大學普通化學實驗（第15版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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國立臺灣大學化學係

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綜閤性材料科學導論：從基礎原理到前沿應用 本書旨在為初學者和希望係統瞭解現代材料科學的讀者提供一個全麵且深入的導論。它超越瞭傳統學科的界限，將物理學、化學和工程學的核心概念融會貫通，以理解和設計具有特定功能的材料。 第一部分：材料世界的基石 本部分著重於構成所有物質的基礎結構和性質，為後續深入探討特定材料類彆奠定堅實的理論基礎。 第一章：材料科學的範疇與曆史脈絡 材料科學並非一門孤立的學科，它是跨越基礎研究與實際工程應用的橋梁。本章將追溯材料發現與演化的關鍵裏程碑，從石器時代的燧石到現代的半導體和智能材料。我們將探討材料在人類文明進步中所扮演的核心角色，以及材料科學傢在解決能源、環境和健康等全球性挑戰中的定位。 1.1 材料科學的定義與學科交叉性 1.2 關鍵曆史轉摺點：金屬時代、陶瓷時代與聚閤物時代的興起 1.3 現代材料的分類與需求驅動力 第二章：原子結構與電子態 材料的宏觀性質直接源於其微觀的原子排列和電子行為。本章將深入剖析原子尺度的構成，這是理解化學鍵閤和晶體結構的前提。 2.1 電子排布與周期性規律：復習量子力學基礎，重點關注價電子的排布如何決定元素的化學性質和鍵閤傾嚮。 2.2 化學鍵的類型與強度：詳細比較離子鍵、共價鍵、金屬鍵和範德華力。特彆分析鍵的性質（方嚮性、極性）如何影響材料的熔點、硬度和導電性。 2.3 電子能帶理論導論：引入晶體中電子能級的概念，解釋導體、半導體和絕緣體之間電子結構的根本區彆。 第三章：晶體結構與缺陷工程 理解材料的周期性排列——晶體結構，是預測其宏觀機械性能的關鍵。本章將側重於描述如何用幾何方法描述晶體，並討論非理想狀態（缺陷）的重要性。 3.1 晶體學基礎：布拉維點陣、晶胞概念，以及常見的晶體結構（如麵心立方FCC、體心立方BCC、六方最密堆積HCP）。 3.2 晶體衍射分析：介紹X射綫衍射（XRD）的基本原理，說明如何通過衍射圖譜確定晶體結構和晶粒尺寸。 3.3 晶體缺陷的分類與影響：詳細探討點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）。重點分析位錯如何解釋金屬的塑性變形機製。 第二部分：主要材料傢族的特性與應用 本部分將材料係統劃分為四大主要類彆——金屬、陶瓷、聚閤物和復閤材料，係統性地闡述每類材料的閤成、結構-性能關係及其典型應用。 第四章：金屬材料：強度與韌性的平衡 金屬因其優異的導電性、導熱性和延展性而占據重要地位。本章聚焦於金屬的微觀結構控製如何實現宏觀性能的優化。 4.1 金屬的形變機製：從位錯運動的角度解釋冷加工和加工硬化。 4.2 相圖與熱處理基礎：介紹二元相圖（如鐵-碳係）的解讀，重點討論退火、淬火和迴火等熱處理工藝如何調控微觀組織以獲得所需硬度和韌性。 4.3 典型閤金係統：探討鋼、鋁閤金和鈦閤金在航空航天、汽車工業中的應用及其腐蝕機理。 第五章：陶瓷材料：高溫穩定與電學性能 陶瓷材料以其高硬度、耐高溫性、化學惰性和優良的電絕緣性著稱，但其固有的脆性是其主要挑戰。 5.1 陶瓷的化學鍵閤特徵：解釋陶瓷材料中離子鍵和共價鍵占主導地位的原因及其對高熔點和脆性的影響。 5.2 氧化物與非氧化物陶瓷：比較氧化鋁、二氧化矽以及碳化矽、氮化矽等結構陶瓷的製備方法和應用領域。 5.3 陶瓷的斷裂與增韌技術：分析陶瓷材料的失效模式，並介紹使用晶須增強或相變增韌來提高其抗斷裂韌性的現代策略。 第六章：聚閤物材料：柔韌性與可加工性 聚閤物，作為長鏈分子材料，是現代輕量化和功能化産品的關鍵。本章側重於高分子鏈的構象、形態以及粘彈性行為。 6.1 聚閤物的化學結構與聚閤反應：介紹加成聚閤與縮聚反應，以及分子量、分子量分布對材料性能的決定性作用。 6.2 聚閤物的微觀結構與形態：區分非晶態、半結晶態聚閤物的結構差異，並解釋結晶度對拉伸強度和透明度的影響。 6.3 粘彈性與時間-溫度等效原理：探討聚閤物的獨特時間依賴性力學響應，以及增塑劑和交聯對材料性能的調控。 第七章：復閤材料與功能材料的興起 復閤材料通過組閤不同材料的優勢，創造齣性能超越單一組分的材料體係。功能材料則側重於材料的特定物理或化學響應。 7.1 復閤材料的結構設計：分析縴維增強復閤材料（如碳縴維增強環氧樹脂）的增強機製和各嚮異性。 7.2 電子材料基礎：深入探討半導體材料的摻雜技術，以及PN結的形成和二極管、晶體管的基本工作原理。 7.3 磁性材料與能源材料概述：簡要介紹鐵磁性、抗磁性的物理來源，並對鋰離子電池中的電極材料進行初步探討。 第三部分：材料的加工、性能錶徵與可持續性 本部分將視角從材料的內在性質轉嚮其實際的製造過程、錶徵工具以及麵嚮未來的設計理念。 第八章：材料的加工與成型技術 材料的最終性能在很大程度上取決於其加工曆史。本章介紹如何將原材料轉化為可用部件的關鍵工藝。 8.1 金屬塑性加工：涵蓋鍛造、軋製和擠壓等宏觀成形過程，以及它們對金屬內部微觀組織的影響。 8.2 粉末冶金與增材製造（3D打印）：探討利用粉末在低溫下燒結成形的技術，並介紹增材製造如何改變傳統材料加工的局限性。 8.3 聚閤物加工：重點介紹注塑、擠齣和吹塑等大規模生産技術。 第九章：材料性能的錶徵方法 準確、可靠的性能測試是材料開發的核心環節。本章將介紹一套用於評估材料結構、熱學、力學和電學性質的綜閤性工具箱。 9.1 微觀結構分析：掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）的成像原理及其在缺陷分析中的應用。 9.2 熱性能測試：差示掃描量熱法（DSC）和熱重分析法（TGA）在確定聚閤物轉變溫度和熱穩定性方麵的作用。 9.3 力學性能評價：拉伸試驗、硬度測試以及動態力學分析（DMA）如何量化材料的強度、模量和粘彈性。 第十章：材料的可持續性與未來展望 麵對全球資源和環境挑戰，材料科學正轉嚮更可持續的路徑。 10.1 生命周期評估（LCA）導論：從原材料獲取到産品廢棄的整個生命周期對環境影響的評估。 10.2 材料的迴收與循環經濟：探討金屬、聚閤物和玻璃的迴收技術瓶頸與創新解決方案。 10.3 智能與仿生材料的最新進展：展望自修復材料、形狀記憶閤金和生物相容性材料在未來工程中的潛力。 本書結構嚴謹，邏輯清晰，輔以大量插圖和實例分析，旨在培養讀者運用多尺度思維來理解和解決材料相關問題的能力，是工程學、物理學、化學專業學生及相關領域工程師的理想參考讀物。

评分☆☆☆☆☆

老實說，當初我對這本實驗書的內容深度感到有些懷疑，畢竟「普通化學」的實驗範疇通常比較基礎。然而，第15版的內容廣度與深度，卻讓我大感意外。它不僅涵蓋瞭基礎的酸鹼滴定、沉澱滴定等經典實驗，還納入瞭許多與當代科學接軌的單元。舉例來說，它對於儀器分析的介紹，不再隻是停留在波長與吸光度的簡單關係，而是深入探討瞭分光光度計的儀器原理，甚至還引入瞭簡單的薄層色譜法（TLC）來分離混閤物，這已經 অনেকটা接近分析化學的門檻瞭。對於我們這些未來可能需要接觸儀器分析的學生而言，這種「超前部署」的設計實在是太貼心瞭。它讓實驗不再隻是重複教科書上百年前的實驗，而是能讓我們實際操作到一些基礎的現代化學分析技術，極大地提升瞭學習的興趣和成就感。

评分☆☆☆☆☆

這本實驗書在教學資源的整閤上，做得相當完善，幾乎可以說是一套完整的教學係統。除瞭核心的實驗步驟外，書中附帶的線上資源連結（雖然我得自己去查證書本提到的網站是否還存在，但這個概念很棒）和實驗前後的自我評量測驗，對自學與複習幫助極大。最讓我覺得實用的是，它針對不同實驗項目提供的「常見問題集錦」（FAQ）。這些問題顯然是收集瞭歷屆教學助教或資深教師的經驗，涵蓋瞭各種學生的「白癡問題」與真正的技術難題。當你在實驗中遇到問題，第一時間翻閱這裡，往往能快速找到解決方案，省去瞭嚮助教求助的尷尬或等待時間。這種以使用者為中心的設計哲學，貫穿瞭整本書的編排邏輯，讓學習過程中的挫摺感大大降低，讓人感覺這本書是真正站在學生的立場上設計齣來的，而不是一套僅供老師參考的製式化教材。

评分☆☆☆☆☆

翻閱這本教材，最讓我驚豔的是它對於「數據分析與誤差探討」這部分的著墨深度，這遠遠超齣瞭我對一般大學普通化學實驗指導書的預期。以前總覺得實驗做完、數據抄下來就沒事瞭，但這本第15版非常強調「科學思維」的養成。它不隻是給你公式套用，而是引導你去思考：為什麼我的實驗結果會與理論值有偏差？是儀器誤差？操作疏失？還是試劑純度問題？它甚至會舉齣一些實際案例，說明在不同實驗條件下，誤差可能來源的權重分配。這種引導式的提問方式，讓我從單純的「執行者」轉變為「思考者」。在寫實驗報告時，我不再隻是照抄課本上的標準答案，而是能有自己的論述基礎。對於誌在走研究路線的同學來說，這本書的這塊內容無疑是提供瞭極佳的啟濛，它教會我們的，是如何誠實地麵對實驗結果，並從中汲取教訓，這比單純學會怎麼混閤兩種化學藥劑來得有價值多瞭。

评分☆☆☆☆☆

這本《大學普通化學實驗（第15版）》的實驗手冊，對於剛從高中升上大學，麵對複雜化學實驗的新鮮人來說，簡直是一本及時雨。內容編排上，它並沒有直接塞給你一堆艱澀的理論，而是非常貼心地將實驗步驟拆解得極為細緻。我記得第一次做滴定實驗時，光是標準溶液的配製就讓我焦頭爛額，但這本書的圖文說明，從器材的清洗、藥品的精確量取，到滴定管的氣泡排除，甚至是顏色的判斷標準，都描繪得栩栩如生。特別是它提供的「安全注意事項」區塊，那種語氣不是冷冰冰的警告，而是像學長在耳邊叮嚀，讓人打從心底感到被重視。對於實驗技巧的培養，這本書可說是打下瞭非常紮實的基礎，讓我即使在麵對後續更進階的無機或有機實驗時，都能夠迅速進入狀況，不會顯得手足無措。書中對於儀器操作的詳盡解說，也間接訓練瞭我們的觀察力與耐心，這份細膩度，在坊間許多實驗指南中是很難得一見的。

评分☆☆☆☆☆

從排版和視覺設計的角度來看，這本《大學普通化學實驗（第15版）》的確是下瞭一番功夫，讓人耳目一新。它完全擺脫瞭傳統實驗書那種黑白、單調、像電話簿一樣的刻闆印象。色彩的運用非常恰當，像是特定反應的現象圖、儀器結構的剖麵圖，都使用瞭清晰且符閤標準的安全色標示，這在實際操作時能大大降低視覺混淆的機率。我特別喜歡它在每章節開頭加入的「核心概念迴顧」，用非常簡潔的圖錶方式，快速串連起課本上的理論與本次實驗的目的。這種「先溫故，再知新」的設計，非常符閤我們理工科學生快速吸收新知的需求。此外，書本的裝訂品質也令人稱讚，經常翻閱和攤平使用，書頁也不容易脫落，這對經常需要帶著實驗書在實驗室裡跑來跑去的我們來說，是非常實用的考量。總體而言，它成功地將一本嚴謹的科學工具書，轉化成瞭一本具有學習引導性的優良讀物。