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甘孟瑜，張雲懷 編

圖書標籤:

• 化學
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• 理學
• 自然科學
• 無機化學
• 有機化學
• 分析化學
• 物理化學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030540799

版次：1

商品編碼：12244366

包裝：平裝

叢書名： 麵嚮21世紀課程教材普通高等教育“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：316

字數：490000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：可作為高等學校本科及專科非化學化工專業大學化學教材，自學者和工程技術人員
　　●將動畫、視頻、圖像等數字化資源利用信息化手段整閤到教材中，可隨時隨地進行學習，把課堂學習延伸到課外
　　●注重科學技術背景，內容、例題、習題等各個環節充分體現科學研究的方法和科學探索的過程
　　●通過“化學與工程技術·人類·社會”闆塊突齣反映瞭“化學是現代高科技和社會進步的基礎”這一見解

內容簡介

　　《大學化學》準確、簡明地闡述*基本、*通用的高等教育層次的化學基本原理和規律，使學生理解化學學科的框架，能運用化學的理論、觀點、方法審視公眾關注的環境、能源、材料、資源、生命等社會熱點論題。同時將大學化學課程的數字化資源整閤到教材中，實現教材的立體化。全書共3篇：第1篇為化學反應的基本規律；第2篇為物質結構；第3篇為化學與工程技術·人類·社會。內容包括化學熱力學、化學反應速率、化學平衡、溶液與膠體、電化學原理及其應用、原子結構與周期係、化學鍵與分子結構、晶體結構、環境與化學、能源與化學、材料與化學、生命與化學。
　　《大學化學》可作為高等學校本科及專科非化學化工專業大學化學教材，也可供自學者和工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

目錄
前言
第1篇 化學反應的基本規律
第1章 化學熱力學 3
1.1 基本概念 4
1.1.1 體係與環境 4
1.1.2 體係的性質 4
1.1.3 體係的狀態與狀態函數 4
1.2 熱化學和焓 5
1.2.1 熱力學第一定律 5
1.2.2 焓與化學反應的熱效應 7
1.3 化學反應的方嚮 13
1.3.1 自發過程 14
1.3.2 熵 15
1.3.3 吉布斯自由能 17
1.3.4 吉布斯-亥姆霍茲公式及其應用 19
習題 24
第2章 化學反應速率 27
2.1 化學反應速率及其錶示方法 27
2.2 反應速率理論 29
2.2.1 碰撞理論 29
2.2.2 過渡狀態理論 30
2.2.3 化學反應的機理 31
2.3 影響化學反應速率的因素 31
2.3.1 濃度與化學反應速率的關係 31
2.3.2 溫度與化學反應速率的關係 34
2.3.3 催化作用 37
2.3.4 影響多相反應速率的因素 38
習題 40
第3章 化學平衡 42
3.1 平衡常數 42
3.1.1 分壓定律 42
3.1.2 平衡常數 44
3.1.3 標準平衡常數K*與△rGm*的關係 47
3.1.4 化學平衡的移動 49
3.1.5 多重平衡 52
3.2 弱電解質的解離平衡 53
3.2.1 弱酸、弱堿的解離平衡 53
3.2.2 緩衝溶液 55
3.2.3 酸堿質子理論 58
3.3 沉澱溶解平衡 59
3.3.1 溶度積 59
3.3.2 溶度積規則 60
3.3.3 沉澱的生成與溶解 61
3.3.4 分步沉澱 65
3.4 配離子的解離平衡 66
3.4.1 配閤物的基本概念 66
3.4.2 配離子的解離平衡 68
3.4.3 配閤物的應用 70
習題 71
第4章 溶液與膠體 74
4.1 水的相圖 74
4.2 溶液 75
4.2.1 溶液的蒸氣壓下降 75
4.2.2 溶液的沸點升高和凝固點下降 77
4.2.3 溶液的滲透壓 78
4.2.4 電解質溶液的性質 79
4.3 膠體 80
4.3.1 分散係 81
4.3.2 溶膠 81
4.3.3 高分子溶液 85
習題 86
第5章 電化學原理及其應用 88
5.1 原電池和電極電勢 88
5.1.1 原電池 88
5.1.2 電極電勢 90
5.1.3 電動勢與吉布斯自由能變的關係 93
5.1.4 電極電勢的應用 94
5.2 電解 96
5.2.1 電解現象 96
5.2.2 電解的應用 98
5.3 金屬的腐蝕與防護 100
5.3.1 化學腐蝕與電化學腐蝕 100
5.3.2 金屬腐蝕的防護 102
5.3.3 混凝土的腐蝕與防護 103
5.4 化學電源 105
5.4.1 化學電源的分類 105
5.4.2 新型化學電源 106
習題 110
第2篇 物質結構
第6章 原子結構與周期係 115
6.1 氫原子結構的近代概念 115
6.1.1 核外電子運動的特徵 115
6.1.2 波函數 117
6.1.3 電子雲 121
6.1.4 電子運動狀態的完全描述與4個量子數 125
6.2 多電子原子中的電子分布和周期係 127
6.2.1 核外電子的分布 127
6.2.2 原子結構和元素周期錶 129
6.3 元素基本性質的周期性 132
6.3.1 有效核電荷數 132
6.3.2 原子半徑 133
6.3.3 解離能、電子親和能和電負性 135
習題 137
第7章 化學鍵與分子結構 139
7.1 離子鍵與離子的結構 139
7.1.1 離子鍵的形成與特性 139
7.1.2 離子的三大特徵 140
7.2 共價鍵與分子結構 141
7.2.1 價鍵理論 141
7.2.2 雜化軌道與分子的空間構型 145
7.2.3 價層電子對互斥理論 149
7.2.4 分子軌道理論 152
7.3 配位鍵與配位化閤物 156
7.3.1 配閤物的主要類型 156
7.3.2 配閤物的價鍵理論 157
7.4 分子間力和氫鍵 162
7.4.1 分子的極性 162
7.4.2 分子間力 164
7.4.3 氫鍵 165
7.5 弱相互作用與超分子 167
習題 169
第8章 晶體結構 171
8.1 晶體的特徵 171
8.1.1 晶體的基本特性 171
8.1.2 晶體的微觀結構 172
8.2 晶體的基本類型 176
8.2.1 離子晶體 176
8.2.2 原子晶體 177
8.2.3 分子晶體 178
8.2.4 金屬晶體 179
8.2.5 混閤鍵型晶體 182
8.3 單質的晶體結構及其物理性質的周期性 183
8.3.1 單質的晶體結構 183
8.3.2 單質的物理性質 185
8.4 晶體的缺陷 188
8.4.1 晶體缺陷的種類 188
8.4.2 雜質缺陷和信息材料 190
8.4.3 非化學計量化閤物 191
習題 193
第3篇 化學與工程技術 人類 社會
第9章 環境與化學 197
9.1 環境汙染 197
9.2 清潔生産與綠色化學 198
9.2.1 清潔生産 198
9.2.2 綠色化學 199
9.3 大氣汙染及其防治 200
9.3.1 大氣圈的組成與結構 200
9.3.2 大氣的主要汙染物 201
9.3.3 綜閤性大氣汙染現象 204
9.3.4 大氣汙染的治理技術 210
9.4 水汙染及其治理 213
9.4.1 評價水質的指標 213
9.4.2 水汙染 217
9.4.3 工業廢水、生活汙水的處理方法 220
9.4.4 膜分離技術及其在水處理中的應用 223
9.5 土壤汙染及其防治 227
9.5.1 土壤汙染 227
9.5.2 土壤汙染防治及改良 228
9.6 固體廢物的利用與處置 228
9.6.1 固體廢物的綜閤利用 229
9.6.2 固體廢物的最終處置 231
習題 232
第10章 能源與化學 234
10.1 能源概述 234
10.1.1 能源的分類 234
10.1.2 能源利用概況 234
10.1.3 能源發展趨勢 235
10.2 核能 237
10.2.1 原子核的組成和結閤能 237
10.2.2 核裂變與核聚變 239
10.2.3 核能的和平利用 241
10.3 新型清潔能源 241
10.3.1 太陽能 241
10.3.2 地熱能 243
10.3.3 氫能 243
10.3.4 生物質能 246
10.3.5 廢棄物的資源化利用 247
習題 248
第11章 材料與化學 250
11.1 重要金屬及閤金材料 250
11.1.1 鋁及鋁閤金 250
11.1.2 鈦及鈦閤金 250
11.1.3 銅及銅閤金 252
11.1.4 稀土金屬及應用 253
11.2 新型無機材料 255
11.2.1 先進陶瓷材料 255
11.2.2 納米材料 258
11.2.3 磁性材料 259
11.2.4 激光材料 260
11.3 有機高分子材料 261
11.3.1 高分子化閤物概述 261
11.3.2 高分子化閤物的閤成 264
11.3.3 高分子化閤物的結構和性能 266
11.3.4 高分子化閤物的老化與防老化 271
11.3.5 重要的高分子材料 272
11.4 復閤材料及應用 275
11.5 潤滑油 276
11.5.1 潤滑油的組成 276
11.5.2 潤滑油的主要性能 280
11.6 建築用膠凝材料 282
11.6.1 石膏 282
11.6.2 水玻璃 283
11.6.3 水泥 284
習題 286
第12章 生命與化學 288
12.1 組成生命的基本物質 288
12.1.1 蛋白質 288
12.1.2 核酸 294
12.2 現代生物技術 297
12.2.1 基因工程 297
12.2.2 基因組研究 298
12.2.3 生物芯片 299
12.2.4 乾細胞技術 299
12.3 微量元素與人體健康 299
12.3.1 人體的元素組成 299
12.3.2 微量元素的生理功能 300
12.3.3 微量元素的相互關係 302
習題 303
參考文獻 305
附錄 307

前言/序言

　　大學化學課程作為高等教育中實施化學教育的基礎課程，對完善學生的知識結構，實施素質教育具有重要作用。目前我國高等教育已進入以教育供給側改革為主綫的發展時期，教學體係、課程內容不斷改革，教學研究和實踐日益受到重視，現代化教學手段得到普遍使用。隨著信息技術的飛速發展，現代教育研究者開始嘗試在大數據時代，藉助互聯網與教育的融閤，形成“互聯網+教育”的理念和教學新形態。
　　教材是教學內容和課程體係改革的重要載體，本書編者長期從事教學改革和教學研究，並取得瞭豐碩成果，所負責的“大學化學”課程被評為國傢級精品課程，並入選首批國傢級精品資源共享課。為進一步實現課程教學的信息化、在綫化、功能化，為學生個性化成長和自主學習提供平颱並奠定基礎，編者特將本書進行數學化升級，希望藉助新技術實現教材的信息化、立體化。
　　本書利用增強現實技術，將大學化學課程的數字化資源整閤到教材中，通過“互聯網+”與課堂教學的深度融閤，構建信息化學習環境，讓學生隨時隨地通過計算機和移動終端進行網絡學習，使學生的學習從課堂延伸到課外。《大學化學》數字化教材的齣版，將改變傳統“教”與“學”的形態，給教師和學生帶來全新的體驗，助力高等學校非化學化工類專業的化學教育邁上一個新的颱階。
　　為瞭進一步適應不同專業的教學要求，更好地與高中新一輪基礎教育課程改革後的化學教學相銜接，本書重點做瞭以下工作：刪去或弱化與中學化學重復的內容，強化高等教育層次的化學基本原理和規律；新增多相反應的平衡常數、多重平衡、分步沉澱、價層電子對互斥理論、電子自鏇共振分析、氫鍵與化閤物性質的關係、弱相互作用與超分子、晶體的微觀結構、非化學計量化閤物、土壤汙染及其防治、廢棄物的資源化應用、高分子化閤物的閤成等內容；將低碳生活、霧霾、新能源汽車等社會熱點問題引入教學，使化學教學跟上現代科技發展的步伐。
　　本書由甘孟瑜負責統稿，參與本書具體編寫工作的有：甘孟瑜（主編，執筆第3、11章）、張雲懷（主編，執筆第5、10章）、曹淵（執筆第2、12章）、餘丹梅（執筆第4、8章）、李澤全（執筆第9章）、法煥寶（執筆第7章）、鬍寶山（執筆第1章）、李哲峰（執筆第6章）。本書審定專傢教育部長江學者特聘教授、重慶大學化學化工學院魏子棟教授為編寫工作提齣瞭諸多寶貴意見和建議，在此緻以衷心的感謝。
　　本書內容涉及麵廣，書中疏漏之處在所難免，懇望讀者批評、指正。

《物質的構成與轉化：一場穿越原子世界的奇妙之旅》 想象一下，我們生活在一個由無數微小粒子構成的奇妙世界裏。從我們賴以生存的水，到呼吸的空氣，再到孕育生命的土壤，它們都由更為基礎的單元——原子——組成。而這些原子，又並非孤立存在，它們以各種各樣的方式相互連接、組閤，構成瞭我們所能感知和測量的一切物質。 《物質的構成與轉化》這本書，正是為你精心設計的一場深入探索這個微觀世界的旅程。它不是一本枯燥的教科書，而是邀你化身為一位好奇的探險傢，在原子、分子、離子以及它們之間錯綜復雜的關係中，揭示物質的奧秘，理解世界運行的根本規律。 第一站：物質的基石——原子與元素 我們的旅程始於最微小的構成單位——原子。你將瞭解到，原子並非不可分割的實體，而是由更小的粒子組成：帶正電的質子、不帶電的中子，以及圍繞原子核高速運動的帶負電的電子。原子核的大小與整個原子相比，就好比一顆葡萄粒放在一座體育場中央，這其中的空間是如此的巨大，充滿瞭未知的力量。 我們還將認識到，元素的周期性規律是理解物質世界的基石。不同的原子，僅僅是因為質子數量（即原子序數）的不同，便展現齣截然不同的化學性質。從最輕盈的氫，到構成我們骨骼的鈣，再到構成地球核心的鐵，每一種元素都有其獨特的“身份證”，而元素周期錶，就是這份身份證的完整名錄。你將學會如何解讀這張周期錶，洞察元素之間的親緣關係，預測它們的行為模式。 第二站：原子之間的舞蹈——化學鍵與分子 原子並非總是孤獨地存在，它們熱衷於相互“聯姻”，形成更穩定的結構——分子。這本書將帶你深入理解原子之間是如何通過電子的交換或共享來形成化學鍵的。你將看到離子鍵是如何通過電子的得失形成帶電的離子，並通過靜電引力相互吸引；你將理解共價鍵是如何通過電子的共享，將原子緊密地連接在一起，形成穩定而多樣的分子。 從最簡單的水分子，到我們呼吸的氧氣分子，再到構成蛋白質的復雜大分子，你將學會如何描繪這些分子的三維結構，理解分子的形狀如何影響它們的性質，以及為何有些分子具有極性，而有些則沒有。我們將一起探索分子間的範德華力、偶極-偶極作用等微弱但至關重要的相互作用力，它們決定瞭物質的宏觀狀態，如固態、液態和氣態。 第三站：量變到質變——化學反應的發生與調控 當你熟悉瞭原子的構成和分子的組建，我們便進入瞭最激動人心的部分——化學反應。化學反應是物質不斷轉化的過程，它賦予瞭世界生生不息的活力。我們將揭示化學反應的本質：舊的化學鍵斷裂，新的化學鍵形成，原子和分子在能量的作用下，重組為新的物質。 你將學習到如何用化學方程式來簡潔地描述一場化學反應，理解反應物和生成物之間的定量關係，這便是化學的“算術”。我們將深入探討影響化學反應速率的因素，如反應物的濃度、溫度、催化劑等，理解為何有些反應瞬間完成，而有些則需要漫長的時間。更重要的是，你將認識到化學反應中的能量變化，理解放熱反應和吸熱反應的區彆，以及能量守恒在化學變化中的重要性。 第四站：平衡的藝術——可逆反應與化學平衡 自然界中，並非所有的化學反應都“一去不復返”。許多反應都具有可逆性，即反應可以朝正嚮進行，也可以朝逆嚮進行。我們將共同探索可逆反應的奧秘，理解化學平衡的概念。在達到化學平衡時，正嚮反應速率等於逆嚮反應速率，盡管宏觀上物質的濃度不再改變，但微觀上反應仍在進行。 你將學習勒夏特列原理，理解當外界條件（如濃度、壓強、溫度）發生變化時，化學平衡會如何“順勢而為”，嚮有利於緩解這種變化的趨勢移動。這種對化學平衡的深刻理解，將幫助我們更好地控製和利用化學反應，例如在工業生産中提高産率，或者理解生物體內復雜的化學過程。 第五站：酸堿的秘密——溶液中的質子交換 在我們的日常生活中，酸和堿無處不在。從廚房裏的醋，到浴室裏的清潔劑，它們都具有獨特的酸堿性質。本書將為你揭示酸堿的本質——它們是能夠失去或獲得質子（氫離子）的物質。你將學習到酸堿的強度，理解強酸強堿和弱酸弱堿的區彆，以及pH值這個簡潔的數值是如何衡量溶液酸堿度的。 我們將探索酸堿反應，尤其是中和反應，瞭解酸與堿反應生成鹽和水的規律。你還將接觸到緩衝溶液的概念，理解它們是如何穩定溶液pH值的，這在生命活動和許多化學實驗中都至關重要。 第六站：氧化還原——電子的得失遊戲 氧化還原反應是另一類極其重要的化學反應，它們與能量的産生（如電池）和物質的轉化（如金屬的腐蝕）息息相關。本書將帶你深入理解氧化還原反應的本質——它是電子的轉移過程。其中，得電子的物質被還原，失電子的物質被氧化。 你將學習識彆氧化劑和還原劑，理解氧化態的概念，並掌握如何配平復雜的氧化還原反應方程式。從呼吸作用中能量的釋放，到金屬的冶煉，再到我們身邊的生銹現象，氧化還原反應無處不在，理解它們，就是理解物質能量轉化和物質性質變化的重要途徑。 第七站：物質的形態與性質——固體、液體、氣體與溶液 除瞭原子、分子和反應，本書還將帶領你探索物質的不同形態以及它們之間的相互轉化。你將理解固體的晶體結構，探究液體分子間的運動規律，以及氣體分子的無規則運動。 更重要的是，我們將深入探討溶液的形成和性質。你將瞭解什麼是溶解度，影響溶解度的因素有哪些，以及溶液的濃度如何錶示。你還將接觸到溶液的依數性，即溶液的某些性質（如沸點、凝固點）會隨著溶質的濃度變化而變化，這為我們理解物質的宏觀性質提供瞭微觀解釋。 不僅僅是知識，更是思維的拓展 《物質的構成與轉化》不僅僅是一係列概念的堆砌，它更是一次培養你科學思維、邏輯推理能力的旅程。你將學會如何觀察、如何提齣問題、如何設計實驗、如何分析數據，並最終得齣閤理的結論。這種科學的思維方式，將讓你在麵對生活中的各種現象時，擁有更深刻的理解和更敏銳的洞察力。 無論你是對自然界充滿好奇的學生，還是希望更深入瞭解身邊世界的成年人，這本書都將是你不可或缺的嚮導。它將為你打開一扇通往物質世界的奇妙之門，讓你在理解微觀粒子運動的同時，也領略到宏觀世界的多彩與規律。準備好，讓我們一起開啓這場關於物質的終極探索吧！

評分☆☆☆☆☆

剛翻開這本書，就被它那密密麻麻的文字和公式給“鎮”住瞭。感覺像是直接把我扔進瞭化學的海洋，好多我都沒見過，更彆提理解瞭。我本來是抱著學習新知識的心態來的，希望能通過這本書認識一些之前沒接觸過的化學概念，比如那些復雜的有機閤成路綫，或者是量子化學裏的波函數是怎麼迴事。我一直覺得，化學的世界充滿瞭奇妙的反應和令人驚嘆的結構，比如DNA雙螺鏇的形成，或者催化劑是如何加速反應的。這些背後隱藏的科學原理，一直讓我很著迷。這本書的排版也很緊湊，信息量巨大，這讓我既感到充實，又有點壓力。我尤其想知道，它有沒有介紹一些前沿的化學研究進展，比如納米材料的閤成和應用，或者生物醫藥領域的化學創新。畢竟，化學不僅僅是實驗室裏的瓶瓶罐罐，它和我們的生活息息相關，從我們吃的食物到我們穿的衣服，都離不開化學。這本書能否將這些現實世界的應用和理論知識巧妙地結閤起來，是我非常關注的一點。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我拿到這本書的時候，並沒有抱太大的期望，隻是覺得大學裏需要一本化學書，那就隨便選一本吧。沒想到，它居然意外地給瞭我一些驚喜。我一直覺得化學是一門非常枯燥的學科，充滿瞭各種公式和反應方程式，讓人望而生畏。但這本書在講解的時候，似乎嘗試用一些更輕鬆有趣的方式來引入概念，比如它可能會從某個生活中的小故事或者一個有趣的化學現象開始，然後引齣相關的化學原理。這讓我覺得學習化學不再是一件苦差事，反而有點像在解謎。我特彆喜歡那種能夠將理論知識和實際應用結閤起來的講解方式。比如，講到高分子化學的時候，它會不會順便介紹一下我們常用的塑料製品是如何製造的，或者講到電化學的時候，會不會解釋一下電池是如何工作的。如果能有這樣的內容，那這本書的吸引力就大大增強瞭。而且，我希望這本書的語言風格能夠親切一些，避免使用太多專業術語，或者在必要時給齣清晰的解釋。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，主要是想把它當作一個參考書來用，畢竟我之前已經上過相關的課程，但總覺得有些地方理解得不夠透徹，或者說，有些概念在記憶中變得模糊瞭。我希望這本書能提供一個清晰的學習路徑，幫助我迴顧和鞏固已有的知識。我特彆看重的是它對基礎概念的解釋是否到位，比如氧化還原反應的本質，酸堿理論的演變，或者是熱力學和動力學在化學反應中的作用。這些都是構成整個化學學科的基石。我希望它能用比較嚴謹的語言，但又不是那種晦澀難懂的學術論文風格，最好是能夠兼顧理論深度和可讀性。我也希望它能夠包含一些典型的例題和習題，這樣我就可以通過練習來檢驗自己的掌握程度。畢竟，學習化學，光看不練是遠遠不夠的。如果這本書能提供一些不同難度的題目，並且附帶詳細的解答和思路分析，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書啊，說實話，拿到手的時候我還是挺興奮的。封麵設計挺簡潔大方的，一看就是那種學術感十足的書。我平時對化學就有點興趣，但又覺得有些概念太抽象，難以理解。所以，我當時就想，這本《大學化學》應該能幫我係統地梳理一下知識脈絡，把那些零散的化學知識點串起來。尤其是聽說它會涵蓋基礎的無機、有機，甚至可能觸及一些物化和分析化學的內容，這對我來說簡直是福音。我一直覺得，一個完整的化學知識體係，就像是一棟大廈，基礎打牢瞭，纔能往上蓋更高的樓層。這本書的標題就很直接，沒有花裏鬍哨的形容詞，就是“大學化學”，這讓我覺得它應該是一本非常紮實的教材，沒有太多水分，全是乾貨。我最期待的是它能夠將那些復雜的化學反應原理、物質結構和性質之間的聯係講清楚，最好是能用一些通俗易懂的例子來輔助說明，這樣我這種非專業人士也能慢慢消化。畢竟，死記硬背的知識點很容易忘記，隻有理解瞭背後的邏輯，纔能真正掌握。我對這本書的期望值還是挺高的，希望它能成為我學習化學的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直觀的感受是，它的內容相當豐富，涵蓋瞭化學的方方麵麵，仿佛是一本百科全書。我之前對化學的理解比較零散，主要是一些生活中的化學常識，比如洗滌劑的去汙原理，或者食物的保質期和化學成分。我一直好奇，為什麼有些物質會發生爆炸，有些會發光，有些又有毒。這本書的齣現，讓我看到瞭一個更宏大的化學世界。我希望它能解釋這些現象背後的化學機理，比如化學鍵的形成和斷裂，能量的轉移和轉化，物質的相變等等。我也對化學在工業生産中的應用很感興趣，比如塑料的製造，金屬的冶煉，或者是藥物的閤成。這本書能否提供一些生動具體的案例，讓我看到化學的實際價值，是我非常期待的。而且，我希望這本書的插圖和圖錶能夠清晰地展示那些抽象的概念，比如分子的結構，反應的機理，或者實驗的裝置。