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商品編號: DCD1808
商品名稱: 圖解量子化學:一本讀懂橫跨所有化學領域的學問 出版公司:台灣東販 作者:齋藤勝裕 類型:科學-化學 EPUB電子書 繁體中文版
語系版本: EPUB電子書 繁體中文版
運行平台: EPUB電子書,沒有任何平台限制,終身使用
更新日期: 2025-09-01
光碟片數: 1片CD光碟
銷售價格: $100元
熱門標籤: 圖解量子化學  台灣東販  齋藤勝裕  科學  化學 

圖解量子化學:一本讀懂橫跨所有化學領域的學問 出版公司:台灣東販 作者:齋藤勝裕 類型:科學-化學 EPUB電子書 繁體中文版

圖片說明:

圖解量子化學:一本讀懂橫跨所有化學領域的學問 出版公司:台灣東販 作者:齋藤勝裕 類型:科學-化學 EPUB電子書 繁體中文版
內容說明:


商品資料
作者:齋藤勝裕 、譯者:陳朕疆
出版社:台灣東販股份有限公司
出版日期:2021-06-28
課程類型:科學>化學
ISBN/ISSN:9786263046535

內容簡介
量子化學橫跨所有化學領域
可說是化學根本的學問


化學底下可再分成有機化學、無機化學、高分子化學、生物化學、分析化學等多個子領域。
而量子化學則是一門橫跨所有化學領域,可說是化學根本的學問。
將「量子力學」的原理運用在化學上,就是所謂的「量子化學」,
可說明原子與電子的行為,以及分子結構、物理性質、反應性等等。
本書將用直觀的方式,簡單說明這門學問的內容。

化學不是只有實驗,某些化學領域僅在腦中思考理論,「量子化學」就是其中之一。
說到化學的理論,一般人可能會有種「一堆數學式」的印象,但量子化學並非如此。
量子化學是一門「透過圖形思考的理論」。
化學反應中,分子會分解、融合,或者扭曲變形。
看著圖中分子形狀的改變,一邊畫圖一邊思考,這就是量子化學。
要不要試試看呢?歡迎進入量子化學的世界。

作者簡介:

齋藤勝裕
1945年5月3日出生。1974年日本東北大學研究所理學研究科博士課程修畢,現為名古屋工業大學名譽教授。理學博士。專業領域包含有機化學、物理化學、光化學、超分子化學。主要著作有《?????化?????》全18冊(講談社)、《???化?????》全16冊(東京化學同人)、《???×????! 化?????》全14冊(OHM社)、《???????有機化?》《毒?科?》(以上,SB Creative)、《「?酵」????一冊????????》、《「食品?科?」?一冊????????》、《元素?????化?????》(以上,Beret出版);中文版著作有《科學料理:從加工、加熱、調味到保存的美味機制》(世茂)等。



章節試閱
前言

人類的歷史從石器時代開始,經歷了青銅器時代、鐵器時代後,才到了現代。青銅與鐵都是金屬,銅與錫混合後可製成青銅;鐵礦石是鐵的氧化物,還原後可得到金屬鐵,這些都是化學反應,要是沒有化學知識就無法製造出這些東西。

人類從文明早期開始,就已在研究化學知識。中世紀時盛行的鍊金術也是如此。提到鍊金術,可能會讓人想到神秘的魔法,不過認真做研究的鍊金術師會反覆實驗,仔細記錄物質的變化,後來演變成了今日的化學,進而奠定科學的基礎。

經過歷史上許多化學家累積下來的研究成果,最後終於抵達了物質的根源——原子。然而,原子是極其微小的粒子,憑肉眼根本無法看清,人類只能憑空想像原子的樣貌。也就是說,研究原子時,需操控假想的原子進行化學反應,就像在霧中野餐一樣,全都是想像與推論。

人類靠著反覆的實驗所得到的結果,試著從茫然曖昧的狀態中找出線索,累積起相關知識。這就是十九世紀末以前的化學界。

不過在剛進入二十世紀時,化學界出現了劇烈的變動。那時,顛覆了科學界基礎的兩大理論「相對論」與「量子論」陸續誕生。相對論解釋的是宇宙的行為,也就是以無限大的世界為研究對象的理論;量子論解釋的是原子、電子等微小粒子的行為,也就是以無限小的世界為研究對象的理論。

隨著量子論的誕生,化學領域中以原子、電子為研究對象的「量子化學」也開始發展。這時候的化學正式進入以“理論”為主的時代。換言之,化學的方法論從一個在沒有理論的狀況下,反覆實驗摸黑前進的學問,轉變成了以理論為基礎設計實驗的學問。

促進這種方法論發展的是1950年代時誕生的「分子軌域理論」,進入1970年代以後,「軌域對稱性理論」誕生。於是,籠罩著化學現象的謎團如太陽下的雲霧般逐漸散去,使本質清楚呈現在人們眼前。

現代化學的發展中,要是沒有量子化學方面的理論支持就難以前進。所有化學理論與化學實驗皆須奠基於量子化學。

本書將以淺顯易懂又有趣的方式介紹量子化學。內容的基本要求是「拿掉數學」,也就是以「沒有數學的量子化學」為目標。雖說如此,翻開本書正文就會發現還是有幾條數學式,特別是在開頭的部分。

不過,這些數學式終究只是「虛有其表的式子」,實際上的計算只包括四則運算。靜下心來看過這些數學式後反而會有種「什麼啊,還蠻簡單的嘛」的感覺。而且,就算跳過這些部分也沒有關係。進入本書後半部分後,就不會看到這些數學式了,只剩下許多圖。這種「用圖思考」的方式,裁示軌道對稱性理論的本質。

如果各位能透過本書,在量子化學的世界中享受理論化學的樂趣,那就太棒了。

2020年4月 齋藤勝裕

目錄
第Ⅰ部 量子力學
第1章 何謂量子化學
1-1 說明牛頓力學無法說明的現象
1-2 微粒子只能擁有分離的數值
1-3 無法同時精確得知兩個數值
1-4 我們只能用機率來表示電子的位置
1-5 微粒子同時具有量子的性質與波的性質
1-6 用方程式來表示電子的性質與行為

第2章 直線上的粒子運動
2-1 量子力學基礎中的基礎
2-2 為什麼會出現量子數
2-3 波函數的平方可表示粒子的存在機率
2-4 量子化學的最重要事項
2-5 考慮到原子結構的量子力學基礎事項
量子化學之窗 穿隧效應

第Ⅱ部 量子化學與原子、分子結構
第3章 原子結構
3-1 組成所有物質的微粒子
3-2 現代原子模型的建立需仰賴量子力學
3-3 原子中的電子以什麼樣的狀態存在?
量子化學之窗 為什麼要從「K」開始?
3-4 各軌域皆有其特有能量
3-5 軌域的形狀各有特色
3-6 電子會以何種狀態填入哪個軌域?

第4章 化學鍵
4-1 原子藉由化學鍵組成分子
4-2 原子軌域重疊所產生的鍵結
量子化學之窗 量子化學與計算機
4-3 分子軌域的計算基本上由+-×÷構成
4-4 用微分求算能量的極小值
4-5 軌域能量才是量子化學的精隨

第5章 分子軌域法與鍵能
5-1 形成鍵結的成鍵軌域與破壞鍵結的反鍵軌域
5-2 原子間距離改變時,鍵能也會改變
量子化學之窗 觀看原子與分子
5-3 電子進入不同軌域時,鍵能也不一樣
5-4 可旋轉且強度較高的σ鍵與不可旋轉且強度較低的π鍵
5-5 單鍵、雙鍵、三鍵

第6章 混成軌域與共軛分子
6-1 由電子組成的混肉漢堡排
6-2 最基本的混成軌域
量子化學之窗 團簇
6-3 由雙鍵、三鍵組成的混成軌域
6-4 介於單鍵與雙鍵之間
量子化學之窗 鍵角
6-5 由3個、5個、7個等奇數個碳所組成的共軛分子
量子化學之窗 球狀共軛分子

第Ⅲ部 量子化學與分子的物理性質、反應性
第7章 共軛分子的分子軌域
7-1 分子軌域法的基礎
7-2 共軛分子的分子軌域法基礎
7-3 軌域函數擁有獨特的對稱性
7-4 共軛分子愈長,能階的間隔就愈狹窄
量子化學之窗 分子軌域函數與能階的整理
7-5 環丁二烯與苯的分子軌域
量子化學之窗 分子軌域計算

第8章 分子的物理性質與分子軌域
8-1 為什麼共軛分子比較穩定?
量子化學之窗 分子的穩定性
8-2 π電子位於何處?
8-3 應視為幾個鍵?
8-4 自由基會以分子的哪個部分進行反應?
量子化學之窗 「就算跌倒,也不要馬上站起來」
8-5 什麼是芳香族?
8-6 芳香族化合物的性質與反應性

第9章 分子的發光、呈色與分子軌域
9-1 為什麼分子會發光?
量子化學之窗 色彩的三原色
9-2 水銀燈與霓虹燈的發光原理
9-3 OLED是下個世代的電視
9-4 發光與呈色屬於不同現象
9-5 為什麼漂白劑能去除顏色?
量子化學之窗 危險!別混在一起!

第10章 熱反應與光反應
10-1 加熱或照光都會起化學反應
10-2 原子與分子會用最外側的軌域參與反應
10-3 鏈狀化合物轉變成環狀化合物的反應
量子化學之窗 伍德沃德教授與諾貝爾獎
10-4 環中原子彼此相連,形成兩個環的反應
10-5 氫在碳之間移動的反應
量子化學之窗 理論與實驗

附錄章
二維、三維空間的粒子運動
1 平面上的粒子運動
2 分析平面上的粒子運動
3 波函數與能階
4 函數的表現
5 能階與簡併
6 三維空間的粒子運動與極座標



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