内容简介
《有机化学(第4版)》是“十二五”职业教育国家规划教材。
《有机化学(第4版)》按官能团将各类化合物有机地组织在一起,与第三版教材相比,《有机化学(第4版)》较突出的特点是精简了过深的理论知识,删除了一些高职高专院校应用较少的内容,从而降低了理论学习的难度。另外,在教材各章末增加了总结性的“学习指导”,更加方便学生的自主学习及复习。
《有机化学(第4版)》配套建设有智能备课系统及Abook数字课程,提供授课用演示文稿、习题解答、教学动画、微视频等数字化教学资源。书中部分动画和视频资源也可通过移动终端扫描二维码观看。
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《有机化学(第4版)》适用于应用性、技能型人才的培养目标,可供高职高专、五年制高职、应用型本科院校化工、轻纺、材料、环境、制药、冶金等专业使用。
内页插图
目录
第一章 绪论
学习目标
资源链接
第一节 有机化学和有机化合物
一、有机化合物
二、有机化学和有机化学工业
第二节 有机化合物的性质特点
一、容易燃烧
二、熔点、沸点低
三、难溶于水,易溶于有机溶剂
四、反应速率慢、副反应多
第三节 有机化合物的结构特点与表示方法
一、结构特点
二、表示方法
第四节 有机化合物的共价键
一、共价键的属性
二、共价键的断裂方式和反应类型
第五节 有机酸碱概念
一、质子酸碱
二、路易斯酸碱
第六节 有机化合物的分类
一、按碳骨架分类
二、按官能团分类
导读
学习建议
阅读材料碳的另一种同素异形体
——富勒烯
本章小结
学习指导
习题
第二章 烷烃
学习目标
资源链接
第一节 烷烃的通式、构造异构和命名
一、烷烃的通式和同系列
二、烷烃的构造异构
三、不同类型的碳原子和氢原子
四、烷基
五、烷烃的命名
第二节 烷烃的结构
一、甲烷分子的结构
二、其它烷烃分子的结构
第三节 烷烃的构象
一、乙烷分子的构象
二、正丁烷分子的构象
第四节 烷炷的物理性质
一、物态
二、沸点
三、熔点
四、相对密度
五、溶解度
六、折射率
第五节 烷烃的化学性质
一、卤代反应
二、氧化反应
三、裂化、裂解反应
第六节 烷烃的来源
一、天然气
二、石油
阅读材料不可再生的能源
——石油和石油气
本章小结
学习指导
习题
第三章 烯烃
学习目标
资源链接
第一节 烯烃的通式、构造异构和命名
一、烯烃的通式与构造异构
二、烯烃的命名
第二节 烯烃的结构
一、乙烯的结构
二、其它烯烃的结构
第三节 烯烃的顺反异构与命名
一、烯烃的顺反异构
二、顺反异构体的命名
第四节 烯烃的物理性质
第五节 烯烃的化学性质
一、加成反应
二、聚合反应
三、氧化反应
四、α-氢原子的反应
第六节 烯烃的制法
一、从裂解气、炼厂气中分离
二、醇脱水
三、卤代烷脱卤化氢
阅读材料三大合成高分子材料之——塑料
本章小结
学习指导
习题
第四章 炔烃
学习目标
资源链接
第一节 炔烃的通式、同分异构和命名
一、炔烃的通式与同分异构
二、炔烃的命名
第二节 炔烃的结构
一、乙炔的结构
二、其它炔烃的结构
第三节 炔烃的物理性质
第四节 炔烃的化学性质
一、加成反应
二、聚合反应
三、氧化反应
四、炔氢的反应
第五节 炔烃的制法
一、乙炔的制法
二,其它炔烃的制法
阅读材料能导电的聚合物
一一(掺杂)聚合炔烃
本章小结
学习指导
习题
第五章 二烯烃
学习目标
资源链接
第一节 二烯烃的分类与命名
一、二烯烃的分类
二、二烯烃的命名
第二节 共轭二烯烃的结构与共轭效应
一、共轭二烯烃的结构
二、共轭效应
三、共轭效应的应用实例
第三节 共轭二烯烃的化学性质
一、1,2-加成和1,4-加成反应
二、双烯合成反应(第尔斯一阿尔德反应)
三、聚合与橡胶
第四节 1,3-丁二烯的制备
一、从石油裂解气中分离
二、丁烷或丁烯脱氢
阅读材料三大合成高分子材料之——合成橡胶
本章小结
学习指导
……
第六章 脂环烃
第七章 芳香烃
第八章 对映异构
第九章 卤代烃
第十章 醇酚醚
第十一章 醛酮
第十二章 羧酸及其衍生物
第十三章 含氮化合物
第十四章 杂环化合物
第十五章 糖类
第十六章 氨基酸和蛋白质
参考答案
参考文献
前言/序言
本书自1993年第一版出版以来,经1999年和2008年两次再版修订,深受高职高专院校相关专业师生的青睐,在有机化学课程教学过程中发挥了重要的作用。
随着高等职业教育教学改革向更深层次发展,对教材也提出了新的要求。同时,多媒体技术的广泛使用,教学手段和教学方法的不断改革与实践,也要求教材内容与时俱进。本书编写组前期经过充分调研,广泛征求长期从事高职教育、讲授有机化学课程的全国一线优秀教师的意见,对教材进行了较为全面的修订。这次修订中主要调整和更新的内容如下:
1.对教材的整体框架适当调整。本书仍按官能团将各类化合物有机地组织在一起,烷烃、烯烃、炔烃、二烯烃、脂环烃、芳香烃等单独成章,使教材体系脉络更加清晰,各章内容重点明确,且相对独立、完整。教材内容组织根据学生的认知规律,循序渐进,体现结构决定性质、性质中突出应用的特点。
2.精简过深的理论知识,删除了一些高职高专院校应用较少的内容,从而降低了理论学习的难度。修订中,在文字叙述、知识的前后衔接等方面做了进一步的修改与优化,使原有的反应机理变得简明易懂,较难的反应机理弱化成知识拓展。另外,删除了红外光谱和核磁共振谱、卤代烃的消除反应机理、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成上的应用等本科痕迹较重的知识点。
3.反映有机化学学科的最新进展。教材内容中增加了“阅读材料”,介绍新技术、新方法、新·应用的相关实例,拓展有机化学的内容,使其更贴近生产实际和社会生活。
4.简化第三版中“本章小结”的框图,增加总结性的“学习指导”,引导学生复习和总结,有助于学生对教材各章重点知识点的理解和掌握。同时,在书后列出了书中“练一练”和各章习题的参考答案,更加方便教师的教学和学生的学习。
5.配套建设了助教助学的各类资源。在教材各章的正文内容前提供了“资源链接”,包含立体分子模型和动画、视频资源、虚拟实验等,读者可通过书后学习卡提供的网址在线学习或下载。
本书由高琳(河南工程学院)担任主编并统稿,孟祥福(承德石油高等专科学校)编写第三、四、五、六、七章,汤长青(济源职业技术学院)、徐晶(东北石油大学秦皇岛分校)编写第十三、十四、十五、十六章,雷天乾(开封博凯生物化工有限公司)编写第一、二、八章,高琳编写第九、十、十一、十二章。
本书承蒙承德石油高等专科学校曹克广教授审阅,曹教授对本书的修订提出了许多宝贵的意见和建议,在此谨表示衷心的感谢!
限于编者的水平,书中难免有错误和不妥之处,敬请读者批评指正。
好的,以下是一本不包含《有机化学(第4版)》内容的图书简介,专注于其他学科领域,并力求详实与自然: --- 科学前沿:量子信息与计算的基石 一部深度解析未来计算范式的权威著作 本书简介 在二十一世纪的科技浪潮中,人类正站在一个前所未有的技术拐点上。经典计算的物理极限日益逼近,而新兴的量子力学原理正在为下一代信息处理技术提供无限的可能性。本书《科学前沿:量子信息与计算的基石》,正是为有志于理解、探索并构建未来计算体系的学者、工程师和高阶学生精心撰写的一部深度参考指南。 不同于专注于具体应用或历史回顾的概述性书籍,本书旨在建立一个坚实、严谨的理论框架,从最基础的量子力学原理出发,系统性地构建起整个量子信息科学的宏伟大厦。我们避免了对非核心领域的赘述,将全部篇幅集中于对量子信息处理能力至关重要的核心概念和数学工具的阐释。 第一部分:量子力学的核心概念与数学语言 本部分是全书的基石,为后续的量子计算和信息理论打下不可或缺的数学和物理基础。我们首先回归到量子力学的基本公设,但视角完全聚焦于信息论的表达方式。 1.1 态的描述与希尔伯特空间: 我们将详细阐述狄拉克符号(Bra-Ket Notation)的完备性,并将其置于抽象的希尔伯特空间结构中。重点讨论有限维空间(如$C^2$, $C^4$)在信息处理中的核心地位。对于无限维空间,如波函数表述,仅在必要时作为类比引入,以强调信息处理的离散性。 1.2 算符、观测与测量: 重点解析厄米算符(Hermitian Operators)在可观测量表示中的作用。深入探讨量子测量理论,特别是投影公设(Projection Postulate)如何导致信息塌缩,以及如何用概率解释替代经典确定性。本节将详细推导测量对系统态的影响,这对于理解量子密码学的安全性至关重要。 1.3 纠缠的数学结构——张量积与密度矩阵: 纠缠是量子信息区别于经典信息的核心资源。本章将详尽剖析张量积(Tensor Product)如何构建复合系统空间,并引入密度矩阵(Density Matrix)来完备描述混合态(Mixed States)和纯态(Pure States)。特别是,我们将使用冯·诺依曼熵(Von Neumann Entropy)作为量化纠缠的严格指标,而非仅仅进行定性描述。 第二部分:量子信息处理的核心要素 在奠定了数学基础之后,第二部分聚焦于如何将这些量子特性转化为可操作的信息单元。 2.1 量子比特(Qubit)与量子门(Quantum Gates): 我们将“比特”的概念提升到“量子比特”的层面,重点探讨布洛赫球(Bloch Sphere)的可视化表示及其对单比特操作的几何意义。全部分析围绕酉矩阵(Unitary Matrices)展开,阐明它们作为量子演化操作的必要条件——保持概率守恒。我们对单比特门(如泡利门、Hadamard门)和双比特门(如 CNOT、CZ 门)的构建原理进行深入的代数推导,并阐明它们如何构成通用的量子计算集。 2.2 量子线路模型与可逆性: 本章将介绍量子线路图(Quantum Circuit Diagram)作为描述计算过程的标准范式。重点讨论量子计算的内在可逆性(Reversibility)与图灵机的可逆性之间的区别与联系。对于不可逆操作,我们将引入投影测量作为一种非酉的演化手段,并分析其在量子算法中的作用。 2.3 量子信息论基础: 这一节超越了单比特的范畴,探讨了多体系统的协同行为。我们将严格定义贝尔不等式(Bell Inequalities)及其在区分量子关联与经典关联中的决定性作用。此外,将介绍量子信道(Quantum Channels)的概念,并分析其对信息保真度的影响,为量子纠错打下理论基础。 第三部分:里程碑式的量子算法分析 本书的第三部分将不再是概念的罗列,而是对真正体现量子计算威力的方法论进行精细的剖析。我们选取了最具代表性的两个算法,进行手把手的推导和分析。 3.1 秀尔算法(Shor's Algorithm)的代数解析: 秀尔算法对现代密码学构成了根本性挑战。本章的重点不在于其应用,而在于其核心——量子傅里叶变换(Quantum Fourier Transform, QFT)的构建与效率优势。我们将详尽推导 QFT 的矩阵形式及其与经典快速傅里叶变换(FFT)的复杂度差异,并展示如何利用周期寻找(Period Finding)子程序来分解大数。 3.2 格罗弗搜索算法(Grover's Algorithm)的几何优化: 格罗弗算法是量子并行性的一个优雅体现。我们将用几何代数的方法,在布洛赫球空间中直观地展示 Grover 迭代算符的作用。重点分析如何通过迭代使目标态的概率振幅被系统性地放大,并精确计算达到最优搜索效率所需的迭代次数,探讨其二次加速的来源。 第四部分:前沿研究方向:噪声、纠错与拓扑保护 现代量子计算面临的最大挑战是退相干(Decoherence)和噪声。本章将引导读者进入当前研究的最前沿。 4.1 噪声模型与退相干效应: 我们将系统地介绍几种主要的噪声模型,包括随机旋转(Random Rotation)和位翻转/相位翻转(Bit-Flip/Phase-Flip)错误。通过对密度矩阵的演化分析,展示环境如何导致系统的纯态向混合态转变。 4.2 量子纠错码(Quantum Error Correction, QEC): 纠错是构建容错量子计算机的唯一途径。本书将重点介绍稳定子码(Stabilizer Codes)的原理,特别是Shor码和表面码(Surface Code)的基本逻辑。通过理解如何用经典控制来监测和修正量子错误,读者将掌握未来硬件设计中的核心概念。 4.3 拓扑量子计算的潜力: 作为对传统基于能级体系的挑战,我们将简要介绍基于任意子(Anyons)的拓扑量子计算思想。重点在于理解信息如何被编码在系统的拓扑性质中,从而实现对局部噪声的天然免疫力。 --- 本书特色: 纯粹性与深度: 严格遵循信息科学的视角,所有物理讨论都紧密服务于信息处理的数学框架。 数学严谨性: 大量使用线性代数、群论和矩阵分析,确保理论推导的精确性。 聚焦核心: 摈弃了对实验硬件细节的过多描述,专注于算法、编码和基本原理的深刻理解。 适合读者: 物理学、计算机科学、电子工程等领域的研究生、博士后研究员,以及希望系统性掌握量子信息科学理论基础的资深技术人员。阅读本书,您将获得进入下一代计算革命的坚实理论阶梯。