Chemical Structure and Reactivity: An Integrated Approach（化学结构与反应性：整合方法）

引用

Keeler, J., & Wothers, P. (2013). Chemical Structure and Reactivity: An Integrated Approach (2nd ed.). Oxford University Press.

章节概要

第二版共22章，分为两部分。第一部分“基础”（第1至12章）发展结构、成键、热力学和反应性的核心思想。第二部分“深入”（第13至22章）把这些思想延伸到光谱学、更多的有机与无机化学，以及更详细的物理化学。出版社把本书呈现为一门统一的学科：有机、无机和物理概念融合在一起，用来解释化学体系，因此下面的章节标题跨越了通常的学科界线。

第1–3章：分子与分子结构：概览；原子中的电子；对称性

全书从分子和分子结构的概览开始，接着讲原子中的电子，然后讲对称性，对称性安排在讨论分子中电子的各章之前。

第4–6章：分子中的电子：双原子分子；分子中的电子：多原子分子；固体中的成键

这几章发展分子的电子结构，先讲双原子分子，再讲多原子分子，并把成键思想推广到固体。

第7–9章：热力学与热力学第二定律；成键的趋势；元素之间的成键

第7章介绍热力学与热力学第二定律。第8、9章概述成键的趋势以及元素之间的成键。

第10–12章：用轨道描述反应；有机化学1：官能团；反应速率

第10章把轨道描述应用于反应。第11章介绍官能团，是书中三个有机化学章中的第一章；第12章讲反应速率，第一部分到此结束。

第13–15章：光谱学；有机化学2：三维形状；有机化学3：π体系的反应

第二部分从光谱学开始，然后回到有机化学，一章讲三维形状，一章讲π体系的反应。

第16–17章：主族化学；过渡金属

这两章涵盖主族元素和过渡金属的化学。

第18–21章：量子力学与光谱学；化学热力学；化学动力学；电化学

最后四个学科章节更深入地回到物理化学：量子力学与光谱学、化学热力学、化学动力学和电化学。

第22章：量纲、单位与一些关键的数学概念

全书以一章结束，介绍其他各章所依赖的量纲、单位和数学概念。

核心概念

第一部分：基础（第1–12章）

• 成键的分子轨道描述：原子、双原子和多原子分子以及固体中的电子，借助对称性来展开。
• 热力学与热力学第二定律：在第一部分引入，作为理解反应的基础。
• 用轨道描述反应：用轨道相互作用解释反应如何发生。
• 反应速率：速率如何描述和测量。

第二部分：深入（第13–22章）

• 光谱学：作为探测结构的工具引入。
• 有机化学中的三维形状与π体系反应性：第二和第三个有机化学章。
• 主族与过渡金属化学：与物理和有机章节并列的无机化学。
• 化学热力学、动力学与电化学：更详细的物理化学讲解。

评析

优点

• 真正整合的规划。 出版社称本书展示的是一门浑然一体的化学学科，目录也印证了这一点：对称性与分子轨道排在有机官能团和无机各章之前，热力学与动力学出现两次，先是第一部分中的基础，然后是第二部分中更详细的讲解。
• 第二部分是各自独立的延伸。 第二部分的每一章专注于一个领域（光谱学、有机、主族、过渡金属、量子、热力学、动力学或电化学），读者或课程可以在学完第一部分后从中挑选。
• 与章节对应的在线资源。 作者的资源页面为大多数章节提供网络链接，包括展示关键分子轨道在水的质子化、氢负离子与硼烷反应等过程中如何变化的动画，以及固体结构的展示。出版社的Learning Link列出了每章的习题集和为学生定制的多媒体内容。

局限

• 解答面向教师。 出版社把习题集的解答列在教师资源而不是学生资源中，因此自学的读者可能得不到详细解答。
• 不是任何一个分支的完整课程。 有三章以有机化学为题，两章讲主族和过渡金属化学，修完整门有机或无机课程的学生仍需要专门的教材。
• 在线支持不均衡。 作者的网络链接页面只有第1至10章和第12至19章的文件夹；第11章和第20至22章没有。

在课程中的定位

在普通化学课程中，希望把有机、无机和物理化学看作同一门学科的组成部分时，应读这本书。《Chemistry 2e》是免费、开放授权的两学期教材，《Chemistry: The Central Science》是以清晰讲解和大量习题训练见长的两学期教材，Petrucci等人的《General Chemistry》强调解决问题与应用；其中任何一本都是合理的第一遍。Atkins等人的《Chemical Principles》同样从物理原理出发构建化学，但沿用常规顺序：原子、成键、物质状态、热力学、平衡和动力学，然后才是描述性化学和有机化学。

因此，Keeler与Wothers最适合在第一门课程之后阅读，或与较常规的教材并行阅读，适合想把轨道、热力学和动力学这些统一的思想同时用于有机和无机化合物的学生。

如何使用本书

本书适合已经学完入门课程、希望在专攻之前获得统一讲解的大学化学学生，也适合即将进入物理、无机或有机化学、想先掌握共同框架的读者。

一个实用的方案：

• 核心： 按顺序读第一部分。第3章（对称性）排在讨论分子中电子的各章之前，不要跳过。
• 从第二部分选读： 光谱学读第13章，有机化学读第14、15章，无机化学读第16、17章，物理化学读第18至21章，按课程或兴趣选择。
• 参考： 单位或数学概念出问题时查第22章。
• 配合正文： 使用每章的习题集以及在线动画和结构，尤其是第4、5、6和10章。

如果没有教师指导，请配一本提供详细解答的教材。