譜學(xué)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)分析

前言

　　分子、配合物和近幾十年快速發(fā)展的金屬有機(jī)化合物等結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)對(duì)每一個(gè)化學(xué)工作者來說都是很必要的。在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展、各學(xué)科相互交叉與滲透的時(shí)代，譜學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)于分析和解決實(shí)際問題具有重要的作用，所涉及的領(lǐng)域在不斷增加，幾乎可以肯定，化學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)、材料、冶金、環(huán)境等領(lǐng)域工作者都經(jīng)常要用到從這些方法所得出的結(jié)果和所形成的概念。因此，了解各種結(jié)構(gòu)分析方法的基本原理、特點(diǎn)、適用范圍、限度以及如何作出結(jié)論等問題是十分必要的，對(duì)將要從事化學(xué)與相關(guān)工作或進(jìn)一步深造的大學(xué)生是必不可少的基本要求?！　〉谝慌P(guān)于分子結(jié)構(gòu)的直接證據(jù)是用物理方法取得的。1913年英國物理學(xué)家w.H.Bragg在德國物理學(xué)家M.Iaue的工作基礎(chǔ)上用X射線衍射法測(cè)定了氯化鈉和氯化鉀的晶體結(jié)構(gòu)；1928年印度人Ch.V.Raman發(fā)現(xiàn)了Raman散射現(xiàn)象，奠定了Raman光譜的基礎(chǔ)；1929年荷蘭物理學(xué)家P.J.w.Debye提出分子偶極矩的概念及其測(cè)定方法；質(zhì)譜法經(jīng)過英國人J.J.Thom-son和F.w.Aston等人的工作也在20世紀(jì)50年代趨于實(shí)用?？梢哉f，分子結(jié)構(gòu)分析的理論和方法是從20世紀(jì)20年代開始發(fā)展的，是現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)研究的結(jié)果?！　》肿咏Y(jié)構(gòu)及其測(cè)定結(jié)果是和物質(zhì)的存在形態(tài)有關(guān)的。分子中原子間的成鍵關(guān)系（包括局部結(jié)構(gòu)）和分子的電子狀態(tài)與能量，在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中都顯得日益重要。事實(shí)上，大量日常的結(jié)構(gòu)分析工作是結(jié)合各種化學(xué)工作進(jìn)行的。它們匯集各種結(jié)構(gòu)信息，為化學(xué)反應(yīng)的歷程、物種的變化和鑒定、各種理論預(yù)測(cè)和計(jì)算結(jié)果，提供觀察手段、數(shù)據(jù)和證據(jù)。在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析中，應(yīng)用最廣泛的主要有：振動(dòng)光譜、電子吸收光譜、磁共振譜、質(zhì)譜、電子能譜和x射線衍射等?！　W(xué)科的發(fā)展要求在大學(xué)本科的基礎(chǔ)課程中盡可能及時(shí)反映當(dāng)代科技發(fā)展的成就，因此教學(xué)內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)的改革勢(shì)在必行。本書作為“國家理科基地創(chuàng)建名牌課程項(xiàng)目”中“譜學(xué)基礎(chǔ)”創(chuàng)建項(xiàng)目的主要內(nèi)容，遵循教育部關(guān)于“化學(xué)專業(yè)本科基本培養(yǎng)規(guī)格和基本教學(xué)要求”和“化學(xué)專業(yè)及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容”文件的精神，融合了有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)等課程的有關(guān)內(nèi)容，是本科學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)譜學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)教材?！　”緯饕榻B紅外光譜、Raman光譜、紫外光譜、磁共振譜、電子能譜、質(zhì)譜和X射線衍射等方法的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，這些結(jié)構(gòu)分析手段涉及的內(nèi)容不僅包含有機(jī)化合物，而且介紹了它們?cè)谂浜衔?、催化化學(xué)、生物化學(xué)、材料化學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有關(guān)的應(yīng)用。由于涉及的知識(shí)面廣，在有限課時(shí)的課堂教學(xué)中無法面面俱到。因此，突出要求學(xué)生以“掌握用于化學(xué)結(jié)構(gòu)分析的譜學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，初步具有應(yīng)用這些方法解決實(shí)際問題的能力”作為貫穿學(xué)習(xí)本書的主線。　　本書的編寫參考了國內(nèi)外已出版的相關(guān)著作，從中受到許多啟發(fā)和收益?！　‰m然我們已作了努力，希望本書能夠盡可能編寫圓滿，但限于水平和時(shí)間，在材料取舍與內(nèi)容深淺等方面都有待于進(jìn)一步探索與改進(jìn)。書中若有錯(cuò)漏，謹(jǐn)請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書主要介紹紅外光譜、Raman光譜、紫外光譜、磁共振譜、電子能譜、質(zhì)譜和X射線衍射法等譜學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并通過大量各類譜圖和綜合譜圖解析的介紹，使學(xué)生掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基本原理與方法，初步具有應(yīng)用這些方法解決實(shí)際問題的能力，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和將來從事教學(xué)、科學(xué)研究提供必要的基礎(chǔ)。書中應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)分析手段涉及的內(nèi)容不僅包括有機(jī)化合物，還介紹了它們?cè)谂浜衔铩⒋呋瘜W(xué)、生物化學(xué)和環(huán)境化學(xué)等領(lǐng)域有關(guān)的應(yīng)用。　　本書可作為高等學(xué)?；瘜W(xué)專業(yè)譜學(xué)基礎(chǔ)課程教材，也可供醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、材料、化工、冶金等專業(yè)選用。

書籍目錄

第一章　導(dǎo)論　1.1　分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)與分子光譜　1.2　躍遷概率和選律　1.3　線形和線寬第二章　紅外與Raman光譜　2.1　轉(zhuǎn)動(dòng)光譜　2.2　雙原子分子的振動(dòng)光譜　2.3　多原子分子的振動(dòng)模式　2.4　紅外光譜儀與測(cè)定技術(shù)　2.5　Raman光譜　2.6　化學(xué)鍵的特征振動(dòng)頻率與譜圖解析方法　2.7　紅外光譜的應(yīng)用　2.8　紅外光譜發(fā)展　習(xí)題第三章　紫外和可見吸收光譜　3.1　基本原理　3.2　紫外-可見光譜儀簡(jiǎn)介　3.3　紫外-可見光譜分析與應(yīng)用　3.4　熒光光譜簡(jiǎn)介　3.5　紫外-可見光譜的進(jìn)展　習(xí)題第四章　磁共振　4.1　核磁共振的基本原理　4.2　核磁斯振的譜儀簡(jiǎn)介　4.3　1H核磁共振　4.4　核磁共振碳譜　4.5　二維核磁共振譜概述　4.6　電子順磁共振　習(xí)題第五章　質(zhì)譜　5.1　質(zhì)譜儀　5.2　質(zhì)譜圖及離子峰　5.3　質(zhì)譜分析應(yīng)用　5.4　質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù)　5.5　紅外（Raman）、紫外、核磁與質(zhì)譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用　習(xí)題第六章　電子能譜　6.1　電子能譜的基本原理　6.2　紫外光電子能譜（UPS）  6.3　X射線光電子能譜（XPS）　6.4　Auger電子能譜（AES）　6.5　電子能譜儀簡(jiǎn)介　6.6　應(yīng)用舉例　6.7　內(nèi)層電子結(jié)合能位移與其他譜儀測(cè)量的關(guān)聯(lián)　習(xí)題第七章　X射線衍射　7.1　X射線的發(fā)生和晶體衍射現(xiàn)象的概述　7.2　X射線單晶衍射法　7.3　X射線多晶衍射法　習(xí)題附錄參考閱讀材料

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