近紅外光譜解析實(shí)用指南

前言

　　近紅外光譜定量和定性分析需要采用多元校正算法（即常說(shuō)的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法）建立校正集樣本光譜與其物理或化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系（常稱為模型）。因此，對(duì)光譜響應(yīng)與化學(xué)組成濃度呈比例變化的特征波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行辨識(shí)，無(wú)論對(duì)于科學(xué)認(rèn)知其因果關(guān)系·還是建立常規(guī)分析方法都是必需的?！　〗⒔t外光譜方法的第一步是采用近紅外光譜儀測(cè)量樣品的光譜。光譜是由儀器函數(shù)與樣品的光學(xué)和化學(xué)特性卷積得到的。樣品充當(dāng)了光譜儀的一個(gè)光學(xué)元件。光譜包含了樣品特有的分子振動(dòng)信息、樣品的物理性質(zhì)信息以及樣品與測(cè)量?jī)x器之間特有的交互作用信息。光譜與其化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)稱為光譜結(jié)構(gòu)相關(guān)。光譜相關(guān)或解析是將抽象的吸收數(shù)據(jù)（光譜）轉(zhuǎn)換成用來(lái)表述樣品詳細(xì)分子結(jié)構(gòu)的信息。光譜解析將為建立樣品光譜與其分子性質(zhì)之間的因果關(guān)系奠定基礎(chǔ)。　　單獨(dú)使用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法提供給分析科學(xué)的基礎(chǔ)是不牢固的。建立有效的多元校正模型，要求x（儀器的響應(yīng)數(shù)據(jù)或光譜數(shù)據(jù)）與y（參考數(shù)據(jù)）之間存在定量關(guān)系。如果x與y之間不存在因果關(guān)系，所建立的分析方法將不會(huì)得到正確的預(yù)測(cè)結(jié)果。近紅外光譜解析為了解分子結(jié)構(gòu)與其特征吸收譜帶之間的因果關(guān)系提供基礎(chǔ)知識(shí)。要想掌握近紅外光譜這一分析技術(shù)，光譜解析是一個(gè)極其重要的智力過(guò)程。本書盡可能地為分析工作者提供近紅外光譜解析所需的工具和手段?！　”M管目前尚未有近紅外光譜解析的專著出版，但已發(fā)表了很多相關(guān)的經(jīng)典評(píng)述性論文，其中一些論文給出了特征吸收譜帶的光譜或圖表。

內(nèi)容概要

本書通過(guò)大量的譜圖和數(shù)據(jù)詳細(xì)介紹了近紅外光譜吸收譜帶與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，給出了主要官能團(tuán)、有機(jī)化合物和聚合物的特征吸收譜帶及其歸屬。此外，書中還扼要介紹了近紅外光譜產(chǎn)生的機(jī)理以及近紅外光譜的應(yīng)用發(fā)展史。本書對(duì)讀者深入了解和掌握近紅外光譜分析技術(shù)將有很大幫助，具有廣泛的參考價(jià)值。特別適合作為光譜分析工作者的手冊(cè)類工具書，也可用作科研院所和高等院校師生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

1　近紅外光譜簡(jiǎn)介　1.1　分子光譜　1.2　振動(dòng)能級(jí)　1.3　光譜響應(yīng)與分子濃度　1.4　分子振動(dòng)術(shù)語(yǔ)　1.5　伸縮振動(dòng)　1.6　彎曲　1.7　近紅外光譜群論基礎(chǔ)　1.8　旋轉(zhuǎn)軸　1.9　反映平面　1.10　反演中心　1.11　異常旋轉(zhuǎn)軸　1.12　點(diǎn)群　1.13　用矩陣運(yùn)算定義群　1.14　光譜測(cè)量中的實(shí)用問(wèn)題　1.15　近紅外光譜吸收譜帶的類型　1.16　紅外?近紅外能量特性　1.17　簡(jiǎn)正模式理論（理想的或簡(jiǎn)諧振子）　1.18　非諧振子　1.19　簡(jiǎn)諧振子或簡(jiǎn)正模式圖解　1.20　選律　1.21　非諧振子圖解　1.22　近紅外光譜解析　1.23　基團(tuán)頻率　1.24　振動(dòng)的偶合　1.25　費(fèi)米共振（或二級(jí)共振）　1.26　確定譜帶歸屬的工具和技術(shù)　參考文獻(xiàn)2　鏈烷烴和環(huán)烷烴　2.1　C—H官能團(tuán)　2.2　甲基CH　　2.2.1　一級(jí)倍頻　　2.2.2　高階倍頻　　2.2.3　組合頻　2.3　亞甲基CH　　2.3.1　線型分子的一級(jí)倍頻　　2.3.2　線型分子的高階倍頻　　2.3.3　線型分子的組合頻　　2.3.4　環(huán)狀分子的一級(jí)倍頻　　2.3.5　環(huán)狀分子的高階倍頻　　2.3.6　環(huán)狀分子的組合頻　2.4　次甲基　2.5　典型化合物比較　參考文獻(xiàn)3　烯烴和炔烴　3.1　線型烯烴的倍頻　3.2　線型烯烴的組合頻/彎曲振動(dòng)模式　3.3　環(huán)狀雙鍵　3.4　二烯　3.5　炔和丙二烯　參考文獻(xiàn)4　芳香化合物　4.1　苯　4.2　烷基取代芳香化合物　4.3　非烷基取代芳香化合物　4.4　其它芳香化合物　參考文獻(xiàn)5　含羥基的化合物　5.1  O—H基團(tuán)　5.2　醇　　5.2.1　一級(jí)倍頻　　5.2.2　高階倍頻　　5.2.3　組合頻　5.3　酚　　5.3.1　倍頻　　5.3.2　組合頻　5.4　多羥基化合物　5.5　氫過(guò)氧化物　5.6　羧酸中的OH　　5.6.1　倍頻　　5.6.2　組合頻　5.7　硅烷醇　5.8　烯醇和烯醇化合物　參考文獻(xiàn)6　水　……7　羰基化合物8　胺和酰胺9　P—H和S—H10　碳水化合物11　氨基酸、肽和蛋白質(zhì)12　合成聚合物和橡膠13　近紅外光譜應(yīng)用史附錄1　NIR吸收帶概要圖附錄2a　光譜?分子結(jié)構(gòu)對(duì)照?qǐng)D（10500～6300cm-1，952～1587nm）附錄2b　光譜?分子結(jié)構(gòu)對(duì)照?qǐng)D（7200～3800cm-1，1389～2632nm）附錄3　詳細(xì)的光譜?分子結(jié)構(gòu)對(duì)照?qǐng)D（10500～3800cm-1，952～2632nm）附錄4a　光譜特征吸收峰?分子結(jié)構(gòu)對(duì)照表（以波長(zhǎng)升序及波數(shù)降序排列）附錄4b　光譜特征吸收峰?分子結(jié)構(gòu)對(duì)照表（以官能團(tuán)字母升序排列）附錄5　光譜索引（以官能團(tuán)或?qū)Ρ裙倌軋F(tuán)為序）附錄6　光譜索引（以化合物名稱的漢語(yǔ)拼音字母順序排列）附錄7　光譜索引（以分子式的碳數(shù)排列）索引

章節(jié)摘錄

　　1　近紅外光譜簡(jiǎn)介　　1.1　分子光譜　　分子光譜產(chǎn)生于分子中原子核的周期運(yùn)動(dòng)（振動(dòng)）。這些原子核同時(shí)或分別沿直線矢量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，包括旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、搖擺以及相對(duì)于重心的彎曲運(yùn)動(dòng)。分子的振動(dòng)和彎曲運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為振動(dòng)光譜活性，可以通過(guò)多種光譜技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外（太赫茲）和拉曼光譜。這些分子振動(dòng)光譜與分子的結(jié)構(gòu)高度相關(guān)，而且相當(dāng)復(fù)雜。本書的主要目的就是解析近紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)之間的這種復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系?！　》肿幽芗?jí)是原子和分子運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)能級(jí)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和電子能級(jí)之和。除平動(dòng)能外，其它運(yùn)動(dòng)都會(huì)對(duì)分子光譜的特性產(chǎn)生影響。轉(zhuǎn)動(dòng)能與每一個(gè)分子的旋轉(zhuǎn)角速度成正比。分子的電子能及其量子數(shù)可通過(guò)泡利原理進(jìn)行描述，該問(wèn)題不在本書的討論范圍之內(nèi)。本書主要討論振動(dòng)能級(jí)，并以振動(dòng)能級(jí)模型為基礎(chǔ)來(lái)解析近紅外光譜（NIR）與分子結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系。

圖書封面

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