描述
开 本: 16开纸 张: 纯质纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111713500丛书名: “十三五”国家重点出版物出版规划项目 名校名家基础学科系列
内容简介
本书入选“十三五”国家重点出版物出版规划项目，属于《化学：中心科学》套书（共三册）中的第三册，主要介绍化学应用方面的内容。其他两册为《化学：中心科学—物质结构篇》和《化学：中心科学—化学平衡篇》。本书英文版原书于1977年首次出版，在国外畅销多年，目前的第14版为原书新版。
本书内容包括第18章环境化学、第19章化学热力学、第20章电化学、第21章核化学、第22章非金属化学、第23章过渡金属配位化学、第24章生命化学：有机化学和生物化学，共7章。本书架构新颖，结构完整，按照环境化学、化学热力学、电化学、核化学、非金属化学、过渡金属配位化学和生命化学：有机化学和生物化学等顺序安排章节，向读者介绍了化学在整个自然科学与人类社会生活中的中心地位。
本书可作为我国化学通识教育的教材，也可作为相关研究人员的参考书。
Authorized translation from the English language edition, entitled Chemistry：The Central Science, 14th Edition, 9780134414232 by Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward, Matthew W. Stoltzfus, Michael W. Lufaso published by Pearson Education, Inc, publishing as Prentice Hall, Copyright?2018 by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc.
All rights reserved. This edition is authorized for sale and distribution in the People’s Republic of China (excluding Hong Kong SAR, Macao SAR and Taiwan). No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education Limited.
Chinese simplified language edition published by China Machine Press, Copyright ? 2023.
本书中文简体字版由 Pearson Education Limited（培生教育出版集团）授权机械工业出版社在中国大陆地区（不包括香港、澳门特别行政区及台湾地区）独家出版发行。未经出版者书面许可，不得以任何方式抄袭、复制或节录本书中的任何部分。
本书封底贴有Pearson Education（培生教育出版集团）激光防伪标签。无标签者不得销售。
北京市版权局著作权合同登记号：图字 01-2018-4061
本书内容包括第18章环境化学、第19章化学热力学、第20章电化学、第21章核化学、第22章非金属化学、第23章过渡金属配位化学、第24章生命化学：有机化学和生物化学，共7章。本书架构新颖，结构完整，按照环境化学、化学热力学、电化学、核化学、非金属化学、过渡金属配位化学和生命化学：有机化学和生物化学等顺序安排章节，向读者介绍了化学在整个自然科学与人类社会生活中的中心地位。
本书可作为我国化学通识教育的教材，也可作为相关研究人员的参考书。
Authorized translation from the English language edition, entitled Chemistry：The Central Science, 14th Edition, 9780134414232 by Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward, Matthew W. Stoltzfus, Michael W. Lufaso published by Pearson Education, Inc, publishing as Prentice Hall, Copyright?2018 by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc.
All rights reserved. This edition is authorized for sale and distribution in the People’s Republic of China (excluding Hong Kong SAR, Macao SAR and Taiwan). No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education Limited.
Chinese simplified language edition published by China Machine Press, Copyright ? 2023.
本书中文简体字版由 Pearson Education Limited（培生教育出版集团）授权机械工业出版社在中国大陆地区（不包括香港、澳门特别行政区及台湾地区）独家出版发行。未经出版者书面许可，不得以任何方式抄袭、复制或节录本书中的任何部分。
本书封底贴有Pearson Education（培生教育出版集团）激光防伪标签。无标签者不得销售。
北京市版权局著作权合同登记号：图字 01-2018-4061
目 录
目 录
译者的话
前言
第18章 环境化学 1
18.1 地球的大气圈 2
18.2 人类活动与地球大气圈 8
18.3 水圈 18
18.4 人类活动与水质 21
18.5 绿色化学 26
本章小结和关键术语 31
本章练习 32
第19章 化学热力学 41
19.1 自发过程 42
19.2 熵与热力学第二定律 46
19.3 熵的分子解释与热力学第三定律 49
19.4 化学反应的熵变 56
19.5 吉布斯自由能 59
19.6 自由能与温度 64
19.7 自由能与平衡常数 66
本章小结和关键术语 70
本章练习 72
第20章 电化学 83
20.1 氧化态和氧化还原反应 84
20.2 配平氧化还原反应方程式 86
20.3 伏打电池 91
20.4 标准条件下的电池电动势 94
20.5 自由能和氧化还原反应 102
20.6 非标准条件下的电池电动势 105
20.7 蓄电池和燃料电池 111
20.8 腐蚀 116
20.9 电解 118
本章小结和关键术语 123
本章练习 124
第21章 核化学 135
21.1 放射性和核方程式 136
21.2 核稳定模式 139
21.3 核嬗变 143
21.4 放射性衰变速率 146
21.5 放射性检测 151
21.6 核反应中的能量变化 153
21.7 核能：裂变 156
21.8 核能：聚变 162
21.9 环境和生命系统中的辐射 164
本章小结和关键术语 167
本章练习 169
第22章 非金属化学 177
22.1 周期性变化规律和化学反应 178
22.2 氢 180
22.3 8A族：惰性气体 184
22.4 7A族：卤素 186
22.5 氧 189
22.6 其他6A族元素：S、Se、Te和Po 192
22.7 氮 196
22.8 其他5A族元素：P、As、Sb和Bi 199
22.9 碳 203
22.10 其他4A族元素：Si、Ge、Sn和Pb 206
22.11 硼 210
本章小结和关键术语 212
本章练习 213
第23章 过渡金属配位化学 221
23.1 过渡金属 222
23.2 过渡金属配合物 226
23.3 配位化学中常见的配体 231
23.4 配位化学中的命名和异构现象 237
23.5 配位化学中的颜色和磁性 243
23.6 晶体场理论 245
本章小结和关键术语 255
本章练习 256
第24章 生命化学：有机化学和
生物化学 265
24.1 有机分子的一般特性 266
24.2 碳氢化合物简介 268
24.3 烯烃、炔烃和芳香烃 275
24.4 有机官能团 282
24.5 有机化学中的手性 289
24.6 生物化学简介 291
24.7 蛋白质 291
24.8 碳水化合物 296
24.9 脂质 299
24.10 核酸 301
本章小结和关键术语 305
本章练习 306
附录A 数学运算 314
A.1 科学计数法 314
A.2 对数 316
A.3 一元二次方程 318
A.4 图表 318
A.5 标准偏差 319
附录B 水的性质 321
附录C 298.15K（25℃）下常见物质的热力学常数 322
附录D 水的平衡常数 326
附录E 25℃下标准还原电位 328
部分练习答案 330
部分想一想答案 341
部分图例解析答案 343
部分实例解析答案 345
译者的话
前言
第18章 环境化学 1
18.1 地球的大气圈 2
18.2 人类活动与地球大气圈 8
18.3 水圈 18
18.4 人类活动与水质 21
18.5 绿色化学 26
本章小结和关键术语 31
本章练习 32
第19章 化学热力学 41
19.1 自发过程 42
19.2 熵与热力学第二定律 46
19.3 熵的分子解释与热力学第三定律 49
19.4 化学反应的熵变 56
19.5 吉布斯自由能 59
19.6 自由能与温度 64
19.7 自由能与平衡常数 66
本章小结和关键术语 70
本章练习 72
第20章 电化学 83
20.1 氧化态和氧化还原反应 84
20.2 配平氧化还原反应方程式 86
20.3 伏打电池 91
20.4 标准条件下的电池电动势 94
20.5 自由能和氧化还原反应 102
20.6 非标准条件下的电池电动势 105
20.7 蓄电池和燃料电池 111
20.8 腐蚀 116
20.9 电解 118
本章小结和关键术语 123
本章练习 124
第21章 核化学 135
21.1 放射性和核方程式 136
21.2 核稳定模式 139
21.3 核嬗变 143
21.4 放射性衰变速率 146
21.5 放射性检测 151
21.6 核反应中的能量变化 153
21.7 核能：裂变 156
21.8 核能：聚变 162
21.9 环境和生命系统中的辐射 164
本章小结和关键术语 167
本章练习 169
第22章 非金属化学 177
22.1 周期性变化规律和化学反应 178
22.2 氢 180
22.3 8A族：惰性气体 184
22.4 7A族：卤素 186
22.5 氧 189
22.6 其他6A族元素：S、Se、Te和Po 192
22.7 氮 196
22.8 其他5A族元素：P、As、Sb和Bi 199
22.9 碳 203
22.10 其他4A族元素：Si、Ge、Sn和Pb 206
22.11 硼 210
本章小结和关键术语 212
本章练习 213
第23章 过渡金属配位化学 221
23.1 过渡金属 222
23.2 过渡金属配合物 226
23.3 配位化学中常见的配体 231
23.4 配位化学中的命名和异构现象 237
23.5 配位化学中的颜色和磁性 243
23.6 晶体场理论 245
本章小结和关键术语 255
本章练习 256
第24章 生命化学：有机化学和
生物化学 265
24.1 有机分子的一般特性 266
24.2 碳氢化合物简介 268
24.3 烯烃、炔烃和芳香烃 275
24.4 有机官能团 282
24.5 有机化学中的手性 289
24.6 生物化学简介 291
24.7 蛋白质 291
24.8 碳水化合物 296
24.9 脂质 299
24.10 核酸 301
本章小结和关键术语 305
本章练习 306
附录A 数学运算 314
A.1 科学计数法 314
A.2 对数 316
A.3 一元二次方程 318
A.4 图表 318
A.5 标准偏差 319
附录B 水的性质 321
附录C 298.15K（25℃）下常见物质的热力学常数 322
附录D 水的平衡常数 326
附录E 25℃下标准还原电位 328
部分练习答案 330
部分想一想答案 341
部分图例解析答案 343
部分实例解析答案 345
前 言
前 言
致教师
本书的理念
我们是《化学：中心科学》的作者。对于您选择本书作为您的普通化学课的教学伙伴，我们感到非常高兴和荣幸。我们已经为多届学生教授过普通化学课程，因此我们了解为如此多的学生上课所面临的挑战和机遇。同时，我们也是活跃的科学研究人员，对于化学科学的学习和发现都富有兴趣。作为共同作者，我们各自所独有的、广泛的经验构成了密切协作的基础。在编写本书时，我们的重点是面向学生。我们努力确保全书内容不仅是准确的、新的，而且是清晰的、可读的，并且努力传播化学的广泛应用以及科学家在做出有助于我们理解真实世界的新发现时所经历的兴奋的过程。我们希望学生明白，化学不是一个独立于现代生活诸多方面的专业知识体系，而是可再生能源、环境可持续性和人类健康提升等一系列社会问题解决方案的核心。
本书第14版的出版可以看作是一个教科书保持长期更新的成功案例。我们感谢广大读者多年以来对本书的信任与支持，并努力使每一个新版本更加具有新颖性。在每一个新版本的编写过程中，我们都会再次进行深入地思考，问自己一些深刻的问题，而这些问题是我们在进行写作前必须回答的。进行新版本写作的必要性是什么？不仅在化学教育方面，而且在整个科学教育领域和我们所教授的学生的素质方面有了哪些新的变化？我们如何帮助您的学生不仅学习化学原理，而且乐意成为更像化学家的批判性思考者？上述问题的答案只有部分源自不断变化的化学本身。许多新技术的引入已经改变了各个层次科学教育的面貌。互联网在获取信息和展示学习内容方面的应用，深刻地改变了作为学生学习工具之一的教科书的作用。作为作者，我们面临的挑战是如何保持书籍作为化学知识和实践的主要来源，同时将其与新技术带来的新的学习方式相结合。这个版本中融入了许多新的计算机技术，包括使用一个基于云的主动学习分析和评估系统Learning
CatalyticsTM，以及基于网络的工具如MasteringChemistryTM。经过不断完善与发展，MasteringChemistryTM目前可以更有效地测试和评估学生的表现，同时给予学生即时和有益的反馈。
MasteringChemistryTM不仅提供基于问题的反馈，而且使用Knewton增强的自适应后续作业和动态学习模块，现在可以不断地适应每个学生，提供个性化的学习体验。
作为作者，我们希望本书能够成为学生重要的、不可缺少的学习工具。无论是以纸质书还是以电子书形式，它都可以随身携带并随时使用。本书是学生在课堂之外获取知识、发展技能、学习参考和准备考试等信息的佳载体，比其他任何工具书都能更有效地为具有化学兴趣的学生提供现代化学的知识脉络和应用领域，并为更高级的化学课程做准备。
如果一本书可以有效地支持身为教师的您，那么它必须是针对学生而写作的。在本书中，我们已经尽大努力确保写作风格清晰并有趣，确保本书具有足够的吸引力而且更加图文并茂。本书为学生提供了大量的学习辅助内容，包括精心安排的解题思路与过程。我们希望广大读者可以从内容安排、例题的选择以及所采用的学习辅助和激励内容中看出我们作为教师所积累的经验。我们相信，当学生看到化学对他们自己的学习目标和兴趣的重要性时，他们会更加热爱学习化学，因此我们在本书中强化了化学在日常生活中的许多重要应用的介绍。我们希望您能充分利用这些材料。
作为作者，我们的理念是书中的文字内容和支持其使用的补充资料必须与身为教师的您一道协同工作。一本教材只有在得到教师认可的情况下才会对学生有用。本书具有帮助学生学习的功能，可以指导他们理解概念和提高解题技能。本书内容极为丰富，学生很难在一年的课程时间内学习掌握全部内容。您的指导将是本书的佳使用指南。只有在您的积极帮助下，学生们才能有效地利用本书及其补充材料。诚然，学生们关心成绩，但是如果在学习中得到鼓励，他们也会对化学这门科学感兴趣并关注所学到的知识。建议您在教学中强调本书的特色内容，以提高学生对化学的兴趣，如章节中的“化学应用”和“化学与生活”这两部分内容，展示了化学如何影响现代生活及其与健康和生命过程的关系。此外，建议您在教学中强化概念理解并降低简单操作和计算解题等内容的教学重要性，鼓励学生使用丰富的在线资源。
本书的架构与内容
本书前五章主要对化学进行了宏观的、现象层面的概述，所介绍的基本概念如命名法、化学计量法和热化学等，都是在进行普通化学实验前所必须掌握的背景知识。我们认为在普通化学课程的早期介绍热化学是可行的，因为我们对化学过程的理解很多是基于能量变化的。本书在热化学一章中加入键焓，旨在强调物质的宏观特性与原子和化学键层面的亚微观世界之间的联系。我们相信本书已经为普通化学课程中的热力学教学提供了一个有效的、平衡的方法，同时也向学生介绍了一些涉及能源生产和消费等全球性问题的内容。在非常高的水平上向学生教授非常多的内容，同时还要求这个过程越简单越好，行走在这两者之间的狭窄道路上并非一件易事。本书从头至尾都贯彻如下的理念：重点在于传授对概念的理解，而不是让学生只学会如何把数字代进方程里。
接下来的四章（第6章
致教师
本书的理念
我们是《化学：中心科学》的作者。对于您选择本书作为您的普通化学课的教学伙伴，我们感到非常高兴和荣幸。我们已经为多届学生教授过普通化学课程，因此我们了解为如此多的学生上课所面临的挑战和机遇。同时，我们也是活跃的科学研究人员，对于化学科学的学习和发现都富有兴趣。作为共同作者，我们各自所独有的、广泛的经验构成了密切协作的基础。在编写本书时，我们的重点是面向学生。我们努力确保全书内容不仅是准确的、新的，而且是清晰的、可读的，并且努力传播化学的广泛应用以及科学家在做出有助于我们理解真实世界的新发现时所经历的兴奋的过程。我们希望学生明白，化学不是一个独立于现代生活诸多方面的专业知识体系，而是可再生能源、环境可持续性和人类健康提升等一系列社会问题解决方案的核心。
本书第14版的出版可以看作是一个教科书保持长期更新的成功案例。我们感谢广大读者多年以来对本书的信任与支持，并努力使每一个新版本更加具有新颖性。在每一个新版本的编写过程中，我们都会再次进行深入地思考，问自己一些深刻的问题，而这些问题是我们在进行写作前必须回答的。进行新版本写作的必要性是什么？不仅在化学教育方面，而且在整个科学教育领域和我们所教授的学生的素质方面有了哪些新的变化？我们如何帮助您的学生不仅学习化学原理，而且乐意成为更像化学家的批判性思考者？上述问题的答案只有部分源自不断变化的化学本身。许多新技术的引入已经改变了各个层次科学教育的面貌。互联网在获取信息和展示学习内容方面的应用，深刻地改变了作为学生学习工具之一的教科书的作用。作为作者，我们面临的挑战是如何保持书籍作为化学知识和实践的主要来源，同时将其与新技术带来的新的学习方式相结合。这个版本中融入了许多新的计算机技术，包括使用一个基于云的主动学习分析和评估系统Learning
CatalyticsTM，以及基于网络的工具如MasteringChemistryTM。经过不断完善与发展，MasteringChemistryTM目前可以更有效地测试和评估学生的表现，同时给予学生即时和有益的反馈。
MasteringChemistryTM不仅提供基于问题的反馈，而且使用Knewton增强的自适应后续作业和动态学习模块，现在可以不断地适应每个学生，提供个性化的学习体验。
作为作者，我们希望本书能够成为学生重要的、不可缺少的学习工具。无论是以纸质书还是以电子书形式，它都可以随身携带并随时使用。本书是学生在课堂之外获取知识、发展技能、学习参考和准备考试等信息的佳载体，比其他任何工具书都能更有效地为具有化学兴趣的学生提供现代化学的知识脉络和应用领域，并为更高级的化学课程做准备。
如果一本书可以有效地支持身为教师的您，那么它必须是针对学生而写作的。在本书中，我们已经尽大努力确保写作风格清晰并有趣，确保本书具有足够的吸引力而且更加图文并茂。本书为学生提供了大量的学习辅助内容，包括精心安排的解题思路与过程。我们希望广大读者可以从内容安排、例题的选择以及所采用的学习辅助和激励内容中看出我们作为教师所积累的经验。我们相信，当学生看到化学对他们自己的学习目标和兴趣的重要性时，他们会更加热爱学习化学，因此我们在本书中强化了化学在日常生活中的许多重要应用的介绍。我们希望您能充分利用这些材料。
作为作者，我们的理念是书中的文字内容和支持其使用的补充资料必须与身为教师的您一道协同工作。一本教材只有在得到教师认可的情况下才会对学生有用。本书具有帮助学生学习的功能，可以指导他们理解概念和提高解题技能。本书内容极为丰富，学生很难在一年的课程时间内学习掌握全部内容。您的指导将是本书的佳使用指南。只有在您的积极帮助下，学生们才能有效地利用本书及其补充材料。诚然，学生们关心成绩，但是如果在学习中得到鼓励，他们也会对化学这门科学感兴趣并关注所学到的知识。建议您在教学中强调本书的特色内容，以提高学生对化学的兴趣，如章节中的“化学应用”和“化学与生活”这两部分内容，展示了化学如何影响现代生活及其与健康和生命过程的关系。此外，建议您在教学中强化概念理解并降低简单操作和计算解题等内容的教学重要性，鼓励学生使用丰富的在线资源。
本书的架构与内容
本书前五章主要对化学进行了宏观的、现象层面的概述，所介绍的基本概念如命名法、化学计量法和热化学等，都是在进行普通化学实验前所必须掌握的背景知识。我们认为在普通化学课程的早期介绍热化学是可行的，因为我们对化学过程的理解很多是基于能量变化的。本书在热化学一章中加入键焓，旨在强调物质的宏观特性与原子和化学键层面的亚微观世界之间的联系。我们相信本书已经为普通化学课程中的热力学教学提供了一个有效的、平衡的方法，同时也向学生介绍了一些涉及能源生产和消费等全球性问题的内容。在非常高的水平上向学生教授非常多的内容，同时还要求这个过程越简单越好，行走在这两者之间的狭窄道路上并非一件易事。本书从头至尾都贯彻如下的理念：重点在于传授对概念的理解，而不是让学生只学会如何把数字代进方程里。
接下来的四章（第6章
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