高等結構分析

內(nèi)容概要

　　第一次印刷兩千冊在不到一年的時間里即售罄，第二次印刷后也銷售迅速，需要再印?！陡叩冉Y構分析》出版4年來，評價較好，得過一次二等獎。承眾多讀者關愛，除給以贊揚和鼓勵外，還提出了一些意見與建議，認為：在內(nèi)容上缺少了當前結構分析的一個重要方面，即表面結構分析；在顯微結構分析方面，只寫了電子顯微鏡，未包括光學顯微術、掃描探針顯微術等手段；另外，《高等結構分析》的主要內(nèi)容是各種光譜，從無線電波至X射線的整個電磁波譜都能與物質發(fā)生作用，產(chǎn)生各種不同的光譜，用來研究不同層次與方面的物質結構，《高等結構分析》敘述了從核磁共振到X射線光譜和衍射的各種方法，唯獨缺少了可見紫外光譜這一研究分子的外層電子結構的重要方法，這些內(nèi)容均需補充。為此，決定對《高等結構分析》進行修改補充，出第二版?！　”敬涡薷闹卦谘a充前述的3個方面。由楊新菊撰寫了第十二章表面結構分析，王荔、唐浩、馬禮敦撰寫了第五章可見紫外光譜，李莉擴展了電子顯微鏡一章，章名也改為顯微分析技術，其中掃描探針顯微鏡部分的撰寫還有楊新菊的參與。內(nèi)容有較大修改補充的還有第一章緒論、第二章核磁共振波譜、第八章X射線吸收精細結構光譜、第十章X射線多晶體衍射等。其他各章也均有修改和補充。各位作者當前工作都十分繁忙，但他們放棄了休息，利用節(jié)假日、周末完成了《高等結構分析》的撰寫和修改?！　　陡叩冉Y構分析》的作者多數(shù)在相關領域的服務、教學、科研第一線工作了數(shù)十年，累積有豐富的經(jīng)驗，這是《高等結構分析》的基礎。《高等結構分析》還引用了大量的文獻、其他作者的工作，正是他們的努力，才發(fā)展了方法、擴展了應用。這些出色的工作使《高等結構分析》的內(nèi)容更豐富、更充實，必將有助于讀者更好地了解和掌握《高等結構分析》的內(nèi)容。在此，謹向這眾多文獻的作者致敬及致謝?！　　陡叩冉Y構分析》的修改和第二版的問世是在復旦大學出版社的支持與鼓勵下進行的，還得到了復旦大學研究生院的領導和幫助，特別要提到的是《高等結構分析》有關編輯、校對、排版和出版人員，正是由于他們的督促、他們的認真負責、一絲不茍，才保證《高等結構分析》的出版得以高質量地完成，謹向他們致以由衷的謝意?！　〗衲辏俏覀兊哪感！獜偷┐髮W的百年誕辰。我們，復旦大學的學生和校友，已在復旦大學學習工作了數(shù)十年，感謝學校、老師對我們的辛勤教育，為我們創(chuàng)造的良好工作環(huán)境。我們努力了，我們還要繼續(xù)為人民服務。謹以此書作為我們向學校和老師們的匯報；作為向百年校慶的獻禮。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 結構分析的意義第二節(jié) 結構分析的內(nèi)容一、聚集態(tài)結構1．物相結構2．顯微結構3．空間分布二、分子與晶體結構1．基團和模塊結構2．分子與晶體結構3．構型與構象三、電子結構第三節(jié) 結構分析的方法一、波與物質的相互作用二、射頻波、微波與物質的相互作用三、紅外、可見、紫外光與物質的相互作用四、X射線與物質的相互作用1．X射線照射到物質上產(chǎn)生的一些現(xiàn)象2．現(xiàn)象的解釋及可能的應用五、電子與物質的相互作用參考文獻第二章 核儲共振波譜第一節(jié) 核磁共振中的一些基本知識一、基礎知識二、脈沖Fourier變換核磁共振（PFT NMR）的基本原理三、磁化強度在磁場里的運動（章動和旋進）四、磁化矢量在磁場里的運動方程——BlOCh方程五、核磁共振譜儀第二節(jié) 簡單積算符一、預備知識二、簡單積算符第三節(jié) 自旋回波第四節(jié) 1H 與13C的耦合及極化轉移一、13C-1H 耦會及去耦二、兩個重要的極化轉移實驗：INEPT與DEPT及譜編輯實驗1．基本的INEPT實驗2．重聚 INEPT3．DEPT實驗第五節(jié) 弛豫一、概論二、兩種弛豫三、不同弛豫機制的區(qū)別第六節(jié) 二維核磁共振一、概述二、常用的同核二維實驗（COSY，DQF－COSY，TOCSY，NOESY， 2D-INADEQUATE）三、異核二維譜實驗（HETCORR，HMQC，HMBC，HSQC）第七節(jié) 固體核磁共振一、預備知識二、固體寬譜三、固體高分辨NMR四、四極核的固體高分辨NMR第八節(jié) 脈沖梯度場一、有關梯度場實驗中的一些基本概念二、用梯度場來測定自擴散系數(shù)三、梯度場在二維核磁共振實驗中的應用第九節(jié) 核磁共振新進展一、核磁共振成像——NMR Imaging（MRI）二、多維（即三維和四維）核磁共振技術三、MASJ－HMQC實驗四、二維擴散排序譜（DOSY）五、最新進展的 TROSY（transverse relaxation optimized spectroscopy）實驗第十節(jié) 實驗概述實驗一 液體高分辨率1H NMR譜實驗二 液體高分辨率 13C NMR譜及去耦實驗三 固體高分辨 13C CP／MAS實驗步驟實驗四 弛豫時間 T1 的測定參考文獻第三章 電子順磁共振波譜法第一節(jié) 引言一、EPR的發(fā)展二、EPR的研究對象第二節(jié) 基本原理一、物質的磁性二、磁場和磁矩三、電子自旋磁矩四、共振條件五、線寬、線型和馳豫1．線寬2．自旋弛豫3．線型六、g因子1．g因子概念2．g因子的測定七、超精細結構1．超精細相互作用2．超精細譜線八、自旋濃度第三節(jié) 儀器和方法一、微波系統(tǒng)1．微波及其特點2．微波器件二、磁鐵系統(tǒng)1．電磁鐵2．磁場的選擇3．磁場的技術要求4．磁鐵電源5．磁場測量三、諧振腔四、場調制和信號檢測系統(tǒng)五、波譜儀的主要技術指標1．靈敏度2．分辨率3．穩(wěn)定性六、實驗技術1．樣品制備2．儀器J作參數(shù)的選擇第四節(jié) 應用一、穩(wěn)定性順磁物質的直接檢測1．有機自由基的研究2．催化劑的研究二、自旋捕獲法——高活性自由基的檢測1．原理和方法2．自旋捕獲技術的應用3．其他方法三、自旋標記法和自旋探針法——逆磁性物質的 EPR研究1．自旋標記法2．自旋探針法第五節(jié) EPR進展一、電子一核雙共振二、電子一電子雙共振三、電子一核一核三共振四、時間域電子順磁共振第六節(jié)實驗實驗一 EPR波譜儀的工作參數(shù)選擇及其性能檢測實驗二 EPR波譜參數(shù)的測量實驗三 Fremy鹽EPR譜的檢測及理論模擬參考文獻第四章 紅外吸收光譜第一節(jié) 紅外吸收光譜的發(fā)展第二節(jié) 紅外吸收光譜的基本原理一、紅外吸收光譜的形成及紅外區(qū)的分類二、雙原子分子的轉動光譜（AB型）三、雙原子分子的振動光譜四、多原子分子的振動- 轉動光譜1．簡正振動的數(shù)目2．多原子分子的振動- 轉動光譜五、紅外吸收光譜獲得的條件．第三節(jié) 紅外光譜儀器一、雙光束紅外分光光度計（色散型）二、Fourier變換紅外光譜儀1.Fourler變換紅外光譜儀的構成2.工作原理3．Fourier變換紅外光譜的數(shù)學表達式．4．Fourier變換紅外光譜儀的主要優(yōu)缺點第四節(jié) 紅外吸收光譜的應用一、紅外吸收光譜與分子結構的關系1．分子振動的分類2．各官能團的吸收頻率3．影響基團頻率變動的幾個因素二、紅外光譜的定性分析1．紅外定性分析的優(yōu)點2．譜圖的測繪3．譜圖解析三、紅外光譜的特殊附件及應用1．反射技術及應用2．光聲光譜 PAS及應用3．催化劑吸附態(tài)的原位紅外光譜測繪技術及應用四、紅外光譜的定量分析1．定量分析原理2．定量分析方法的介紹第五節(jié) Fourier變換紅外光譜新技術與新發(fā)展一、Fourier變換紅外光譜聯(lián)用技術1．氣相色譜與紅外光譜聯(lián)用（GC／IR）2．超臨界流體色譜與紅外光譜聯(lián)用（SFC／IR）3．高效液相色譜與紅外光譜聯(lián)用（ LC／IR）二、顯微紅外光譜法1．紅外顯微鏡原理和儀器結構2．顯微紅外的應用舉例三、Fourier變換紅外光譜的光纖技術l．光纖與FTIR光譜聯(lián)用的優(yōu)點2．紅外光導纖維舉例四、同步輻射紅外光源的應用第六節(jié) 實驗實驗一 FTIR光譜儀的性能檢驗及紅外光譜的常規(guī)測試實驗二 用紅外光譜的特殊附件測定樣品實驗三 紅外光譜分析未知樣品參考文獻第五章 拉曼光譜第一節(jié) 引言第二節(jié) 拉曼光譜原理一、光散射二、拉曼光譜的經(jīng)典解釋三、拉曼散射的選擇定則1．經(jīng)典解釋2．量子解釋四、拉曼散射的偏振特性五、分子振動的基本理論1．簡正振動2．對稱性的考慮第三節(jié) 實驗儀器一、儀器組成一、激光器三、樣品裝置四、單色器五、檢測和記錄系統(tǒng)六、控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)七、拉曼位移的單位八、拉曼光譜的測量要求九、儀器性能第四節(jié) 應用示例一、在有機化學中的應用二、在無機化學中的應用三、在分析化學中的應用四、表面增強拉曼光譜五、拉曼光譜在高分子材料中的應用六、拉曼光譜在生物學中的應用七、拉曼光譜在物理學中的應用和研究1．半導體2．超晶格與薄膜類材料第五節(jié) 拉曼光譜的技術進展第六節(jié) 實驗實驗一 斯托克斯和反斯托克斯拉曼光譜測量實驗二 CCl4拉曼散射的偏振特性測量實驗三 拉曼光譜測定同位素參考文獻第六章 有機質譜第一節(jié) 方法原理第二節(jié) 實驗儀器一、離子源二、質量分析器三、檢測器四、真空系統(tǒng)五、計算機控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)六、主要技術指標七、聯(lián)用技術第三節(jié) 譜圖解析一、用質譜數(shù)據(jù)導出化合物的分子式二、有機質譜的碎裂機制三、影響質譜碎裂反應的因素四、常見各類有機化合物的質譜規(guī)律1．碳氫化合物2．醇類3．醚4．醛和酮5．羧酸和酯6．胺類化合物7．酰胺8．腈類9．硝基化合物10．硫化物（硫醇和硫醚）11．鹵代物第四節(jié) 應用舉例第五節(jié) 有機質譜新進展第六節(jié) 實驗實驗一 質譜儀器的檢定實驗二 芳香胺的芳香醛衍生物的化學電離質譜（CI）測定實驗三 廢水中半揮發(fā)性有機污染物的氣相色譜- 質譜分析（GC／MS定 性定量分析技術）參考文獻第七章 X射線吸收精細結構光譜第一節(jié) 前言一、X射線的發(fā)現(xiàn)與其重要作用二、X射線吸收精細結構的特點第二節(jié) X射線吸收光譜一、 X射線吸收光譜與精細結構二、產(chǎn)生XAFS的物理機制1．低能XANES2．EXAFS3．XANES第三節(jié) 實驗方法一、同步輻射XAFS裝置二、實驗室XAFS裝置三、各種XAFS實驗技術1．熒光法XAFS技術2．表面 XAFS技術3．時間關聯(lián)XAFS技術4．自旋分辨XAFS技術5．能量色散EXAFS技術6．軟X射線XAFS技術第四節(jié) EXAFS的表達式及數(shù)據(jù)處理一、EXAFS的表達式二、EXAFS的數(shù)據(jù)分析1．X（k）的獲得2．結構數(shù)據(jù)的獲得第五節(jié) XAFS的應用一、XAFS技術在催化劑結構研究中的應二、XAFS在表面科學中的應用三、XAFS技術在生命科學中的應用四、XAFS技術在材料科學中的應用第六節(jié) XAFS的發(fā)展一、XAFS研究領域的擴大二、XAFS實驗技術的發(fā)展1．與其他技術的結合2．顯微XAFS3．在極端條件下的 XAFS4．快速XAFS三、一些新的XAFS應用領域1．磁性材料的研究2．在環(huán)境科學中的應用3．在電化學中的應用第七節(jié) 實驗實驗一 EXAFS測定局域結構第八節(jié) 附錄一、同步輻射的發(fā)生與特性1．同步輻射的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展2．同步輻射裝置3．同步輻射的特性二、常用各單色器晶面間距三、各元素的K邊及L邊吸收限波長參考文獻第八章 X射線單晶衍射結構分析第一節(jié) X射線單晶衍射結構分析的原理一、單晶結構的特點二、單晶X射線衍射的方向三、單晶X射線衍射線的強度四、如何由X射線衍射的方向和強度抽象出結構信息第二節(jié) X射線單晶衍射結構分析的實驗方法一、倒易點陣二 、倒易點陣與反射球三、衍射數(shù)據(jù)收集方法1．Laue法2．回擺法3．Weissenberg照相法4．旋進照相法四、計算機自動控制的四圓單晶衍射儀的原理和結構第三節(jié) 利用四圓衍射儀進行單晶結構分析的一般過程一、單晶的挑選和安裝二、晶胞參數(shù)和方位矩陣的測定三、晶系和Laue對稱性的確定四、衍射數(shù)據(jù)的收集五、系統(tǒng)消光規(guī)律和空間群的測定六、強度數(shù)據(jù)的還原和校正七、晶體結構的解釋1． Patterson法2．直接法八、結構的修正和發(fā)展九、結構的表達和計算第四節(jié) 單晶結構分析的測定實例一、以Patterson函數(shù)解晶體結構的實例二、直接法解結構的實例三、絕對構型的測定第五節(jié) 單晶結構分析技術的發(fā)展一、同步輻射X射線單晶衍射技術二、影像板及面探測器三、結構生物學的發(fā)展四、蛋白質晶體結構的解析第六節(jié) 實驗實驗一 晶胞參數(shù)的測定和衍射數(shù)據(jù)的收集實驗二 衍射數(shù)據(jù)的校正還原和結構的解析實驗三 晶體結構的精修、發(fā)展和表達第七節(jié) 附錄一、系統(tǒng)消光規(guī)律二、結晶學數(shù)據(jù)庫參考文獻第九章 X射線多晶體衍射第一節(jié) X射線多晶體衍射的基本原理一、晶體結構周期性的面間距表示法二、多晶體衍射的倒易點陣解釋三、X射線多晶體衍射的基本公式1．多晶體衍射方向的公式2．多晶體衍射強度的公式第二節(jié) X射線多晶體衍射的實驗方法與衍射譜一、買驗方法1．實驗裝置的基本構造2．X射線發(fā)生器3．測角器4．探測和記錄系統(tǒng)5．控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)二、多晶體衍射譜及可提供的信息第三節(jié) 衍射峰位置的測量與應用一、衍射峰位置的測量1．峰頂法2．中點法3．質心法二、點陣常數(shù)的測定和應用1．點陣常數(shù)的測定2．點陣常數(shù)的精確測定3．點陣常數(shù)測定的一些應用三、X射線物相定性分析及其應用1．X射線物相定性分析原理與方法2．X射線粉末衍射參比譜3定性相分析應用舉例第四節(jié) 衍射線強度的測量和應用一、衍射峰強度和測量二、X射線物相定量分析與應用1．衍射線的積分強度2．物相定量分析方法3．定量相分析法應用舉例三、擇優(yōu)取向的研究與應用1．擇優(yōu)取向現(xiàn)象2．擇優(yōu)取向材料的衍射特點3．織構的反極圖表示法4．測定織構的用處第五節(jié) 衍射峰形的分析與應用一、影響衍射峰形的各種因素1．儀器因素2．樣品結構因素二、晶粒大小與殘余應變的測定1．晶粒大小及殘余應變與衍射峰寬的關系2．衍射峰形的分離3．測量晶粒大小與殘余應變的應用第六節(jié) 粉末衍射的一些發(fā)展一、多晶體衍射全譜峰形擬合1．Rietveld全譜峰形擬合法2．Rietveld全譜峰形擬合精修結構應用舉例3．粉末衍射從頭晶體結構測定4．全譜峰形擬合法在粉末衍射傳統(tǒng)領域中的應用二、同步輻射多晶體衍射1．高分辨粉末衍射2．時間分辨與原位研究3．顯微衍射4．在極端條件下的粉末衍射與能量色散粉末衍射5．表面和薄膜衍射第七節(jié) 實驗實驗一 物相定性分析實驗二 參考強度比法物相定量分析實驗三 全譜擬合法測定晶粒大小與殘余應力實驗四 粉末衍射譜的指標化參考文獻第十章 有機質譜第十一章 顯微分析技術

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