Physikalische Chemie. Peter W. Atkins
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nicht unbedingt durch die reine Informationsdichte.
Das Buch ist immer noch in drei Teile gegliedert, allerdings wurde Material zwischen den Kapiteln verschoben und die Kapitel wurden neu organisiert. Auf die Tatsache, dass die Thermodynamik weniger im Fokus steht als früher, haben wir durch Zusammenfassen mehrerer Kapitel aus Teil 1 (Gleichgewicht) reagiert, wobei wir auch im Blick hatten, dass manche der angesprochenen Themen bereits in einführenden Vorlesungen behandelt werden. So erhält die Behandlung der Phasendiagramme nun kein eigenes Kapitel mehr, sondern erfolgt in den Kapiteln 4 (Physikalische Umwandlungen reiner Stoffe) und 5 (Die Eigenschaften einfacher Mischungen). Neue Anwendungen beleuchten die Anwendung grundlegender thermodynamischer Prinzipien in den Materialwissenschaften, einem Gebiet von wachsender Bedeutung für die Chemie.
In Teil 2 (Struktur) wurden die einzelnen Kapitel um die Beschreibung aktueller Methoden der Materialwissenschaften (einschließlich der Nanowissenschaften) und der Spektroskopie ergänzt. Auch die Abdeckung der modernen Rechenverfahren in der Chemie insbesondere in Kapitel 10 wurde verbessert.
In Teil 3 sind die Kapitel über die Kinetik komplexer Reaktionen sowie Oberflächenprozesse verschwunden, nicht jedoch die entsprechenden Inhalte. Wir halten diese Themen gerade heutzutage für sehr wichtig. Um sie besser in die anderen Themen des Buchs einzugliedern, erfolgt die Beschreibung von Polymerisationen, der Photochemie sowie enzym- und oberflächenkatalysierter Reaktionen jetzt in den Kapiteln 21 (Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen) und 22 (Reaktionsdynamik), die bereits aus früheren Auflagen bekannt sind, sowie einem neuen Kapitel 23 über Katalyse.
Die Anhänge aus früheren Auflagen haben wir abgeschafft. Die zuvor in den Anhängen versteckte Behandlung elementarer mathematischer Methoden erfolgt jetzt in Form von Mathematischen Exkursen an geeigneten Stellen über das gesamte Buch verteilt. Jeder dieser Exkurse entwickelt und vertieft genau die mathematischen Methoden, die im jeweiligen Kapitel gerade erforderlich sind. Der Beschreibung chemischer und physikalischer Grundlagen, die früher ebenfalls in den Anhängen zu finden war, ist jetzt ein eigenes Kapitel Grundlagen zu Beginn des Buchs gewidmet; spezielle Punkte werden gelegentlich in Form einer Anmerkung oder Zusatzinformation im Text vertieft. Wir glauben, dass sich durch die Auflösung der Anhänge und die Präsentation der Inhalte an der Stelle im Text, an der sie wirklich benötigt werden, die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass diese gelesen und wahrgenommen werden.
Die Diskussion in der Physikalischen Chemie, ob Vorlesungen über Physikalische Chemie eher die Quantenmechanik oder doch die Thermodynamik an den Anfang stellen sollten, geht unvermindert weiter. Als Konsequenz haben wir versucht, die Einteilung des Buchs so flexibel wie möglich zu halten. Das Ziel war dabei, unterschiedliche Wege durch das Buch möglich zu machen. Am Ende dieses Vorworts machen wir zwei Vorschläge, in welcher Reihenfolge die einzelnen Kapitel durchgearbeitet werden könnten. Für all diejenigen, die einen vertieften Kurs ausgehend von der Quantenmechanik wünschen oder benötigen, empfehlen wir einen Blick in unser Buch Quanta, matter, and change (mit Ron Friedman), das ein ähnliches Spektrum von Themen abdeckt wie das vorliegende Buch, aber wegen des anderen Ansatzes eine ganz unterschiedliche Philosophie verfolgt.
Unsere in den Vorauflagen geäußerte Besorgnis hinsichtlich der mathematischen Voraussetzungen der Studenten ist nicht geringer geworden. Wir haben versucht, weitere Strategien zu entwickeln, um die absolute Notwendigkeit der Mathematik für die Physikalische Chemie deutlich zu machen und gleichzeitig diese Mathematikkenntnisse zu vermitteln. Zusätzlich zu den Mathematischen Exkursen im Anschluss an eine Reihe von Kapiteln leiteten wir Gleichungen noch ausführlicher her, begründen ihren Sinn und ihre Notwendigkeit und kommentieren jeden einzelnen Schritt. Wir haben versucht, uns in die Studenten zu versetzen, und versuchen ihnen so viel Hilfe wie möglich beim Kampf mit der Mathematik zu geben.
Viele weitere Änderungen dienen dem Zweck, das Buch effizienter und nützlicher zu machen und gleichzeitig die Themen unterhaltsamer und lebendiger zu präsentieren. Beispielsweise haben wir fast jede der über 1000 Grafiken neu gezeichnet, um ihre Darstellung konsistenter zu machen. Der Abschnitt Die wichtigsten Gleichungen auf einen Blick am Ende jedes Kapitels bieten einen kondensierten Überblick über die wichtigsten der im jeweiligen Kapitel auftretenden Gleichungen. Ein weiteres neues Element sind die Wegweiser im Anhang, die den Zusammenhang zwischen verschiedenen Beziehungen und die Herkunft wichtiger Gleichungen veranschaulichen sollen.
Alles in allem haben wir den Text komplett überarbeitet, aktualisiert und stärker auf Anwendungen der physikalischen Chemie in anderen Fachgebieten ausgerichtet, haben den Einsatz elektronischer Hilfsmittel verstärkt und das Buch insgesamt flexibler und natürlich aktueller gemacht.
P. W. A.
J. de P.
Oxford
Portland
Die Arbeit mit diesem Buch
Diese Auflage enthält zahlreiche Elemente, die helfen sollen, das Erlernen der physikalischen Chemie angenehmer und einfacher zu gestalten. Einer der Punkte, die die physikalische Chemie so schwierig machen, ist die schiere Menge an Information; wir haben daher verschiedene Elemente entwickelt, um das Material zu gliedern (siehe Abschnitt Die Gliederung der Information). Wir verstehen, dass besonders die Mathematik oft Schwierigkeiten bereit, und haben versucht, dem Rechnung zu tragen und das Erlernen dieses wichtigen Bestandteils der physikalischen Chemie so einfach wie möglich zu machen (siehe Abschnitt Erste Hilfe in Mathematik). Das Lösen von Aufgaben – vor allem die Frage: Wie fange ich an? – erweist sich oft als weitere Herausforderung, und wir haben unser Bestes getan, um diese Hürde überwinden zu helfen (siehe „Das Lösen von Aufgaben“). Die folgenden Abschnitte erklären die einzelnen Elemente genau.
Die Gliederung der Information
Das Wichtigste in Kürze
Hier fassen wir alle wichtigen Begriffe stichwortartig zusammen, die in einem Kapitel eingeführt werden. Diese Liste soll Sie auf die wesentlichen Punkte hinweisen, die im folgenden Abschnitt neu hinzukommen.
Begründungen
Beim ersten Durcharbeiten des Buchs mag es ausreichen, die wesentlichen Schlussfolgerungen zu verstehen, ohne sich durch alle Einzelheiten der Herleitung eines mathematischen Ausdrucks zu arbeiten. Andererseits sind mathematische Herleitungen ein integraler Bestandteil der physikalischen Chemie, und es ist wichtig zu verstehen, auf welchem Weg eine bestimmte Beziehung erhalten wird. Die Begründungen ermöglichen es dem Leser, das Niveau der Behandlung und die Menge an Details an seine jeweiligen Absichten anzupassen, und machen es dadurch einfacher, Abschnitte zur Einarbeitung oder zur Wiederholung des Stoffs zügig durchzulesen.
Die wichtigsten Gleichungen auf einen Blick
Am Ende jedes Kapitels findet sich eine Checkliste