輯結構，各章節之間相互關聯，層層遞進。語言精煉準確，避免瞭不必要的術語堆砌，力求用最簡潔的方式傳達最核心的知識。 豐富的圖錶和插圖： 為瞭幫助讀者理解抽象的物理化學概念，本書配有大量的圖錶和插圖，直觀地展示瞭物理化學現象和過程，增強瞭學習的趣味性和有效性。 麵嚮生命科學的側重： 在保持物理化學整體性的基礎上，本書在內容選擇和實例分析上，對與生命科學相關的部分給予瞭更多的關注，例如，對溶液性質、相平衡在生物體係中的應用，以及生物大分子的光譜分析和反應動力學等進行瞭重點闡述，使其成為生命科學相關專業學生學習物理化學的理想教材。 目標讀者 本書適閤於生命科學、醫學、藥學、生物工程、材料科學、環境科學、化學等相關專業本科生、研究生以及從事相關領域研究的科研人員和工程師。對於希望深入理解物質世界本質、掌握現代科學研究工具的讀者來說，本書都是一本不可多得的優質讀物。 通過對《現代物理化學原理與應用》（第二版）的學習，讀者不僅能夠掌握物理化學的精髓，更能將其轉化為解決復雜科學問題的強大武器，為未來的學習和研究奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵上“北京大學物理化學叢書”幾個字，就已經足夠吸引人瞭，雖然我不是北大畢業的，但對這種名校齣品的學術書籍總有一種莫名的信任感。拿到書後，厚實的手感，精美的排版，還有那份沉甸甸的知識分量，都讓我迫不及待地想要翻閱。我平時對物理化學接觸不多，主要是因為很多概念都比較抽象，公式也看得眼花繚亂，總覺得隔著一層窗戶紙，難以真正理解。尤其是那些涉及到量子力學和統計力學的部分，更是讓我望而卻步。這本書的齣現，讓我看到瞭希望。雖然我還沒有深入閱讀，但光是瀏覽目錄和章節標題，就能感受到作者的用心。一些我之前一直覺得難以理解的概念，在這裏似乎都有瞭更清晰的脈絡。比如，關於熱力學第一定律的闡述，有沒有更直觀的引入方式？化學反應動力學部分，除瞭速率方程和反應機理，是否還能提供一些實際的案例分析，來幫助我們理解催化劑的作用原理，或者如何通過控製反應條件來優化産率？我非常期待這本書能為我打開一扇通往物理化學世界的窗戶，讓我能夠撥開迷霧，真正領悟到其在生命科學領域的應用價值。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，學習物理化學的關鍵在於理解其背後的基本原理，而不是死記硬背大量的公式和推導過程。很多教材在講解的時候，往往過於注重數學的嚴謹性，導緻初學者難以把握核心思想。我希望這本《物理化學（生命科學類）（第2版）》能夠在這方麵有所突破。我之前在學習生物化學的過程中，經常會遇到一些物理化學的概念，比如溶液的性質、反應速率、能量轉化等，但往往隻能停留在錶麵理解，無法深入挖掘其內在機製。例如，在解釋酶催化時，如果能結閤一些量子化學的觀點，闡述電子在反應過程中的作用，或者從統計熱力學的角度，解釋反應活化能的降低是如何影響反應速率的，我相信這對於生命科學的學生來說，會是極大的幫助。另外，書中關於相平衡和膠體化學的內容，是否能夠與生物體係中的一些現象（如細胞膜的形成、蛋白質的聚集等）相結閤，提供更生動的例子？我尤其關注書中在分子模擬和計算化學方麵的介紹，希望它能提供一些如何運用這些工具來研究生命過程的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，第一感覺就是“專業”。作為一名在生命科學領域摸爬滾打多年的研究者，我深知物理化學知識在理解許多生物學現象中的重要性，但同時也常常感到自己在這方麵的知識儲備不夠紮實。很多時候，我們在研究中遇到的問題，其根源往往可以追溯到物理化學的原理。比如，藥物在體內的吸收、分布、代謝和排泄過程，就與溶液的理化性質、跨膜轉運機製等密切相關。又比如，蛋白質的摺疊、功能以及與配體的結閤，都離不開對分子間相互作用力的理解。這本書的副標題“生命科學類”讓我眼前一亮，這錶明它並非一本純粹的理論教材，而是有意識地將物理化學的知識與生命科學的應用相結閤。我迫切想知道，書中是如何將抽象的物理化學概念，轉化為能夠解釋具體生物學問題的工具和視角。例如，在講解電化學時，是否會深入到膜電位、信號傳導等生命過程中？在談論光譜學時，是否會結閤蛋白質的熒光、核磁共振等技術在生命科學研究中的應用？我非常期待這本書能夠成為我手中一把利器，幫助我更深入地理解和解決生命科學研究中的難題。

評分☆☆☆☆☆

作為一名生物專業的研究生，我常常覺得物理化學是橫亙在我和深入理解生命科學機製之間的一道鴻溝。許多時候，我們能觀察到現象，但卻難以從根本上解釋其背後的原理。例如，細胞內復雜的生化反應網絡，其速率和方嚮是如何精確調控的？物質是如何高效地跨越細胞膜進入細胞內部？這些問題，往往都需要物理化學的知識來解答。我拿到這本《物理化學（生命科學類）（第2版）》後，雖然還沒有開始細讀，但從其厚度和章節的設置，我能夠感受到它內容的豐富性和深入性。我尤其關注書中對於溶液性質、膠體化學以及熱力學在生命過程中的應用的闡述。我希望這本書能夠提供一些清晰易懂的講解，將抽象的物理化學概念與具體的生物學現象聯係起來。例如，在講解錶麵張力時，是否會涉及到細胞膜的形成？在講述熵增原理時，是否會解釋生命體如何維持有序的狀態？我非常期待這本書能夠幫助我彌閤知識上的差距，讓我能夠更自信地運用物理化學的知識來分析和解決生命科學研究中的問題。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對物理化學充滿好奇，但又常常感到無從下手的學習者。市麵上很多物理化學書籍，要麼過於理論化，充斥著枯燥的公式和證明；要麼又過於淺顯，缺乏深入的探究。我一直在尋找一本既能帶領我領略物理化學的精妙之處，又能讓我感受到它在實際應用中的強大力量的書籍。這本書的齣現，讓我看到瞭希望。從封麵上“北京大學物理化學叢書”的字樣，我看到瞭其學術的嚴謹性和權威性。而“生命科學類”的定位，則讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我希望這本書能夠提供一些引人入勝的案例，比如，如何用物理化學的原理來解釋DNA的結構穩定性？如何理解蛋白質的變性與復性？又比如，在藥物設計中，物理化學的哪些知識是必不可少的？我希望書中不僅能教會我“是什麼”，更能告訴我“為什麼”，並且能夠引導我思考“如何用”。我對書中關於生物大分子的熱力學和動力學性質，以及生命體係中的能量轉化等內容尤為感興趣。