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Baby Professor & 著

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齣版社： Baby Professor

ISBN：9781541910867

商品編碼：14542057984

包裝：平裝

外文名稱：Atom and Molecules - C...

齣版時間：2017-04-15

頁數：64

正文語種：英語

圖書基本信息

Atom and Molecules - Chemistry Book Grade 4 Children's Chemistry Books
作者： Baby Professor;
ISBN13： 9781541910867
類型： 平裝(簡裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 2017-04-15
齣版社： Baby Professor
頁數： 64
重量（剋）： 131
尺寸： 21.59 x 21.59 x 0.3302 cm

商品簡介

Did you know that there's a whole new world that the naked eye cannot see? If you peek into special devices, like the microscope, you will see tiny elements that make up any living or nonliving thing. Getting to the know the tiniest specks will help us to better understand the world around us. Recommended for fourth graders, here's a refreshing approach to chemistry

超越原子的邊界：探索物質的深層結構與動態 一本麵嚮未來化學傢的進階讀物 本書旨在為對化學，特彆是物質微觀結構和相互作用懷有濃厚興趣的讀者，提供一個超越基礎元素周期錶和簡單化閤物構型的深入視角。我們不局限於描述原子和分子的基本組成和靜態結構，而是將重點放在量子力學在化學現象中的核心作用，以及物質在不同尺度和能量狀態下的動態行為。 第一部分：量子力學的基石與化學的精確描述 本部分將對現代化學的數學和物理基礎進行一次徹底的梳理，確保讀者能夠建立起理解復雜分子行為所需的理論框架。 第一章：從經典到量子的飛躍 我們將從黑體輻射和光電效應的曆史迴顧開始，明確經典物理在解釋微觀現象時的局限性。重點探討普朗剋常數 ($ ext{h}$) 的引入如何徹底改變瞭我們對能量的理解。隨後，深入解析波粒二象性：德布羅意波長、電子衍射實驗的意義，以及如何將粒子概念引入到對原子軌道的描述中。 第二章：薛定諤方程的物理意義與求解 本書不會將薛定諤方程（$hat{H}psi = Epsi$）視為一個需要死記硬背的公式，而是將其視為描述係統波函數隨時間演化的基本律。我們將詳細討論哈密頓算符 ($hat{H}$) 的構造，包括動能項和勢能項的精確錶達。 定態薛定諤方程：在求解簡化模型（如無限深勢阱、諧振子）的過程中，闡釋本徵值 ($E$) 代錶的物理意義——量子化能量。 角動量與氫原子：詳細推導氫原子中電子的徑嚮和角嚮薛定諤方程的解，解釋量子數 ($n, l, m_l$) 的物理起源，並精確描繪 $s, p, d, f$ 軌道的空間分布和概率密度。 第三章：多電子體係的復雜性與近似方法 引入第二個電子後，電子間的庫侖排斥使得解析解變得不可能。本章專注於介紹現代計算化學中的關鍵近似技術： 變分原理：闡述如何通過選擇試探波函數來係統地逼近係統的真實基態能量。 平均場理論：深入探討哈特裏-福剋（Hartree-Fock, HF）方法的核心思想，包括單電子近似和自洽場（SCF）迭代過程。討論軌道（是否為物理的軌道）與電子密度之間的關係。 電子自鏇與泡利不相容原理：引入斯萊特行列式（Slater Determinant）來確保波函數的反對稱性，並解釋它如何自然地導齣泡利原理，從而指導電子在多電子原子中的排布（洪特規則的嚴格推導）。 第二部分：分子鍵閤的本質與結構動力學 在建立瞭嚴謹的量子力學基礎後，我們將視角轉嚮分子係統，探討化學鍵的起源、分子的三維結構以及這些結構如何影響宏觀性質。 第四章：鍵閤理論的進化：從價鍵到分子軌道 比較分析兩種主要的化學鍵描述框架： 價鍵理論（VB Theory）：重點解析雜化軌道的概念，它如何解釋 $ ext{CH}_4$ 的正四麵體結構、$ ext{NH}_3$ 的三角錐結構，以及多重鍵（$sigma$ 鍵與 $pi$ 鍵）的形成。討論局域鍵的局限性。 分子軌道理論（MO Theory）：係統性地構建雙原子分子（如 $ ext{H}_2^+, ext{N}_2, ext{O}_2$）的綫性組閤（LCAO-MO）方法。深入討論成鍵、反鍵和非鍵軌道，以及鍵級（Bond Order）的精確計算。 第五章：超越局域化的鍵閤模型 介紹處理復雜分子體係的先進MO方法： 群論在分子對稱性中的應用：如何使用點群理論來簡化哈密頓算符，降低計算復雜性，並預測分子振動模式和電子躍遷的允許性。 共軛體係與芳香性：運用分子軌道理論解釋苯環的穩定性和特殊反應性。討論休剋爾分子軌道（HMO）方法在預測 $pi$ 電子能量分布中的作用。 非局域電子的描述：引入分子內電荷轉移和分子間作用力（範德華力、氫鍵）的量子力學起源。 第六章：分子光譜學：從能級躍遷看結構 光譜不再僅僅是識彆官能團的工具，而是探測量子態的直接窗口。 電子光譜（UV-Vis）：詳細分析 HOMO-LUMO 躍遷（基於 FMO 理論），解釋激發態的性質和光化學反應的驅動力。 振動光譜（IR/Raman）：將分子振動模式與群論的對稱性分析相結閤，解釋拉曼散射和紅外吸收的選擇定則。 核磁共振（NMR）：從電子在原子核周圍的屏蔽效應（化學位移）的量子力學來源入手，解釋 J 耦閤常數的起源，揭示分子連接性和構象的動態信息。 第三部分：化學反應的動態過程與計算化學的未來 本部分關注反應路徑、速率決定因素以及現代計算方法如何模擬這些瞬態過程。 第七章：反應勢能麵與過渡態理論 化學反應的本質是原子核在電子勢能麵上的重新排列。 勢能麵（Potential Energy Surface, PES）：定義 PES 及其在多維空間中的拓撲結構。講解如何識彆駐點：反應物、産物和過渡態（鞍點）。 過渡態理論（TST）：深入闡述艾林（Eyring）方程和吉布斯自由能剖麵。解釋反應速率常數 ($k$) 如何與過渡態的微小結構差異相關聯。 反應路徑追蹤：介紹梯度跟隨和力場（Force Field）方法在尋找最低能量路徑（Minimum Energy Path, MEP）中的應用。 第八章：從密度泛函到更高精度的計算 超越 HF 方法的限製，探討現代計算化學工具箱中的強大技術： 密度泛函理論（DFT）：詳細討論 Kohn-Sham 方程，重點分析不同交換-關聯泛函（LDA, GGA, meta-GGA）對能量、結構和幾何優化的影響，以及泛函選擇的重要性。 後-哈特裏-福剋方法：簡要介紹耦閤簇（Coupled Cluster, CC）理論和配置相互作用（CI）方法，解釋它們如何係統地納入電子關聯效應，以實現“化學精度”。 第九章：麵嚮實際應用的分子模擬 探討如何將量子化學知識應用於更宏觀的尺度和更復雜的體係： 分子動力學（MD）：介紹牛頓運動方程在模擬液體、溶液和蛋白質摺疊中的應用。區分基於量子力學（QM/MM 雜閤方法）和基於經典力場的 MD 模擬。 材料科學中的應用前沿：簡述如何利用第一性原理計算（如平麵波基組）來預測固體材料（半導體、催化劑錶麵）的電子帶結構、晶格常數和缺陷效應。 本書結構嚴謹，內容深入，旨在培養讀者運用高階理論工具解析復雜化學問題的能力，為未來在理論化學、材料設計或藥物研發領域的研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

老實說，拿到這本化學讀物的時候，我的期望值其實是比較高的，畢竟“原子和分子”是化學的基石，任何一本試圖覆蓋這個領域的教材都承載著巨大的責任。然而，這本書給我的感覺，更像是一次精心策劃的學術漫步，而非一次急促的知識衝刺。它在概念的引入上保持瞭一種近乎哲學的剋製，不急於拋齣公式和定義，而是先花大篇幅構建一個宏觀的認識框架。比如，在探討物質的相變時，作者沒有直接跳轉到熵和吉布斯自由能的計算，而是用非常形象的比喻，描述瞭分子在不同能量狀態下的“行為模式”，這使得原本抽象的熱力學概念瞬間變得具象化瞭。我特彆欣賞它在對早期化學傢工作進行評價時的那種平衡感——既肯定瞭他們的貢獻，又不迴避他們理論中的局限性，這種批判性思維的植入，對於培養未來化學傢的獨立思考能力至關重要。當然，作為一本麵嚮特定年級的教材，它在習題設置上的難度梯度設置也值得關注。粗略看去，習題似乎從基礎鞏固到拓展思考都有覆蓋，但具體的實用效果，仍需在實際應用中檢驗。總的來說，它展現齣一種沉穩的、注重底層邏輯構建的教學哲學，這點在我看來是極為寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的整體感覺是“紮實而不失靈動”，它成功地在保持學術準確性的同時，極大地降低瞭學習化學的心理門檻。與其他教材相比，它在概念的層次劃分上做得更為細膩，總能找到最閤適的切入點來介紹一個新的復雜概念。比如，在討論離子化閤物的形成時，它不僅僅停留在電荷得失的層麵，而是引入瞭晶格能的初步概念，這為學生在後續學習晶體結構和溶解度時打下瞭堅實的能量基礎。這種“前瞻性”的知識布局，體現瞭編者深厚的教學經驗。此外，書中對於現代化學前沿話題的引用也十分到位，它並非簡單地羅列最新的研究成果，而是會解釋這些成果如何從書中所講的基本原理中延伸齣來，從而激發讀者的好奇心和探索欲。雖然我尚未完成對全書的閱讀，但僅從其清晰的章節邏輯和對概念間相互關係的精妙編織來看，這本書無疑在現有市場上占據瞭一個非常有利的位置。它不僅僅是一本傳授知識的書，更像是一位經驗豐富的導師，引導你一步步領悟化學世界的規律。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深教育工作者，我通常對市麵上層齣不窮的新版教材持保留態度，因為很多時候不過是舊瓶裝新酒，換個封麵而已。但是，這本關於原子與分子理論的書籍，在細節處理上體現齣令人驚喜的創新。它的語言風格非常注重與讀者的“對話感”，行文間充滿瞭鼓勵和引導，完全不像一些教科書那樣高高在上。例如，在解釋分子軌道理論時，它並沒有采用那種教科書式的僵硬繪圖，而是引入瞭一段關於電子雲概率分布的動態描述（盡管我是在紙質版上閱讀，但文字描述依然生動），讓人感覺到電子的運動是連續且有規律的，而不是孤立的粒子。此外，該書在化學史的穿插運用上也頗有新意，它沒有把曆史當作獨立的章節，而是將關鍵的曆史轉摺點巧妙地融入到理論發展的脈絡中，讓讀者理解“為什麼當時人們會那樣思考”。這種將曆史、哲學與科學知識融為一體的處理方式，無疑提升瞭整本書的文化厚度和閱讀體驗。如果後續的實驗操作指南部分也能保持這種嚴謹與活潑並存的風格，那麼它將成為一本極具影響力的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和視覺設計無疑是它的一大亮點，它成功地打破瞭傳統化學書給人的沉悶印象。大量使用高質量的插圖和信息圖錶，使得那些原本需要耗費大量心力去想象的微觀結構，變得一目瞭然。特彆是在處理周期性趨勢和電子排布時，色彩編碼的使用非常有效，不同能級的電子被賦予瞭明確的視覺區分，這對於視覺學習者簡直是福音。然而，這種對視覺效果的強調並未以犧牲內容的深度為代價。我注意到，在講解化學計量學時，作者非常細緻地分解瞭從文字描述到符號錶示的每一步邏輯推導，沒有遺漏任何可能導緻誤解的細微之處。這種精雕細琢的態度，錶明編者對目標讀者的認知水平有著深刻的理解，知道在哪裏需要放慢速度，在哪裏可以適當加速。當然，對於那些已經非常熟悉基礎概念的進階學習者來說，開篇的部分可能會顯得略微冗長，但從整體培養體係的角度來看，這種詳盡的基礎奠定是非常必要的投資。我期待它在處理有機化學導論部分時，能否繼續保持這種結構清晰、邏輯嚴密的風格。

評分☆☆☆☆☆

這本新近問世的關於原子和分子的化學教材，在初次翻閱時便給我留下瞭深刻的印象。從裝幀設計上看，它顯然是走瞭一條既傳統又不失現代感的路綫，封麵色彩沉穩，字體選擇大氣，很容易讓人聯想到嚴謹的學術氛圍。雖然我手頭的版本尚未完全研讀，但僅僅是瀏覽其目錄和前幾章的導論部分，便能感受到編著者在內容組織上的匠心獨運。它似乎摒棄瞭那種堆砌概念的枯燥模式，而是嘗試以一種更具敘事性的方式，將復雜的化學原理嵌入到日常生活的實例中去，這一點對於初學者來說無疑是極大的福音。例如，它在介紹原子結構時，不僅僅是簡單地羅列質子、中子和電子的數目，而是巧妙地引入瞭曆史上的關鍵實驗——布拉德福德的經典實驗片段，讓讀者仿佛置身於科學發現的第一綫，這極大地增強瞭學習的代入感和趣味性。整體的排版清晰流暢，圖錶的質量也屬上乘，色彩搭配既悅目又不乾擾核心信息的傳達，這一點對於需要長時間閱讀化學圖錶的學生來說，是非常重要的考量因素。我個人尤其期待後續章節對化學鍵閤的深入剖析，希望它能以同樣富有洞察力的方式，揭示分子間作用力的微妙奧秘。總體而言，初步印象是非常積極的，它似乎為我們提供瞭一個既紮實又引人入勝的學習工具。