01 / 导读
导读
引用
American Chemical Society, Fahlman, B. D., Purvis-Roberts, K., Bouvier-Brown, N., Kirk, J. S., Sloan, C. C., Kelly, R. M., Daubenmire, P. L., & Ryan, S. (2024). Chemistry in Context: Applying Chemistry to Society (2024 release). McGraw-Hill Education.
章节概要
Chemistry in Context 是美国化学会（ACS）自1993年起持续开展的一个项目；2024年版本约650页，共14章。出版社称其目标是为非理科专业学生"按需"讲授化学原理，让他们通过自己的生活以及气候变化、可再生能源、替代燃料、营养和基因工程等议题来学习化学。因此，各章以话题而非化学分支命名，化学知识在话题需要时才引入。章内"Your Turn"问题的答案附在附录中，部分章末习题（正文中以蓝色标出）的答案也在附录中。其他附录涵盖公制词头、换算因子和常数、指数（"The Power of Exponents"）以及对数（"Clearing the Logjam"）；另有术语表。本书采用McGraw Hill的"Evergreen"出版模式，内容以标注年份的版本发布更新，而不是以编号的版次更新。
第1章：便携式电子设备：掌中的元素周期表
开篇一章以便携式电子设备为背景，其标题把元素周期表与这些设备内部的材料联系起来。
第2–4章：我们呼吸的空气；来自太阳的辐射；气候变化
关于大气的三章：空气的组成与质量、从太阳到达地球的辐射，以及气候变化。这是全书与环境化学课程最直接对应的部分。
第5章：无处不在的水：最珍贵的资源
把水作为一种资源来讨论，这是本书讲述水和水溶液的背景。
第6–8章：来自燃烧的能量；核能及其他替代能源；能量储存
关于能源的三章：燃料燃烧、核能及其他替代能源，以及能量的储存。
第9章：聚合物与塑料的世界
讲聚合物和塑料，即出版社介绍中列为依赖化学的日常产品的那类材料。
第10–13章：酿造与咀嚼；营养；健康与医药；基因与生命
本书后半部分转向食物与生物学：饮食中的化学、营养、健康与医药，以及遗传学。
第14章：谁杀了Thompson博士？一桩法医悬案
最后一章以一个法医案件为框架。
核心概念
第1–5章：材料、大气与水
- 元素周期表：元素的排列体系，第1章将其与日常设备联系起来。
- 空气质量：空气的组成以及降低空气质量的物质，是第2章的主题。
- 太阳辐射：从太阳到达地球的能量，在第4章讨论气候变化之前于第3章讲述。
- 作为资源的水：从可获得性和使用角度来认识的水化学。
第6–9章：能源与材料
- 燃烧：燃料燃烧作为能量来源。
- 替代能源：第7章合并讨论的核能及其他能源。
- 能量储存：储存能量的方法，是第8章的主题。
- 聚合物：由重复单元构成的大分子，是塑料的基础。
第10–14章：食物、健康与生命
- 营养：人体所利用的食物中各种物质的化学。
- 基因工程：出版社列举的议题之一，与基因与生命一章相关。
- 法医化学：应用于刑事调查的化学，是最后一章的框架。
评析
优点
- 为原本不会学化学的学生而设计。 出版社把本书定位为面向非理科专业学生，章节结构也围绕学生本来就关心的话题展开。书目介绍中引用的本书开篇语认为，大多数化学教材很少详细介绍现实世界中的应用，并把 Chemistry in Context 作为另一种选择。
- 由学会支持的长期项目。 本书自1993年起在美国化学会主持下编写，2024年版本延续了以往各版以情境为框架的写法。
- 内置自我检查。 章内"Your Turn"问题的答案在附录4，部分章末习题的答案在附录5，学生可以自行检查进度；关于指数和对数的附录则能帮助数学基础生疏的学生。
- 社会议题覆盖面广。 能源、气候、水、材料、食物、医药和遗传学都有涉及，适合以科学素养为目标的通识课程。
局限
- 不是系统的化学课程。 由于原理只在话题需要时才引入，本书并不按通常顺序构建普通化学；准备主修理科的学生仍需要一本标准的普通化学教材。
- 只有一部分与环境有关。 大约一半的章节（第2–8章）讲大气、气候、水和能源；第10–14章则转向食物、健康、遗传学和法医学。在环境化学课程中，后面几章属于选读。
- 定量深度有限。 "按需"讲授的方针以及书中设有指数和对数附录，表明其数学要求不高；本书并非为环境化学课程中理科学生所需的浓度、通量或寿命等计算而设计。
在课程中的定位
本书是本课程为没有理科背景的读者提供的入门读物，也是书单中唯一一本为非理科专业学生编写的书。对理科学生来说，自然的下一步是Jonathan Raff和Ronald Hites的 Elements of Environmental Chemistry：这是一本简短、定量、以解题为主的入门书，把第2–5章的话题（大气、臭氧、气候、水）转化为计算问题。Stanley Manahan的 Environmental Chemistry 是一本完整的教材，面向学过普通化学的学生，把化学原理应用于大气、水、土壤和生命系统。Mike Lancaster的 Green Chemistry: An Introductory Text 讨论如何设计危害更小的化学产品和工艺，而 Chemistry in Context 只在能源和材料各章中有所触及。
书单中的研究生教材——Seinfeld和Pandis的 Atmospheric Chemistry and Physics，以及Schwarzenbach、Gschwend和Imboden的 Environmental Organic Chemistry——比本书高出好几个层次，中间若不经过完整的化学专业课程，直接衔接是不现实的。
如何使用本书
本书适合通识科学课程、中学以后再没学过化学的一年级学生，以及希望在技术性课程之前先对相关议题有个总体了解的理科学生。具备中学代数和科学知识即可；最常用到的数学工具可借助指数和对数附录补足。
实用的阅读计划：
- 以环境为重点： 依次读第1–8章。第1章通过便携式电子设备引入元素周期表；第2–4章讲大气和气候；第5章讲水；第6–8章讲能源。
- 面向更广泛的素养课程： 加上讲聚合物的第9章，并根据学生兴趣（食物与营养、医药、遗传学、法医学）从第10–14章中选读。
- 练习： 每道"Your Turn"问题出现时就作答，并在附录4中核对；章末习题可先做标为蓝色、答案在附录5中的题目。
把本书作为背景读物的理科学生，之后应继续阅读Raff和Hites的书以掌握定量的环境问题求解，或阅读一本标准的普通化学教材以系统学习原理。由于内容按版本更新，应确认手头的版本与课程指定的版本一致。