Χημεία-Δομή και Ιδιότητες
Παρά τις αλλαγές στην έκδοση αυτή, ο στόχος του κειμένου παραμένει ο ίδιος: να διηγηθεί την ιστορία της χημείας με τον πιο επιτακτικό δυνατό τρόπο. Αυτό το βιβλίο δημιουργήθηκε από την προσέγγιση «πρώτα τα άτομα» στη Γενική Χημεία. Πρακτικά, η κύρια ώθηση της κίνησης αυτής είναι η αναδιάταξη των αντικειμένων έτσι ώστε η ατομική θεωρία και τα μοντέλα των δεσμών να εμφανίζονται νωρίτερα απ’ ό,τι στην παραδοσιακή προσέγγιση. Πρωταρχική σκεπτικό για την προσέγγιση αυτή είναι οι φοιτητές να κατανοήσουν τη θεωρία και το πλαίσιο πίσω από τα χημικά «δεδομένα» που διδάσκονται. Για παράδειγμα, στην παραδοσιακή προσέγγιση, οι φοιτητές μαθαίνουν νωρίς ότι τα άτομα του μαγνησίου τείνουν να σχηματίσουν ιόντα με φορτίο 2+. Δεν αντιλαμβάνονται το γιατί παρά πολύ αργότερα (όταν διδάσκονται την κβαντική θεωρία). Αντίθετα, στην προσέγγιση «πρώτα τα άτομα» οι φοιτητές μαθαίνουν στην αρχή την κβαντική θεωρία και αντιλαμβάνονται αμέσως γιατί τα άτομα του μαγνησίου σχηματίζουν ιόντα με φορτίο 2+. Με τον τρόπο αυτό, οι φοιτητές βλέπουν τη χημεία ως μία συνεκτική εικόνα κι όχι ως ένα ανακάτεμα ασύνδετων δεδομένων.
Από τη δική μου σκοπιά, η προσέγγιση «πρώτα τα άτομα» γίνεται αντιληπτή –όχι με όρους διάταξης των αντικειμένων– αλλά με όρους έμφασης. Οι καθηγητές που διδάσκουν με την προσέγγιση αυτή γενικά δίνουν έμφαση σε: (1) τη σωματιδιακή φύση της ύλης και (2) στη σύνδεση μεταξύ της δομής των ατόμων και των μορίων και των ιδιοτήτων τους (ή των δράσεών τους). Αποτέλεσμα της έμφασης αυτής είναι ότι η σειρά των αντικειμένων αλλάζει ώστε οι συνδέσεις αυτές να δημιουργηθούν νωρίτερα, ισχυρότερα και σε μεγαλύτερη έκταση από ότι στην παραδοσιακή προσέγγιση. Συνεπώς επέλεξα να ονομάσω το σύγγραμμα αυτό Χημεία: Δομή και ιδιότητες και δεν περιέλαβα τη φράση πρώτα τα άτομα στον τίτλο. Από τη δική μου σκοπιά, η σειρά των αντικειμένων προκύπτει από τη σωματιδιακή έμφαση κι όχι το αντίστροφο.
Επιπρόσθετα, κάνοντας την έμφαση στη συσχέτιση δομής και ιδιοτήτων κεντρικό στόχο του βιβλίου, την επεκτείνω πέρα από την απλή διάταξη των αντικειμένων στο πρώτο μισό του βιβλίου. Για παράδειγμα, στο κεφάλαιο για τα οξέα και τις βάσεις, μια πιο παραδοσιακή προσέγγιση τοποθετεί τη συσχέτιση μεταξύ της δομής ενός οξέος και της οξύτητάς του προς το τέλος του κεφαλαίου και μερικοί καθηγητές παρακάμπτουν αυτό το υλικό. Στο βιβλίο αυτό, καλύπτω τη συσχέτιση αυτή στην αρχή του κεφαλαίου και δίνω έμφαση στη σπουδαιότητα της συνέχισης της ιστορίας για τη δομή και τις ιδιότητες. Παρόμοια, στο κεφάλαιο για την ελεύθερη ενέργεια και τη θερμοδυναμική, μια παραδοσιακή προσέγγιση δεν δίνει έμφαση στη συσχέτιση μεταξύ μοριακής δομής και εντροπίας. Ωστόσο στο βιβλίο αυτό δίνω έμφαση στη συσχέτιση αυτή και τη χρησιμοποιώ για να εκθέσω τη συνολική ιστορία της εντροπίας και την καίρια σημασία της στον καθορισμό της κατεύθυνσης των χημικών αντιδράσεων. Στην έκδοση αυτή, έχω αλλάξει επίσης τη σειρά των αντικειμένων στο κεφάλαιο των αερίων, έτσι ώστε η σωματιδιακή άποψη που είναι εγγενής στη μοριακή κινητική θεωρία να βρεθεί στην αρχή του κεφαλαίου και να ακολουθείται από τους νόμους των αερίων και το υπόλοιπο περιεχόμενο του κεφαλαίου. Με τον τρόπο αυτό, οι φοιτητές μπορούν να κατανοήσουν τους νόμους των αερίων και όλα όσα ακολουθούν, με όρους του σωματιδιακού μοντέλου.
Κατά τη διαδικασία συγγραφής του βιβλίου και κατά τις συζητήσεις με αρκετούς συναδέλφους μου, αντιλήφθηκα ότι η προσέγγιση «πρώτα τα άτομα» έχει μερικές ιδιαίτερες προκλήσεις. Για παράδειγμα, πως διδάσκεις κβαντική θεωρία και θεωρία δεσμών (με αντικείμενα όπως οι ενέργειες δεσμών) όταν δεν έχεις καλύψει τη θερμοχημεία; Ή πως βρίσκεις εργαστηριακές δραστηριότητες για τις πρώτες εβδομάδες αν δεν έχεις καλύψει τις χημικές ποσότητες και τη στοιχειομετρία; Προσπάθησα να βρω λύσεις για τις προκλήσεις αυτές. Για παράδειγμα, περιλαμβάνω μια ενότητα για την ενέργεια και τις μονάδες της στο Κεφάλαιο Ε «Τα Βασικά στοιχεία: Μονάδες, μετρήσεις και λύση προβλημάτων». Η ενότητα αυτή κάνει μια εισαγωγή στις μεταβολές ενέργειας και τις έννοιες του εξώθερμου και του ενδόθερμου. Έτσι, τα αντικείμενα αυτά είναι γνωστά όταν τα χρειάζεσαι για να αναφερθείς στις ενέργειες των τροχιακών και τη φασματοσκοπία στο Κεφάλαιο 2 «Περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων» και τις ενέργειες δεσμών στο Κεφάλαιο 5 «Χημικός δεσμός Ι: Σχεδιασμός δομών Lewis και προσδιορισμός σχημάτων των μορίων». Παρόμοια, εισάγω την έννοια του mole στο Κεφάλαιο 1, αυτό επιτρέπει μια πιο ομοιόμορφη κατανομή των ποσοτικών εργασιών για το σπίτι, αλλά και των εργαστηριακών ασκήσεων που απαιτούν τη χρήση της έννοιας του mole.
Ακόμη, επειδή υποστηρίζω σθεναρά τις προσπάθειες των συναδέλφων μου στο Ινστιτούτο Εξετάσεων της Αμερικανικής Χημικής Ένωσης και επειδή έχω συμμετάσχει σε αρκετές επιτροπές που συνέταξαν τα θέματα της Γενικής Χημείας της Ένωσης, έχω διατάξει τα κεφάλαια στο βιβλίο αυτό έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην τωρινή τους μορφή. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας πίνακας περιεχομένων που δίνει έμφαση στη δομή και τις ιδιότητες ενώ διατηρεί τη συνολική παραδοσιακή υποδιαίρεση σε αντικείμενα του πρώτου και του δεύτερου εξαμήνου.
96.00€
Παράδοση σε 1-3 ημέρες
Διαστασεις (cm) : |
|
---|---|
Σελίδες : |
|
Εξώφυλλο βιβλίου : |
|
ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ε Βασικά στοιχεία: Μονάδες, μέτρηση και επίλυση προβλημάτων 25
E.1 Το μπέρδεμα των μονάδων. Ένα σφάλμα μονάδων αξίας 125 εκατομμυρίων δολαρίων 26
E.2 Μονάδες μέτρησης 27
E.3 Η αξιοπιστία μιας μέτρησης 30
E.4 Σημαντικά ψηφία σε υπολογισμούς 32
E.5 Πυκνότητα 36
E.6 Ενέργεια και οι μονάδες της 37
E.7 Μετατροπές μονάδων 40
E.8 Στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων 42
E.9 Λύση προβλημάτων που περιλαμβάνουν εξισώσεις 46
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Άτομα 57
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Το κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου 95
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων 131
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Μόρια και ενώσεις 173
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Χημικός δεσμός Ι 21
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Χημικός δεσμός ΙΙ 261
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Χημικές αντιδράσεις και χημικές ποσότητες 295
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Εισαγωγή στα διαλύματα και τις αντιδράσεις σε υδατικό μέσον 327
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Θερμοχημεία 377
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Αέρια 425
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Υγρά, στερεά και διαμοριακές δυνάμεις 473
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12 Κρυσταλλικά στερεά και σύγχρονα υλικά 513
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 Διαλύματα 545
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 14 Χημική κινητική 587
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 15 Χημική ισορροπία 637
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 16 Οξέα και βάσεις 679
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 17 Ιοντική ισορροπία σε υδατικά διαλύματα 729
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 18 Ελεύθερη ενέργεια και θερμοδυναμική 781
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 19 Ηλεκτροχημεία 831
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 20 Ραδιενέργεια και Πυρηνική Χημεία 883
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 21 Οργανική Χημεία 927
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 22 Μέταλλα μετάπτωσης και ενώσεις συναρμογής 975
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I Κοινές Μαθηματικές
Πράξεις στη Χημεία 1007
A. Επιστημονικός Συμβολισμός 1007
B. Λογάριθμοι 1009
Γ. Εξισώσεις Δευτέρου Βαθμού 1010
Δ. Γραφικές Παραστάσεις 1011
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI Χρήσιμα Δεδομένα 1013
A. Χρώμα των Ατόμων 1013
B. Τυπικές Θερμοδυναμικές Ποσότητες για
Επιλεγμένες Ουσίες στους 25 °C 1013
Γ. Σταθερές Διάστασης σε Υδατικό Μέσον 1019
Δ. Τυπικά Δυναμικά Ηλεκτροδίων στους 25 °C 1022
E. Τάση Ατμών του Νερού σε Διάφορες Θερμοκρασίες 1023
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙI Απαντήσεις σε Επιλεγμένα
Προβλήματα στο τέλος των Κεφαλαίων 1024
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙV Απαντήσεις στα Προβλήματα
Εξάσκησης των Κεφαλαίων 1060
Λεξικό ειδκών όρων 1073
Ευχαριστίες (για την αρχική ξενόγλωσση έκδοση) 1091
Ευρετήριο 1095