《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》共分六章:绪论、紫外可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振、质谱、谱图综合解析。书中论述了四大谱的基本原理、仪器结构、实验方法及其应用范围,详细阐述了各类波谱特征信息和分子结构的关系,波谱分析方法在化合物结构鉴定中的应用。《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》以具代表性的谱图,典型的实例来阐释图谱解析过程,重视培养综合运用谱学技术解决实际问题的能力。通俗易懂和具有较强的实用性是《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》的主要特色。
《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》主要用作化学类以及与化学类相关专业的本科高年级学生和研究生波谱分析课程教材,也可作为高等学校相关专业教师和各领域科技工作者的参考用书。
《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》将力求使用大量的谱图,特别是结合编者的科研工作以及最新文献资料,使读者尽快掌握。《波谱解析/国家理科基础科学研究和教学人才培养基地化学系列教材》主要用作化学类以及与化学类相关专业的本科高年级学生和研究生波谱分析课程教材,也可作为高等学校相关专业教师和各领域科技工作者的参考用书。
《波谱解析》是由四川大学化学学院以及分析测试中心的周向葛、邓鹏翅以及徐开来等多位教师合编而成。这些教师多年从事本科《谱学导论》《仪器分析》以及研究生《谱学基础》等课程的教学,在分析化学、有机化学以及无机化学等方向的研究上也颇有建树,积累了丰富的教学和科研经验,为这本教材的撰写打下了很好的基础。
这本教材主要介绍了化学研究常用的“四大谱”,即紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱以及质谱的基本原理以及在化合物结构分析中的应用。这四种谱是化合物结构解析的常用工具,能分别为化合物的结构提供大量的不同信息。因此,在实际操作中如何选择合适的分析手段以及如何进行相应的谱图解析是化学研究中的一项重要工作。
这本教材具有深入简出的特点,适当简化了波谱原理的数学推导以及仪器原理的介绍,侧重于讲解谱图的解析,因此具有较强的实用性。书中提供了大量的谱图实例,其中部分是作者在科研工作中的成果,尤其包含了同类教材中较少介绍的无机化合物的波谱解析,有助于读者进一步体会到“四大谱”在化合物结构解析中的作用。因此,这本教材既易被学生所接受,对相关领域的研究人员也具有较好的参考价值。
我国高校的学科建设和教学科研的发展需要有特色的新教材。我希望高校的教师们能够像这本教材作者一样,结合自己教学与科研实践中的成果与心得,撰写满足教学与科研需求的教材。我也希望这本教材出版发行后,能够得到广大读者的欢迎和反馈,使作者能够在教材应用的过程中,继续修订与提升,成为一部精品教材,为化学的教学与科研发挥更大的作用。
中国科学院院士厦门大学教授
周向葛,四川大学化学学院,教授,化学基地副主任,2002年3月–2003年6月:德国洪堡学者,德国慕尼黑工业大学
1999年12月–2001年2月:日本学术振兴会(JSPS)博士后,日本大阪大学基础工学部化学系
1995年10月–1999年11月:博士研究生,香港大学化学系
1991年9月–1994年7月:硕士研究生,中国科学院成都有机化学研究所
1987年9月–1991年7月:本科生,武汉大学化学系
2006年4月获第七批四川省学术和技术带头人后备人选;2007年10月获得2007年度成都市“一专多能”优秀青年教师;2008年5月获2008年度四川省杰出青年学科带头人;2010年1月获得教育部新世纪优秀人才支持计划。
第1章 绪论
1.1 波谱解析法简介
1.2 紫外吸收光谱
1.3 红外吸收光谱
1.4 核磁共振波谱
1.5 质谱
1.6 四大谱的比较
第2章 紫外 可见吸收光谱
2.1 紫外 可见光谱的基本原理
2.1.1 紫外 可见光谱的波长范围
2.1.2 常用术语
2.1.3 紫外 可见吸收光谱
2.2 紫外 可见分光光度计(光谱仪)
2.2.1 单波长分光光度计
2.2.2 双波长分光光度计
2.2.3 多通道分光光度计
2.3 化合物的电子光谱
2.3.1 有机化合物的电子光谱
2.3.2 无机化合物的电子光谱
2.3.3 紫外 可见光谱的影响因素
2.4 紫外 可见光谱的解析及分析应用
2.4.1 已知化合物的鉴定
2.4.2 有机化合物结构解析
2.4.3 配合物结构分析
2.4.4 分子间相互作用的判断
2.4.5 分子/离子的识别分析
2.4.6 用于物质鉴别分析
2.4.7 三维谱图的应用
2.4.8 在定量分析中的应用
第3章 红外光谱
3.1 红外光谱的基本原理
3.1.1 分子的振动
3.1.2 红外吸收的产生和吸收峰的强度
3.1.3 影响红外吸收谱带位移的因素
3.2 基团频率和特征吸收峰
3.2.1 官能团区和指纹区
3.2.2 常见基团频率
3.3 典型有机化合物的红外光谱主要特征
3.3.1 烷烃
3.3.2 烯烃和炔烃
3.3.3 芳烃
3.3.4 醇和酚
3.3.5 醚
3.3.6 酮和醛
3.3.7 酸和酯
3.3.8 含氮化合物
3.3.9 有机卤化物
3.3.1 0有机硫、磷化合物
3.3.1 1杂环化合物
3.3.1 2高分子化合物
3.4 红外光谱仪
3.4.1 红外光谱仪的类型
3.4.2 红外光源
3.4.3 检测器
3.4.4 红外吸收光谱分析的制样技术
3.5 红外光谱解析
3.6 红外在无机中的应用
第4章 核磁共振波谱
4.1 核磁共振基本原理
4.1.1 原子核的磁矩
4.1.2 核磁共振的产生条件
4.2 核磁共振主要参数
4.2.1 化学位移
4.2.2 耦合常数
4.2.3 弛豫过程
4.2.4 核磁共振谱线宽度
4.3 核磁共振波谱仪
4.3.1 连续波核磁共振波谱仪
4.3.2 脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪
4.3.3 核磁共振技术的新进展
4.4 核磁共振氢谱
4.4.1 化学位移
4.4.2 耦合常数
4.4.3 化学等价与磁等价
4.4.4 自旋体系
4.4.5 氢谱分析
4.4.6 其他氢谱辅助分析手段
4.4.7 核磁共振在反应动力学中的应用
4.5 核磁共振碳谱
4.5.1 常见官能团的化学位移及其影响因素
4.5.2 去耦碳谱
4.5.3 碳原子级数的确定
4.5.4 碳谱解析
4.6 核磁共振二维谱简介
4.6.1 1H 1H COSY
4.6.2 1H 1H TOCSY
4.6.3 1H 1H NOESY
4.6.4 HMQC与HSQC
4.6.5 HMBC
4.7 有机化合物核磁图谱解析示例
4.8 核磁共振在无机物检测中的应用实例
4.8.1 牙膏中含氟化合物的检测
4.8.2 水中氘含量的检测
第5章 质谱
5.1 有机质谱仪
5.1.1 进样系统
5.1.2 离子源
5.1.3 质量分析器
5.1.4 检测器
5.1.5 电学系统和真空系统
5.1.6 质谱仪主要性能指标
5.2 质谱图和质谱表
5.2.1 质谱表示方法
5.2.2 质谱中主要离子类型
5.3 有机质谱裂解方式及机理
5.3.1 简单开裂
5.3.2 重排开裂
5.3.3 环裂解——多中心断裂
5.4 影响裂解反应的主要因素
5.5 常见各类有机化合物的质谱
5.5.1 烷烃
5.5.2 烯烃
5.5.3 芳烃
5.5.4 醇
5.5.5 酚和芳香醇
5.5.6 卤化物
5.5.7 醚
5.5.8 醛、酮
5.5.9 羧酸
5.5.1 0羧酸酯
5.5.1 1胺
5.5.1 2酰胺
5.5.1 3腈
5.5.1 4硝基化合物
5.6 有机质谱解析
5.6.1 质谱图解析步骤
5.6.2 质谱图谱解析示例
第6章 谱图综合解析
6.1 综合解析程序
6.1.1 分子式的确定
6.1.2 分子中不饱和度的计算
6.1.3 分子结构式的确定
6.2 谱图综合解析实例
参考文献