現代基礎化學（第三版）

簡介

《現代基礎化學》第三版，是面向21世紀工科化學系列課程改革的成果，是以物理化學為樞紐的兩段式教學改革的第一輪，它跳出傳統工科大一化學教材的框架，成為我國第一套全彩色大學教科書，從內容到面貌煥然一新。2004年《現代基礎化學》第二版問世，在第一版的基礎上，理清微觀物質結構理論與巨觀熱力學原理的內在聯繫，以及熱力學在四大平衡體系中的套用，進而強調結構與物質性質的內在聯繫和化學變化規律的關聯，使課程脈絡更加清晰。同時請專家撰文，放眼21世紀闡述化學在新科技領域中的作用以拓展視野。
《現代基礎化學》第三版，在第二版基礎上，保留體系改革，合理構思、科學論證、概念嚴謹、圖文並茂等特點外，經12年教學實踐，在師生中調研、分析總結，確定本教材的特色為：削枝強幹、夯實基礎；化解難點、便教易學；突出現代、科技展新。

圖書前言

人類已進入21世紀，高科技在各大領域飛速發展，其間化學展顯巨大的支撐和促進作用。本教材緊跟科技發展與時俱進並堅持教改創新，更明確加強化學基礎的重要性。
1削枝強幹、夯實基礎
教改創新必須擺正《現代基礎化學》在工科化學系列課程中的地位，把相應必備的化學基礎加以夯實，同時為後續課程提供較寬廣的基礎。為此需梳理本課程內容，抓住主線，避免課程間不必要的重複及不宜大一化學掌握的過深內容，加以削枝強幹、確保基礎。
眾所周知，現代化學已進入分子水平的前沿，原子、分子是組成物質及紛繁複雜化學變化的本質和核心，對它們的內部結構應有基本的認識，但不宜寬深，在修訂中認真抉擇。如原子核外電子運動的狀況著重電子云的角度分布，因為它對化學鍵的形成和分子構型都很重要，所以刪去電子云的徑向分布及相關的描述；對分子軌道理論只需基本的認識，著重處理雙原子分子而刪去多原子分子；固體結構僅介紹布拉維晶格中最常見的4種而不是面面俱到的14種；對玻璃只介紹其結構本質，刪去尚未定論的玻璃結構理論等等。
抓住熱力學定律中最基本的概念，淡化導出過程，疏通與後續物理化學的接口，避免了課程間不必要的重複。例如，有關生成焓和燃燒焓著重說明概念，不以計算為重點；刪去熱容及有關變溫過程的計算。對於熱力學第二定律重點給予兩種表述，刪去理想熱機與卡諾定理，直接給出克勞修斯不等式，除去了較複雜的演繹過程。刪除化學反應機理，將質量作用定律和基元反應併入濃度對化學反應速率影響之中。在電化學中不再描述電解質溶液的導電機理，只是指出要點等等。經此大的修改，既簡明扼要又與物理化學銜接得更加順暢，切實鋪墊了基礎。設定了台階，經修訂加強熱力學基本原理在化學平衡、離子平衡、氧化還原平衡和配位平衡中的套用，使之更加合理，為後續分析化學、有機化學、物理化學等各課打下較為寬廣的化學理論基礎。
對於元素化合物的認知，同樣是削枝強幹，少而精達到博而通。經元素及其化合物的內在結構與其外顯性質聯繫起來，運用熱力學原理理解元素及其化合物的變化規律。又著力剖析幾個典型元素及其化合物，以物質結構理論和熱力學原理為指導，進一步掌握其酸鹼性、氧化還原性和配位性的變化規律，具有分析判別反應產物的基本方法，因為這三個性質是所有元素及其化合物都具有的基本性質，掌握了規律和方法，就能達到舉一反三，具有自學獲取其他更多元素及其相關化合物知識的能力。
關於化學與環境、材料、信息、能源、生命等各章並非本教材的基本主線，僅為輔助內容，藉以深化理論聯繫實際，了解化學與國民經濟發展各關鍵學科領域的關聯，從而拓展學生的視野。
2化解難點，便教易學
五彩繽紛，紛繁複雜的世界都是由原子和分子構築而成，本教材一開始抓住核心，從微觀結構理論入手，起點高，比較抽象難懂，又物質巨觀變化的重要規律熱力學原理，按課程地位和要求，需基本認識並與後續物理化學課程相連線，但涉及微積分概念較多，學生大一入學不久，數學準備不足，難以接受。為此化解難點和降低抽象度成為第三版教材修訂時的努力目標。
例如原子結構中現代量子力學模型必涉及薛丁格方程，這是一個二階偏微分方程，雖然並不展開，但針對數學符號的說明就讓學生煩難，其實該方程中除偏導數項外，其餘各項均直觀易懂，為此就用拉普拉斯算符頂替該項，並通過注釋說明一下算符的意義，從而降低了接受的難度。對看不見摸不著的原子、分子用掃描隧道電子顯微鏡（SMT）所得的三維彩色原子和分子圖像進行說明，也降低了抽象度。對於分子晶體，廢除蒽分子晶體而用熟知的CO2（乾冰）為例。從分子內部結構了解化合物特性中刪去套用分子軌道理論討論結構，而是用雜化軌道理論，降低了難度等等。
在熱力學原理部分儘量去除微積分概念，化解和避開難點。如取消體積功積分定義以加和代之，對可逆過程的描述運用極限概念。對熱力學第二定律去除演繹過程中較複雜的微積分概念，只用文字表述。關於化學反應速率定義以極限代替微積分；對反應進度的概念也去除了微積分的描述，運用極限概念。
綜上所述，本版儘量從學生實際出發，降低抽象度和難度，使理論概念不失嚴謹，更為自然而適度，從而便教易學。
3突出現代，科技展新
追蹤現代科技、與時俱進是編寫教材、培養科技人才之必需，為此在各章中新增反映最新成就的內容。如原子的電子結構中對近年合成的新元素的結構和命名均有全面的陳述。又NO2可低溫聚合成氣態無色的N2O4，現更介紹它與綠色液態的N2O4一起作為星箭燃料的氧化劑。又稀土元素釔（Y）、釹（Nd）、釤（Sm）等化合物均為超導材料的基本成分，我國已研製成SmBCO世界最大體積的高溫超導單晶體。又最新非晶矽薄膜材料用於太陽能發電以及太陽能電池在中國航天飛船“神七”及太空漫步中的套用等等。
對於原子核內部，本教材也有基本的闡述，此次修訂著重核化學在合成新元素和核能利用的新成就方面，例如加強人工核反應與合成新元素的方法和作用；對新元素合成概況用表格集中體現出最新成果。核能利用除介紹傳統控制棒反應堆，又介紹最新發展的第四代球狀高溫氣冷核反應堆，以及其中關鍵的膠黏劑“核純樹脂”已經由我國自主開發成功並批量生產。全書合理處理經典與現代化學新進展的關係。
本版教材中還重視中國和華裔科學家在當代高科技發展中的貢獻，並且縮減篇幅約1/6。
此外儘可能採用新版手冊的數據，如選用DavidRLide，CRCHandbookofChemistryandPhysics89thed，ChemicalRubberPublishingCompangPress，2008；JohnADean，Lange’sHandbookofChemistry15thed，McGrawHill，INC2005元素周期表根據IUPACCAWIA2008年1月提供的五位有效數字，相對原子質量數據及2009年6月IUPAC命名107～111新元素和中國全國科技名詞委給出的中文定名。112號新元素也於2009年6月確認，尚待IUPAC正式認可。
本教材修訂者為朱裕貞教授（前言，第1，3，12，13，14，18，21章），顧達教授（第2，4，11，15，16，17，19章，數據、附錄、索引等），黑恩成教授（第5，6，7，8，9，10章），歐伶教授（第20章）。全書由朱裕貞教授統稿。
《現代基礎化學》第三版由東華大學鄭利民教授審稿，謹此深切道謝。
本教材適用於化工類、製藥類、材料類、環境與安全類、輕工紡織與食品類、生物工程類等專業。在使用本教材時，可以根據不同的學科和專業對化學基礎的不同要求，針對學習本課程學生的實際情況，有選擇地取捨內容，以便切實為學生打好化學基礎，並對後續課程的學習和未來化學科技的發展產生深究和求知的欲望。

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