前　言
致教師
本書(shū)的理念
我們是《化學(xué)：中心科學(xué)》的作者。對(duì)于您選擇本書(shū)作為您的普通化學(xué)課的教學(xué)伙伴，我們感到非常高興和榮幸。我們已經(jīng)為多屆學(xué)生教授過(guò)普通化學(xué)課程，因此我們了解為如此多的學(xué)生上課所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。同時(shí)，我們也是活躍的科學(xué)研究人員，對(duì)于化學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)都富有興趣。作為共同作者，我們各自所獨(dú)有的、廣泛的經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成了密切協(xié)作的基礎(chǔ)。在編寫(xiě)本書(shū)時(shí)，我們的重點(diǎn)是面向?qū)W生。我們努力確保全書(shū)內(nèi)容不僅是準(zhǔn)確的、最新的，而且是清晰的、可讀的，并且努力傳播化學(xué)的廣泛應(yīng)用以及科學(xué)家在做出有助于我們理解真實(shí)世界的新發(fā)現(xiàn)時(shí)所經(jīng)歷的興奮的過(guò)程。我們希望學(xué)生明白，化學(xué)不是一個(gè)獨(dú)立于現(xiàn)代生活諸多方面的專業(yè)知識(shí)體系，而是可再生能源、環(huán)境可持續(xù)性和人類健康提升等一系列社會(huì)問(wèn)題解決方案的核心。
本書(shū)第14版的出版可以看作是一個(gè)教科書(shū)保持長(zhǎng)期更新的成功案例。我們感謝廣大讀者多年以來(lái)對(duì)本書(shū)的信任與支持，并努力使每一個(gè)新版本更加具有新穎性。在每一個(gè)新版本的編寫(xiě)過(guò)程中，我們都會(huì)再次進(jìn)行深入地思考，問(wèn)自己一些深刻的問(wèn)題，而這些問(wèn)題是我們?cè)谶M(jìn)行寫(xiě)作前必須回答的。進(jìn)行新版本寫(xiě)作的必要性是什么？不僅在化學(xué)教育方面，而且在整個(gè)科學(xué)教育領(lǐng)域和我們所教授的學(xué)生的素質(zhì)方面有了哪些新的變化？我們?nèi)绾螏椭鷮W(xué)生不僅學(xué)習(xí)化學(xué)原理，而且樂(lè)意成為更像化學(xué)家的批判性思考者？上述問(wèn)題的答案只有部分源自不斷變化的化學(xué)本身。許多新技術(shù)的引入已經(jīng)改變了各個(gè)層次科學(xué)教育的面貌。互聯(lián)網(wǎng)在獲取信息和展示學(xué)習(xí)內(nèi)容方面的應(yīng)用，深刻地改變了作為學(xué)生學(xué)習(xí)工具之一的教科書(shū)的作用。作為作者，我們面臨的挑戰(zhàn)是如何保持書(shū)籍作為化學(xué)知識(shí)和實(shí)踐的主要來(lái)源，同時(shí)將其與新技術(shù)帶來(lái)的新的學(xué)習(xí)方式相結(jié)合。這個(gè)版本中融入了許多新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括使用一個(gè)基于云的主動(dòng)學(xué)習(xí)分析和評(píng)估系統(tǒng)Learning CatalyticsTM，以及基于網(wǎng)絡(luò)的工具如MasteringChemistryTM。經(jīng)過(guò)不斷完善與發(fā)展，MasteringChemistryTM目前可以更有效地測(cè)試和評(píng)估學(xué)生的表現(xiàn)，同時(shí)給予學(xué)生即時(shí)和有益的反饋。
MasteringChemistryTM不僅提供基于問(wèn)題的反饋，而且使用Knewton增強(qiáng)的自適應(yīng)后續(xù)作業(yè)和動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)模塊，現(xiàn)在可以不斷地適應(yīng)每個(gè)學(xué)生，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
作為作者，我們希望本書(shū)能夠成為學(xué)生重要的、不可缺少的學(xué)習(xí)工具。無(wú)論是以紙質(zhì)書(shū)還是以電子書(shū)形式，它都可以隨身攜帶并隨時(shí)使用。本書(shū)是學(xué)生在課堂之外獲取知識(shí)、發(fā)展技能、學(xué)習(xí)參考和準(zhǔn)備考試等的最佳載體，比其他任何工具書(shū)都能更有效地為具有化學(xué)興趣的學(xué)生提供現(xiàn)代化學(xué)的知識(shí)脈絡(luò)和應(yīng)用領(lǐng)域，并為更高級(jí)的化學(xué)課程做準(zhǔn)備。
如果一本書(shū)可以有效地支持身為教師的您，那么它必須是針對(duì)學(xué)生而寫(xiě)作的。在本書(shū)中，我們已經(jīng)盡最大努力確保寫(xiě)作風(fēng)格清晰并有趣，確保本書(shū)具有足夠的吸引力而且更加圖文并茂。本書(shū)為學(xué)生提供了大量的學(xué)習(xí)輔助內(nèi)容，包括精心安排的解題思路與過(guò)程。我們希望廣大讀者可以從內(nèi)容安排、例題的選擇以及所采用的學(xué)習(xí)輔助和激勵(lì)內(nèi)容中看出我們作為教師所積累的經(jīng)驗(yàn)。我們相信，當(dāng)學(xué)生看到化學(xué)對(duì)他們自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)和興趣的重要性時(shí)，他們會(huì)更加熱愛(ài)學(xué)習(xí)化學(xué)，因此我們?cè)诒緯?shū)中強(qiáng)化了化學(xué)在日常生活中的許多重要應(yīng)用的介紹。我們希望您能充分利用這些材料。
作為作者，我們的理念是書(shū)中的文字內(nèi)容和支持其使用的補(bǔ)充資料必須與身為教師的您一道協(xié)同工作。一本教材只有在得到教師認(rèn)可的情況下才會(huì)對(duì)學(xué)生有用。本書(shū)具有幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的功能，可以指導(dǎo)他們理解概念和提高解題技能。本書(shū)內(nèi)容極為豐富，學(xué)生很難在一年的課程時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)掌握全部?jī)?nèi)容。您的指導(dǎo)將是本書(shū)的最佳使用指南。只有在您的積極幫助下，學(xué)生們才能最有效地利用本書(shū)及其補(bǔ)充材料。誠(chéng)然，學(xué)生們關(guān)心成績(jī)，但是如果在學(xué)習(xí)中得到鼓勵(lì)，他們也會(huì)對(duì)化學(xué)這門科學(xué)感興趣并關(guān)注所學(xué)到的知識(shí)。建議您在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)本書(shū)的特色內(nèi)容，以提高學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣，如章節(jié)中的“化學(xué)應(yīng)用”和“化學(xué)與生活”這兩部分內(nèi)容，展示了化學(xué)如何影響現(xiàn)代生活及其與健康和生命過(guò)程的關(guān)系。此外，建議您在教學(xué)中強(qiáng)化概念理解并降低簡(jiǎn)單操作和計(jì)算解題等內(nèi)容的教學(xué)重要性，鼓勵(lì)學(xué)生使用豐富的在線資源。
本書(shū)的架構(gòu)與內(nèi)容
本書(shū)前五章主要對(duì)化學(xué)進(jìn)行了宏觀的、現(xiàn)象層面的概述，所介紹的基本概念如命名法、化學(xué)計(jì)量法和熱化學(xué)等，這些都是在進(jìn)行普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)前所必須掌握的背景知識(shí)。我們認(rèn)為在普通化學(xué)課程的早期介紹熱化學(xué)是可行的，因?yàn)槲覀儗?duì)化學(xué)過(guò)程的理解很多是基于能量變化的。本書(shū)在熱化學(xué)一章中加入鍵焓，旨在強(qiáng)調(diào)物質(zhì)的宏觀特性與原子和化學(xué)鍵層面的亞微觀世界之間的聯(lián)系。我們相信本書(shū)已經(jīng)為普通化學(xué)課程中的熱力學(xué)教學(xué)提供了一個(gè)有效的、平衡的方法，同時(shí)也向?qū)W生介紹了一些涉及能源生產(chǎn)和消費(fèi)等全球性問(wèn)題的內(nèi)容。在非常高的水平向?qū)W生教授非常多的內(nèi)容，同時(shí)還要求這個(gè)過(guò)程越簡(jiǎn)單越好，行走在這兩者之間的狹窄道路上并非一件易事。本書(shū)從頭至尾都貫徹如下的理念：重點(diǎn)在于傳授對(duì)概念的理解，而不是讓學(xué)生只學(xué)會(huì)如何把數(shù)字代進(jìn)方程里。
接下來(lái)的四章（第6章～第9章）是關(guān)于電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的。第6章和第9章的“深入探究”欄目為一些學(xué)有余力的學(xué)生提供了徑向概率函數(shù)和軌道相位內(nèi)容。我們將后一個(gè)討論放在第9章“深入探究”欄目中，主要針對(duì)那些對(duì)此內(nèi)容感興趣的學(xué)生。在第7章和第9章中處理這部分內(nèi)容及其他內(nèi)容時(shí)，我們對(duì)插圖進(jìn)行了重大改進(jìn)，使其能夠更有效地傳遞其核心信息。
在第10章～第13章中，本書(shū)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物質(zhì)組成的下一個(gè)層次—物質(zhì)的狀態(tài)。第10章和第11章講述氣體、液體和分子間作用力，而第12章則專門討論固體，講述關(guān)于固體狀態(tài)的現(xiàn)代觀點(diǎn)以及學(xué)生們可以接觸到的一些現(xiàn)代材料。本章提供了一個(gè)例子，展示了抽象的化學(xué)鍵概念如何影響現(xiàn)實(shí)世界中的事物。這一部分的模塊化結(jié)構(gòu)風(fēng)格使您具有良好的內(nèi)容選擇自主權(quán)，您可以將時(shí)間與精力集中于您和您的學(xué)生最感興趣的內(nèi)容，如半導(dǎo)體、聚合物、納米材料等。本書(shū)的這一部分以第13章為結(jié)尾，這一章的內(nèi)容包括溶液的形成和性質(zhì)。
后續(xù)幾個(gè)章節(jié)主要研究了決定化學(xué)反應(yīng)速度和程度的因素，包括化學(xué)動(dòng)力學(xué)（第14章）、化學(xué)平衡（第15章～第17章）、熱力學(xué)（第19章）和電化學(xué)（第20章）。這一部分還有一章是關(guān)于環(huán)境化學(xué)（第18章）。第18章將前面章節(jié)中所介紹的概念應(yīng)用于對(duì)大氣和水圈的討論，并強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)以及人類活動(dòng)對(duì)地球上水和大氣的影響。
第21章核化學(xué)之后是3個(gè)內(nèi)容介紹性的章節(jié)。第22章討論了非金屬，第23章討論了過(guò)渡金屬化學(xué)包括配位化合物等，第24章涉及有機(jī)化學(xué)和初步的生物化學(xué)內(nèi)容。最后這四章都是以獨(dú)立的、模塊化的方式展開(kāi)的，在講授時(shí)可以按任何順序進(jìn)行。
本書(shū)的各個(gè)章節(jié)是按照一個(gè)被廣為接受的順序安排的，但是我們也意識(shí)到，不是每位教師都會(huì)按照本書(shū)的章節(jié)順序來(lái)講授所有的內(nèi)容。因此，我們認(rèn)為教師們可以在不影響學(xué)生理解力的情況下對(duì)教學(xué)順序進(jìn)行調(diào)整。特別是許多教師喜歡在化學(xué)計(jì)量法（第3章）之后講授氣體（第10章），而不是將其與物質(zhì)狀態(tài)一起講授。為此，我們編寫(xiě)了氣體這一章，方便教師進(jìn)行教學(xué)順序調(diào)整而不影響教材的使用。教師們也可以在第4.4節(jié)氧化還原反應(yīng)之后，提前講授氧化還原方程及配平問(wèn)題（第20.1節(jié)和第20.2節(jié)）。最后，有些教師喜歡在講授第8章和第9章之后立即講授有機(jī)化學(xué)內(nèi)容（第24章），這幾章內(nèi)容在很大程度上是可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接的。
我們通過(guò)在全書(shū)中設(shè)置實(shí)例，讓學(xué)生可以更多地接觸到有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)的細(xì)節(jié)。您會(huì)發(fā)現(xiàn)在所有章節(jié)中都有相關(guān)的“真實(shí)”化學(xué)實(shí)例來(lái)說(shuō)明化學(xué)的原理和應(yīng)用。當(dāng)然，有些章節(jié)更直接地涉及元素及其化合物的細(xì)節(jié)性質(zhì)，特別是第4、7、11、18章和第22章～第24章。我們還在章末練習(xí)中加入了有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)練習(xí)題。
本版的新內(nèi)容
與每一個(gè)新版本的《化學(xué)：中心科學(xué)》一樣，本版經(jīng)歷了許多變化。身為作者，我們努力保持本書(shū)內(nèi)容的時(shí)效性，并使文字、插圖和練習(xí)題更加清晰和有針對(duì)性。在書(shū)中諸多變化中，有一些是我們重點(diǎn)用來(lái)組織和指導(dǎo)修訂過(guò)程的。我們主要圍繞以下幾點(diǎn)開(kāi)展第14版的修訂工作：
我們對(duì)涉及能量和熱化學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行了重大修訂。能量的概念在當(dāng)前版本的第1章就出現(xiàn)了，而此前的版本中直到第5章才會(huì)出現(xiàn)。這個(gè)變化會(huì)使得教師在講授課程內(nèi)容的次序上擁有更大的自由度。例如，能量概念的引入有利于在第2章之后立即講授第6章和第7章，這樣的教學(xué)次序符合原子理論優(yōu)先的普通化學(xué)教學(xué)方法。我們認(rèn)為更重要的是第5章中加入了鍵焓的概念，用來(lái)強(qiáng)調(diào)宏觀物理量（如反應(yīng)焓）與原子和化學(xué)鍵為代表的亞微觀世界之間的聯(lián)系。我們相信這個(gè)變化會(huì)使熱化學(xué)概念與其他章節(jié)更好地結(jié)合起來(lái)。學(xué)生在對(duì)化學(xué)鍵有了更深刻地認(rèn)識(shí)后，可以在學(xué)習(xí)第8章時(shí)重新討論鍵焓。
在本版中，我們做出了非常大的努力，只為了給學(xué)生們提供更清晰的討論、更好的練習(xí)題，以及更好的實(shí)時(shí)反饋，使我們能夠知道他們對(duì)書(shū)中內(nèi)容的理解程度。作者團(tuán)隊(duì)使用一個(gè)具有互動(dòng)功能的電子書(shū)平臺(tái)，查看學(xué)生們閱讀本書(shū)時(shí)遇到不理解的地方時(shí)所做標(biāo)記的段落以及注釋和問(wèn)題。為此，我們將書(shū)中許多段落的內(nèi)容修改得更加清晰。
第14版《化學(xué)：中心科學(xué)》還提供了具有許多新功能的內(nèi)容增強(qiáng)的在線eText版本。這個(gè)版本不僅是紙質(zhì)書(shū)籍的電子拷貝，它的新的智能圖例從書(shū)中提取關(guān)鍵插圖，并通過(guò)動(dòng)畫(huà)和語(yǔ)音使它們變得生動(dòng)。同樣新的智能實(shí)例解析將書(shū)中關(guān)鍵實(shí)例通過(guò)解析制成動(dòng)畫(huà)，為學(xué)生提供比印刷文字更深入和詳細(xì)的討論�；�動(dòng)功能還包括可在MasteringChemistryTM中分配的后續(xù)問(wèn)題。
我們利用MasteringChemistryTM提供的元數(shù)據(jù)為本版修訂工作提供有用的信息。本版在第13版基礎(chǔ)上，每個(gè)實(shí)例解析部分后面都增加了實(shí)踐練習(xí)單元。幾乎所有的實(shí)踐練習(xí)都是選擇題，并明確給出錯(cuò)誤答案的干擾因素，幫助學(xué)生明確錯(cuò)誤的概念和一些常見(jiàn)錯(cuò)誤。在MasteringChemistryTM中，每個(gè)錯(cuò)誤答案都可以提供反饋，用來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到他們的錯(cuò)誤觀念。在本版中，我們仔細(xì)檢查了MasteringChemistryTM的元數(shù)據(jù)，以確定那些對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是沒(méi)有挑戰(zhàn)性或很少被使用的練習(xí)題。這些練習(xí)題要么被修改，要么被替換。對(duì)于書(shū)中“想一想”和“圖例解析”欄目，我們也做了類似的修改工作以使它們更有效并更適合在MasteringChemistryTM中使用。最后，我們大大增加了MasteringChemistryTM中帶有錯(cuò)誤答案反饋的章末練習(xí)題的數(shù)量，一些過(guò)時(shí)的或很少使用的章末練習(xí)（每章約10題）也被替換了。
最后，我們做了一些細(xì)微但卻非常重要的改動(dòng)，可以幫助學(xué)生快速參考重要的概念并評(píng)估他們學(xué)習(xí)的知識(shí)。這些關(guān)鍵點(diǎn)使用斜體字標(biāo)示，并在上面和下面留有空格，以便于突出顯示。新增加的技能提升模塊“如何……”為解決特定類型的問(wèn)題提供了循序漸進(jìn)的指導(dǎo)，如繪制路易斯（Lewis）結(jié)構(gòu)、氧化還原方程式配平以及給酸命名等。這些模塊包括一系列帶有數(shù)字標(biāo)號(hào)的操作步驟，在書(shū)中很容易找到。最后，每個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)都與具體的章末練習(xí)題相關(guān)聯(lián)，可以幫助學(xué)生準(zhǔn)備小測(cè)驗(yàn)和正式的考試，測(cè)試他們對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)的掌握情況。
本版的變化之處
前面的“本版的新內(nèi)容”部分詳細(xì)介紹了本版中的一些變化之處，然而，除了上述內(nèi)容之外，我們?cè)诰幾脒@一新版本時(shí)提出的總體目標(biāo)也需要額外向讀者闡述�！痘瘜W(xué)：中心科學(xué)》歷來(lái)以其清晰的文字、內(nèi)容的科學(xué)準(zhǔn)確性和時(shí)效性、數(shù)量龐大的章末練習(xí)題以及可滿足不同層面讀者需求而受到好評(píng)。在進(jìn)行第14版修改時(shí)，我們?cè)趫?jiān)持這些特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將全書(shū)布局繼續(xù)采用開(kāi)放、簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)。
第14版的美術(shù)設(shè)計(jì)方案延續(xù)了前兩版的設(shè)計(jì)，更多、更有效地利用圖像作為學(xué)習(xí)工具，將讀者更直接地吸引到圖像中來(lái)。我們修訂了全書(shū)的美術(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)格，提高了圖像的清晰度并采用更簡(jiǎn)潔的現(xiàn)代式外觀。這包括采用新的白色背景注解框，清晰、簡(jiǎn)潔的指向符，更豐富、更飽和的顏色，并增加3D渲染圖像的比例。為了提高圖像的簡(jiǎn)潔性，本版對(duì)書(shū)中每張圖都進(jìn)行了編輯審查，對(duì)圖像及圖內(nèi)文字標(biāo)記都進(jìn)行了許多小的修改。本版對(duì)“圖例解析”進(jìn)行了仔細(xì)地審查，并使用MasteringChemistryTM中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，修改或替換了許多內(nèi)容，吸引并激發(fā)學(xué)生們對(duì)每個(gè)圖中蘊(yùn)含的概念進(jìn)行批判性思考。本版對(duì)“想一想”欄目進(jìn)行了類似的修訂，激發(fā)學(xué)生們對(duì)書(shū)中內(nèi)容進(jìn)行更深層次的閱讀，培養(yǎng)其批判性思維。
每1章第1頁(yè)的“導(dǎo)讀”欄目提供了對(duì)每一章內(nèi)容的概述。概念鏈接（）繼續(xù)提供易于察覺(jué)的交叉引用，便于查閱書(shū)中已經(jīng)介紹了的相關(guān)內(nèi)容。為學(xué)生提供了解決實(shí)際問(wèn)題建議的“化學(xué)策略”和“像化學(xué)家一樣思考”欄目現(xiàn)已更名為“成功策略”，更好地體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助。
本版繼續(xù)強(qiáng)化章末練習(xí)題中的概念性練習(xí)。在每一章的章末練習(xí)題都是以廣受好評(píng)的“圖例解析”開(kāi)始的。這些練習(xí)題在每一章常規(guī)的章末練習(xí)題之前，并都標(biāo)有相關(guān)章節(jié)的編號(hào)。這些練習(xí)題旨在通過(guò)使用模型、圖表、插圖和其他可視化的素材來(lái)幫助學(xué)生對(duì)概念的理解。每一章的末尾都附有數(shù)量較多的“綜合練習(xí)”，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)解決本章的概念與前幾章的概念相結(jié)合的一些問(wèn)題。從第4章開(kāi)始的每一章末尾都有“綜合實(shí)例解析”，這突出了解決綜合問(wèn)題的重要性�？傮w來(lái)看，本版在章末練習(xí)題中加入了更多的概念性習(xí)題，并確保其中一部分具有一定難度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了習(xí)題內(nèi)容和難度的平衡。在MasteringChemistryTM中，許多習(xí)題被重新調(diào)整以方便使用。我們廣泛利用學(xué)生們使用MasteringChemistryTM的元數(shù)據(jù)來(lái)分析章末練習(xí)題，并對(duì)部分練習(xí)題進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦薷模�本版也為每章總結(jié)了“學(xué)習(xí)成果”。
本版繼續(xù)在書(shū)中加入廣受好評(píng)的“化學(xué)應(yīng)用”和“化學(xué)與生活”系列欄目，欄目中的新文章強(qiáng)化了與每一章主題相關(guān)的世界事件、科學(xué)發(fā)現(xiàn)和醫(yī)學(xué)突破等內(nèi)容。本書(shū)在保持對(duì)化學(xué)的積極方面關(guān)注的同時(shí)，也沒(méi)有忽視在日益科技化的世界中可能出現(xiàn)的各種各樣的問(wèn)題。本書(shū)的目標(biāo)是幫助學(xué)生熟悉化學(xué)世界，并了解化學(xué)如何影響我們的生活方式。
化學(xué)教材頁(yè)碼隨著版本的增加而增加，這也許是一種理所當(dāng)然的趨勢(shì)，但是作為作者的我們并不認(rèn)可這種趨勢(shì)。本版中新增的大部分內(nèi)容都是替換以前版本中關(guān)聯(lián)度不強(qiáng)的內(nèi)容。下面列出了本版內(nèi)容上的幾個(gè)重大變化：
第1章，及其后的每一章都以一個(gè)新的章節(jié)起始照片和對(duì)應(yīng)的背景故事開(kāi)始，為后續(xù)內(nèi)容提供一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的背景。第1章增加了一個(gè)關(guān)于能源本質(zhì)的新節(jié)（第1.4節(jié)）。本版將能源納入第1章，為后面各章的學(xué)習(xí)順序提供了更大的靈活性。第1章“新聞中的化學(xué)”的“化學(xué)應(yīng)用”欄目已經(jīng)完全重寫(xiě)，其中的內(nèi)容描述了化學(xué)與現(xiàn)代社會(huì)事務(wù)交織的各種方式。
第2章中，我們改進(jìn)了用于描述發(fā)現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)—密立根油滴實(shí)驗(yàn)和盧瑟福金箔實(shí)驗(yàn)的插圖。在第2章中第一次出現(xiàn)的元素周期表已更新，增加了113號(hào)元素（，Nihonium）、115號(hào)元素（鏌，Moscovium）、117號(hào)元素（，Tennessine）和118號(hào)元素（，Oganesson）等元素。
第5章是全書(shū)中修訂最多的章節(jié)。我們修訂了第5章的開(kāi)始部分，用于與第1章中介紹的能源基本概念相呼應(yīng)。本章新增了兩個(gè)插圖，圖5.3給出了靜電勢(shì)能與離子固體的成鍵變化之間的聯(lián)系，圖5.16提供了一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的類比，幫助學(xué)生理解自發(fā)反應(yīng)和反應(yīng)焓之間的關(guān)系。用于說(shuō)明放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的圖5.8修改為顯示反應(yīng)前后變化的情況。新增加了第5.8節(jié)鍵焓，給出如何從原子層面理解反應(yīng)焓。
第6章增加了一個(gè)新的“實(shí)例解析”，分析了玻爾模型中主量子數(shù)是如何決定氫原子的軌道半徑的，以及當(dāng)發(fā)射或吸收光子時(shí)，電子會(huì)發(fā)生哪些變化。
第8章中關(guān)于鍵焓的內(nèi)容已移至第5章，并在第5章得到了充分討論。在第11章中，我們對(duì)各種分子間作用力的內(nèi)容進(jìn)行了集中修改，用來(lái)明確化學(xué)家通常以能量單位而不是力的單位來(lái)考慮這些作用力。與前版不同，第14版中圖11.14采用表格形式，清楚地表明分子間相互作用的能量是可以疊加的。
第12章加入了一個(gè)新的標(biāo)題為“汽車中的現(xiàn)代材料”的“化學(xué)應(yīng)用”欄目，討論了混合動(dòng)力汽車中使用的各種材料，包括半導(dǎo)體、離子固體、合金、聚合物等。以及新增加一個(gè)標(biāo)題為“微孔和介孔材料”的“化學(xué)應(yīng)用”欄目，探討了不同孔徑材料及其在離子交換和催化轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。
第15章新加入一個(gè)關(guān)于溫度變化和勒夏特列原理的“深入探究”欄目，解釋了放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)中溫度變化影響平衡常數(shù)規(guī)律的基礎(chǔ)理論。
第16章新加入一個(gè)“深入探究”欄目，表明多元酸各型體與pH值的關(guān)系。
第17章新加入一個(gè)標(biāo)題為“飲用水中的鉛污染”的“深入探究”欄目，探討了美國(guó)密歇根州弗林特市水質(zhì)危機(jī)背后的化學(xué)問(wèn)題。
本版對(duì)第18章部分內(nèi)容進(jìn)行了修訂，給出了大氣中二氧化碳含量和臭氧層空洞的最新數(shù)據(jù)。圖18.4顯示了臭氧的紫外吸收光譜圖，使學(xué)生能夠了解這種物質(zhì)在過(guò)濾來(lái)自太陽(yáng)的有害紫外輻射方面的作用。新加入的一個(gè)實(shí)例解析（18.3）可以幫助學(xué)生掌握計(jì)算碳?xì)浠�合物燃燒產(chǎn)生的二氧化碳量時(shí)所需的步驟。
我們對(duì)第19章的前一部分內(nèi)容進(jìn)行了大幅度的改寫(xiě)，幫助學(xué)生更好地理解自發(fā)、非自發(fā)、可逆和不可逆過(guò)程的概念及其關(guān)系。這些改進(jìn)使得熵的定義更加清晰。

致學(xué)生

《化學(xué)：中心科學(xué)》第14版是為了向你介紹現(xiàn)代化學(xué)而編寫(xiě)的。實(shí)際上，身為作者的我們是受你的化學(xué)老師委托來(lái)幫助你學(xué)習(xí)化學(xué)的。根據(jù)學(xué)生和教師在使用本書(shū)前幾版后所給出的反饋意見(jiàn)，我們認(rèn)為自己已經(jīng)很好地完成了這項(xiàng)工作。當(dāng)然，我們希望本書(shū)在未來(lái)的版本中能夠繼續(xù)得到發(fā)展，因此我們邀請(qǐng)你寫(xiě)信告訴我們你喜歡本書(shū)的哪些方面，這樣我們就會(huì)知道這個(gè)版本在哪些方面對(duì)你的幫助最大。同時(shí)，我們也希望了解本書(shū)的任何不足之處，以便于在后續(xù)版本中進(jìn)一步改進(jìn)這些方面。我們的地址與聯(lián)系方式在本前言的最后處。
對(duì)學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的建議
學(xué)習(xí)化學(xué)既需要掌握許多概念，又需要具備分析能力。本書(shū)為你提供了許多工具來(lái)幫助你在這兩點(diǎn)上取得成功。如果你想要在化學(xué)課程中取得成功，那么你就必須養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣�？茖W(xué)課程特別是化學(xué)課程是不同于其他類型課程的，對(duì)你的學(xué)習(xí)方法也有不同的要求。為此，本書(shū)提供以下提示，幫助你在化學(xué)學(xué)習(xí)中取得成功：
不要掉隊(duì)！隨著課程的進(jìn)展，新的內(nèi)容將建立在已經(jīng)學(xué)過(guò)的內(nèi)容基礎(chǔ)上。如果你的學(xué)習(xí)進(jìn)度和解題能力落后于其他同學(xué)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很難跟上正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及對(duì)當(dāng)前內(nèi)容的課堂討論。有經(jīng)驗(yàn)的教師知道，如果學(xué)生在上課前預(yù)習(xí)課本中相關(guān)章節(jié)，就能從課堂上學(xué)到更多東西，同時(shí)記憶也更加深刻。你知道嗎，考試前“填鴨式”的學(xué)習(xí)方式已被證明是學(xué)習(xí)包括化學(xué)在內(nèi)所有學(xué)科的無(wú)效方法。在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的世界里，好的化學(xué)成績(jī)對(duì)任何人來(lái)說(shuō)都是十分重要的。
集中精力學(xué)習(xí)。盡管你需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容看起來(lái)令人難以承受，但是掌握那些特別重要的概念和技能才是至關(guān)重要的，因此請(qǐng)注意你的老師所強(qiáng)調(diào)的那些內(nèi)容。當(dāng)你完成“實(shí)例解析”和家庭作業(yè)時(shí)，請(qǐng)回顧一下解答這些內(nèi)容涉及哪些原理和解題技巧。請(qǐng)充分利用每一章開(kāi)頭的“導(dǎo)讀”欄目，它能夠幫助你了解每一章的重要內(nèi)容。通常情況下，依靠?jī)H僅閱讀一章是不足以成功地學(xué)習(xí)本章的概念和掌握解決問(wèn)題的能力的，你往往需要多次閱讀書(shū)中一些特定內(nèi)容。請(qǐng)不要忽略“想一想”“圖例解析”“實(shí)例解析”和“實(shí)踐練習(xí)”欄目，這些都是你了解自己是否掌握知識(shí)的指南，掌握這些內(nèi)容也是對(duì)考試的良好準(zhǔn)備。章末的“學(xué)習(xí)成果”和“主要公式”也會(huì)幫助你集中精力學(xué)習(xí)。
課上做好筆記。你的課堂筆記可以為你提供一個(gè)清晰而簡(jiǎn)明的記錄，指明你的老師認(rèn)為什么是最重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。將你的課堂筆記與教材結(jié)合起來(lái)，是確定需要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容的最好方法。
課前做好預(yù)習(xí)。在上課前預(yù)習(xí)會(huì)使你更容易做好筆記。首先閱讀前面的“導(dǎo)讀”和章末的“總結(jié)”，然后快速閱讀本次課的內(nèi)容，并跳過(guò)“實(shí)例解析”和補(bǔ)充內(nèi)容。你需要注意節(jié)標(biāo)題和分節(jié)標(biāo)題，這可以讓你快速了解本次課的授課內(nèi)容。千萬(wàn)不要認(rèn)為在課前預(yù)習(xí)中你需要立刻學(xué)習(xí)和掌握所有內(nèi)容。學(xué)習(xí)效果。如果你的老師將MasteringChemistryTM與你的教科書(shū)相關(guān)聯(lián)，請(qǐng)利用這個(gè)在線平臺(tái)所提供的獨(dú)特工具，它可讓你在化學(xué)學(xué)習(xí)中取得更多的收獲。
說(shuō)一千道一萬(wàn)，最根本的還是要努力學(xué)習(xí)、有效學(xué)習(xí)，并充分利用包括本書(shū)在內(nèi)的所有工具。我們希望幫助你更多地了解化學(xué)世界，以及為什么化學(xué)是中心科學(xué)。如果你真的學(xué)好了化學(xué)，你就能成為聚會(huì)的主角，給你的朋友和父母留下深刻印象，并且也能以優(yōu)異的成績(jī)通過(guò)課程考試。

致謝

一本教材的出版發(fā)行是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的成功。除了作者之外，許多人也參與其中并貢獻(xiàn)了他們辛勤的勞動(dòng)和才能，以保證這個(gè)版本呈現(xiàn)在讀者面前。雖然他們的名字沒(méi)有出現(xiàn)在本書(shū)的封面上，但他們的創(chuàng)造力、時(shí)間和支持在本書(shū)的編寫(xiě)和制作的各個(gè)階段都發(fā)揮了作用。
每位作者都從與同事的討論以及同國(guó)內(nèi)外教師和學(xué)生的通信中獲益良多。作者的同事們也提供了巨大的幫助，他們審閱了我們的書(shū)稿，分享他們的見(jiàn)解并提供改進(jìn)建議。在第14版中，還有一些審閱人幫助我們，他們通讀書(shū)稿，尋找書(shū)稿中存在的技術(shù)上的不準(zhǔn)確之處和印刷錯(cuò)誤。我們?yōu)閾碛羞@些出色的審閱人而由衷地感到幸運(yùn)。