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範康年 編

圖書標籤:

• 譜學
• 質譜
• 光譜學
• 分析化學
• 化學分析
• 儀器分析
• 質譜分析
• 分子結構
• 有機質譜
• 同位素分析

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040312027

版次：2

商品編碼：12241495

包裝：平裝

叢書名： 麵嚮21世紀課程教材 ，

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：389

字數：480000

正文語種：中文

內容簡介

　　《譜學導論（第2版）》是教育部“高等教育麵嚮21世紀教學內容和課程體係改革計劃”的一項研究成果，是麵嚮21世紀課程教材和普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。
　　《譜學導論（第2版）》在第1版教材使用近十年的基礎上，本次修訂對教材結構、內容和具體實例等方麵進行瞭重要的補充和更新，特彆是將“波譜綜閤解析”單列一章講述，此外又增加瞭光譜傅裏葉變換和x射綫精細結構譜等內容。
　　《譜學導論（第2版）》分為八章：一、分子光譜基礎；二、紅外和拉曼光譜；三、紫外及可見吸收光譜；四、磁共振譜；五、質譜法；六、波譜綜閤解析；七、x射綫衍射與光譜；八、電子能譜。為瞭便於讀者鞏固所學知識和提高解題能力，各章都給齣相應例題和習題，並在書後附有參考答案。全書采用瞭國際單位製（SI）單位為基礎的法定計量單位。
　　《譜學導論（第2版）》可作為化學及相關專業本科學生的基礎課教材，也可供相關專業人員參考。

內頁插圖

目錄

第一章 分子光譜基礎
§1．1 分子的對稱性
1．1．1 對稱元素和對稱操作
1．1．2 群和分子點群
1．1．3 群錶示及其性質
§1．2 分子的內運動和光譜特徵
1．2．1 核運動和電子運動的分離
1．2．2 分子光譜的分布和特徵
1．2．3 躍遷概率和選律
1．2．4 綫形和綫寬
§1．3 轉動光譜
1．3．1 質心平動的分離
1．3．2 雙原子分子的剛性轉子模型
1．3．3 非剛性轉子模型
1．3．4 多原子分子的轉動光譜
1．3．5 轉動光譜的應用
§1．4 振動光譜
1．4．1 雙原子分子的振動方程
1．4．2 簡諧振子模型
1．4．3 非簡諧振子模型
1．4．4 振動光譜的精細結構——振轉光譜
1．4．5 多原子分子的振動模式
§1．5 電子光譜
1．5．1 雙原子分子的電子能級及其錶示方法
1．5．2 電子光譜選律
1．5．3 電子光譜的精細結構——電子振轉光譜
1．5．4 富蘭剋一康頓原理
1．5．5 多原子分子電子光譜
§1．6 拉曼光譜
1．6．1 拉曼散射效應
1．6．2 拉曼光譜選律及其與紅外光譜的互補性
1．6．3 轉動拉曼光譜
1．6．4 振動拉曼光譜
1．6．5 共振拉曼光譜
§1．7 光譜的動力學性質——瞬態光譜
1．7．1 含時薛定諤方程
1．7．2 時間分辨光譜測量
§1．8 光譜的傅裏葉變換
1．8．1 光譜信息的傅裏葉變換
1．8．2 傅裏葉變換的定義和基本性質
習題

第二章 紅外和拉曼光譜
§2．1 紅外光譜儀
2．1．1 色散型紅外光譜儀
2．1．2 傅裏葉變換紅外光譜儀
§2．2 紅外光譜的測量
§2．3 紅外光譜的特徵吸收峰
2．3．1 影響特徵吸收峰的結構因素
2．3．2 各類官能團的特徵吸收峰
§2．4 紅外光譜解析
§2．5 拉曼光譜儀及應用簡介
2．5．1 儀器簡介
2．5．2 特點及應用
習題

第三章 紫外及可見吸收光譜
§3．1 紫外及可見光譜儀
§3．2 紫外光譜吸收帶及其影響因素
3．2．1 紫外光譜吸收帶的分類
3．2．2 測試條件對紫外及可見吸收譜帶的影響
§3．3 有機化閤物的紫外光譜
3．3．1 共軛烯烴的紫外吸收
3．3．2 共軛烯酮的紫外吸收
3．3．3 芳香化閤物的紫外吸收
3．3．4 雜環化閤物的紫外吸收
……

第四章 磁共振譜
第五章 質譜法
第六章 波譜綜閤解析
第七章 X射綫衍射與光譜
第八章 電子能譜

主題索引
外國人名索引

前言/序言

　　十多年前，在化學類本科課程結構和教學體係改革的過程中，為瞭適應現代學科和科學技術發展的需要，我們打破瞭過去以四大化學界定的基礎課框架，整閤瞭分散在各化學基礎課中的相關內容，開設瞭一門集講授微觀結構測定原理、方法和應用為一體的基礎課“譜學導論”，並編寫齣版瞭相應的教材《譜學導論》（高等教育齣版社，2001年7月），該教材為麵嚮21世紀課程教材。近年來許多高校也開設瞭相應課程，《譜學導論》教材受到瞭普遍關注，至今已重印瞭七次。
　　這十年來，隨著譜學技術的不斷發展和教學改革的深入，我們在教學實踐過程中對課程結構和教學內容做瞭許多改進和更新，加上當年原教材編寫時，在很多方麵都帶有探索性，現在看來，尚有少部分內容需要調整，《譜學導論》教材的修訂由此提上瞭議事日程。2007年，本書修訂被列入普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材齣版計劃，更促成瞭本書的修訂工作。
　　本次修訂主要包括以下幾個方麵：
　　一、從多年教學實踐來看，將波譜綜閤解析專門進行較係統的講授是很有必要的。因此，新版教材將原書作為附錄的“波譜解析綜閤練習”改寫為一章“波譜綜閤解析”，並放在結構分析四大譜之後。
　　二、傅裏葉變換技術在現代譜學中使用日趨廣泛，為瞭讓學生能瞭解它的基本原理和重要應用，分彆在第一、第二和第四章增加瞭它的基本原理以及在紅外和核磁技術中應用的內容。
　　三、由於同步輻射作為新型光源的大量應用，以及非晶態結構測量技術的日趨成熟，本次修訂在X射綫衍射一章中增加瞭X射綫精細結構譜的內容，並將該章節名稱改為“X射綫衍射與光譜”。同時將“同步輻射的工作原理簡介”作為附錄列在章後，供讀者參考。

好的，這是一本關於《分子結構與光譜學導論（第三版）》的圖書簡介，該書聚焦於現代化學、物理學和材料科學領域的核心概念，旨在為初學者和專業研究人員提供一個全麵而深入的視角，涵蓋分子世界從基礎理論到前沿應用的廣闊圖景。 --- 分子結構與光譜學導論（第三版） 導言：探索物質的微觀世界 《分子結構與光譜學導論（第三版）》是一本旨在全麵、係統地闡述分子結構理論基礎與現代光譜學技術的權威性教材與參考書。本版在繼承前兩版精髓的基礎上，緊密結閤近年來物理化學、計算化學以及實驗技術領域的最新進展，對理論深度和應用廣度進行瞭顯著的拓展。本書的宗旨是為讀者構建一個堅實的知識框架，使他們能夠理解分子如何基於量子力學原理形成結構，以及如何利用光與物質的相互作用來解析這些結構、能量狀態及動力學過程。 本書的適用範圍極為廣泛，不僅是高等院校化學、物理學、材料科學、生物物理學等專業本科生和研究生的核心教材，也是希望深入瞭解現代光譜分析方法的科研人員和工程師的重要參考資料。 第一部分：分子結構的基礎量子力學（The Quantum Foundation of Molecular Structure） 本部分奠定瞭理解分子結構所需的所有理論基石，重點關注薛定諤方程在分子係統中的應用。 第一章：原子結構與多電子體係 本章迴顧瞭氫原子模型，並逐步過渡到更復雜的、具有多電子的原子體係。詳細討論瞭泡利不相容原理、洪特規則以及精細結構效應。著重闡述瞭自鏇軌道耦閤對原子能級的修正，為理解分子中電子的排布和自鏇狀態做好鋪墊。 第二章：分子軌道理論入門 這是理解化學鍵的量子力學核心章節。我們從雙原子分子開始，引入分子軌道（MO）的概念，並討論瞭綫性組閤原子軌道（LCAO）方法。詳細分析瞭σ鍵、π鍵的形成，以及鍵級、鍵序對穩定性的影響。本章引入瞭能量排序圖和分子軌道能級圖的繪製與解讀方法。 第三章：價層電子對互斥理論（VSEPR）與分子幾何構型 雖然量子力學是基礎，但經典的空間幾何構型理論仍然是直觀理解分子的重要工具。本章結閤VSEPR理論，係統討論瞭如何預測和解釋分子形狀（如VSEPR的局限性）。隨後，深入探討瞭基於分子軌道理論的更精確的幾何優化原理，解釋瞭為什麼某些分子會偏離理想的幾何構型。 第四章：分子振動與轉動能級 本部分轉嚮瞭分子的動態特性。首先，采用諧振子和剛性轉子模型來近似描述分子的振動和轉動能級。詳細推導瞭這些離散能級的錶達式，並引入瞭非剛性轉子模型和量子力學中的離心畸變效應。對於多原子分子，引入瞭簡正坐標和分子內振動模式的對稱性分析基礎。 第二部分：核心光譜學原理與技術（Fundamentals and Techniques of Spectroscopy） 本部分聚焦於光與物質相互作用的基本定律，以及如何將這些定律轉化為可測量的光譜信號。 第五章：電磁輻射與物質相互作用的基本定律 本章詳細介紹瞭電磁波譜的各個區域（射頻、微波、紅外、可見光、紫外、X射綫），及其與分子能級（電子、振動、轉動）之間的對應關係。重點闡述瞭愛因斯坦的輻射係數（A和B係數），以及時間依賴性微擾理論在描述光躍遷中的應用。 第六章：吸收光譜學與朗伯-比爾定律的深化 本章聚焦於吸收過程。除瞭標準的朗伯-比爾定律及其偏差分析（如散射、摺射率變化）外，本版加入瞭對綫型函數（Line Shape Function）的深入討論，包括多普勒展寬、壓力展寬和自然展寬的機製和定量描述。此外，還引入瞭過渡偶極矩的概念，用以預測和解釋躍遷的選擇性。 第七章：能量弛豫與熒光/磷光動力學 當分子被激發後，其返迴基態的過程至關重要。本章詳細描述瞭非輻射弛豫（如內轉換IC、係間竄越ISC）和輻射弛豫（熒光和磷光）。引入瞭斯托剋斯位移、量子産率的定義，並利用Jablonski圖對能量轉移路徑進行清晰的描繪。對時間分辨熒光壽命測定技術進行瞭詳盡介紹。 第八章：拉曼散射理論與技術 拉曼光譜作為一種強大的結構分析工具，在本章中得到充分的展開。重點討論瞭拉曼效應的經典（極化率變化）和量子力學（張量理論）描述。詳細分析瞭共振拉曼效應（RRS），並對比瞭與紅外吸收光譜在信息獲取上的互補性。本章還涵蓋瞭現代拉曼技術，如錶麵增強拉曼散射（SERS）。 第三部分：重要光譜技術及其應用（Key Spectroscopic Techniques and Applications） 本部分將理論與實踐緊密結閤，介紹現代光譜學在結構解析中的具體應用。 第九章：紅外（IR）與振動光譜學的高級應用 本章超越瞭簡單的官能團識彆。重點討論瞭傅裏葉變換紅外（FTIR）光譜儀的工作原理，以及如何利用振動光譜分析分子間相互作用，如氫鍵的強度和幾何構型。高級主題包括二維紅外（2D-IR）光譜學在解析復雜分子中振動耦閤和動力學方麵的應用。 第十章：核磁共振（NMR）光譜學原理 本章係統地介紹瞭NMR的基礎，包括核自鏇、磁矩和拉莫爾頻率。深入解析瞭化學位移的起源（屏蔽效應）、自鏇-自鏇耦閤（J耦閤）及其在解析分子骨架方麵的價值。本版特彆加強瞭對二維NMR技術（如COSY, HSQC, HMBC）的講解，展示瞭它們在解析復雜有機物和生物大分子結構時的強大能力。 第十一章：紫外-可見（UV-Vis）電子光譜學 本章專注於電子能級的躍遷。係統分析瞭σ→σ、n→σ、n→π和π→π等不同類型的電子躍遷。重點討論瞭對發色團和助色團的分析，以及溶劑效應（如Fieser-Woodward規則）對吸收峰位置的影響。在應用部分，詳細闡述瞭電子光譜在濃度測定、反應動力學監測中的實際操作。 第十二章：質譜學與光譜學的整閤 雖然質譜學不直接涉及光與物質的相互作用，但它作為現代結構確證不可或缺的一環，在本版中被納入。本章介紹瞭電噴霧電離（ESI）和基質輔助激光解吸電離（MALDI）等軟電離技術，以及串聯質譜（MS/MS）在確定分子碎片和結構片段中的作用。強調瞭光譜數據（如NMR、IR）與質譜數據相結閤進行完整結構解析的綜閤策略。 結語與展望 《分子結構與光譜學導論（第三版）》旨在提供一個從基本原理到尖端應用的無縫銜接。通過大量的實例分析和練習題，讀者不僅能夠掌握光譜數據背後的物理化學意義，還能熟練運用這些工具解決實際的化學和材料科學問題。本書對量子化學計算結果的闡釋也進行瞭更新，反映瞭理論預測與實驗觀測日益緊密的結閤趨勢，為未來分子科學的研究指明瞭方嚮。

評分☆☆☆☆☆

拿到《譜學導論》（第2版）這本書，我首先是被它紮實的理論基礎和清晰的邏輯結構所吸引。作為一名在化學分析領域工作多年的工程師，我對各種分析儀器的原理和應用並不陌生，但常常在深入理解某些復雜的光譜現象時感到力不從心。《導論》的第二版在這方麵做得相當齣色，它在保持原有精髓的基礎上，對一些前沿的理論和技術進行瞭更新和補充。例如，在量子化學計算與光譜預測的結閤部分，作者不僅介紹瞭基本的原理，還引用瞭最新的研究成果和軟件工具，這對於我這種需要緊跟技術發展步伐的從業者來說，是非常寶貴的資料。書中對光譜數據處理和解析方法的講解，也比我之前接觸過的任何資料都要係統和全麵，從前處理、峰擬閤到多元統計分析，每一步都講解得非常透徹，並且提供瞭多種算法的優缺點比較。更讓我驚喜的是，書中還穿插瞭一些關於儀器設計和優化方麵的討論，這對於我理解不同光譜儀的性能差異以及在實際應用中如何選擇閤適的儀器非常有啓發。書中的參考文獻也十分豐富，涵蓋瞭經典的文獻和最新的研究論文，為進一步深入學習提供瞭良好的起點。這本書的深度和廣度都恰到好處，既能滿足對基礎原理的探究，又能提供解決實際問題的思路。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對科學充滿好奇心的自學者，一直對物質的本質和相互作用感到著迷。偶然的機會，我接觸到瞭《譜學導論》（第2版），這本書徹底打開瞭我對“光譜”這個概念的認知。一開始，我以為它會是一本非常學術、難懂的書，但當我翻開它，我發現自己錯瞭。作者似乎有著一種神奇的能力，能夠把復雜的光譜學原理用非常易於理解的方式呈現齣來。比如，書中對電磁波與物質相互作用的闡述，讓我不再僅僅把“光”看作是一種能量，而是認識到它在微觀層麵上與原子、分子的奇妙互動。關於吸收光譜和發射光譜的區彆，書中用瞭很多生動的比喻，比如“物質就像一個飢餓的巨人，隻會吸收特定‘能量’的食物，然後又以特定‘方式’吐齣多餘的‘能量’”。這本書不僅僅是理論的堆砌，它還給我展示瞭光譜學如何成為我們生活中不可或缺的一部分，從醫學診斷到環境監測，再到藝術品鑒定，光譜學的應用無處不在。我尤其喜歡書中關於“指紋光譜”的概念，這讓我覺得物質就像擁有自己獨特的“聲音”，而光譜儀就是那個能夠“聆聽”的耳朵。這本書讓我感到，科學原來可以如此有趣和貼近生活。

評分☆☆☆☆☆

這本《譜學導論》（第2版）實在是一本讓我眼前一亮的書。我是一名初涉光譜分析領域的研究生，原本以為這會是一本枯燥晦澀的教科書，但事實完全齣乎我的意料。從第一頁開始，作者就用一種非常引人入勝的方式，將抽象的光譜學概念具象化。比如，書中關於分子振動的描述，並非簡單地羅列數學公式，而是通過生動形象的比喻，讓我這個非物理專業的學生也能輕鬆理解。那些關於分子在特定頻率下“共振”的講解，配閤著圖示，仿佛真的能看到分子在跳舞。而且，它並沒有停留在基礎理論層麵，而是迅速地將理論與實際應用相結閤，介紹瞭幾種主流的光譜技術，如紅外光譜、拉曼光譜等，並且詳細闡述瞭它們各自的優缺點以及在不同領域的應用案例。我印象特彆深刻的是，書中關於如何通過分析光譜圖來識彆物質成分的章節，講解得非常細緻，步驟清晰，甚至還給齣瞭很多實際操作的技巧和注意事項，這對我日後的實驗操作將會有極大的幫助。此外，書中對實驗誤差的分析和處理方法也講得十分到位，這對於初學者來說尤為重要，能夠避免走很多彎路。總的來說，這本書不僅僅是一本“導論”，更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地將我引入光譜學這個奇妙的世界。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在光譜儀器開發一綫摸爬滾打多年的工程師，我深知一本好的技術參考書的重要性。《譜學導論》（第2版）這本書，可以說是給瞭我很大的驚喜。它不僅僅是一本理論書籍，更像是一本操作手冊和技術指南。書中對各種光譜技術的原理講解，無論是從物理學的角度還是從化學學的角度，都闡述得非常到位，而且邏輯清晰，層次分明。我特彆欣賞的是，書中對於儀器設計中的一些關鍵參數和優化策略的討論，這對於我們開發新一代光譜儀非常有指導意義。例如，在關於探測器選擇和噪聲抑製的章節，作者深入剖析瞭不同類型探測器的優缺點，以及如何在實際應用中最大程度地降低噪聲，提高信噪比。此外，書中還對一些常用的光譜分析軟件和算法進行瞭詳細的介紹和評價，這對於我們軟件開發團隊來說，提供瞭寶貴的參考信息。值得一提的是，本書在一些章節中還引用瞭大量的實驗數據和圖錶，這些都極具參考價值，能夠幫助我們更直觀地理解理論知識，並將其應用於實際的儀器開發和性能優化中。這本書不僅拓寬瞭我的理論視野，也為我的實際工作提供瞭源源不斷的靈感。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備撰寫畢業論文的本科生，研究方嚮是利用光譜技術進行材料錶徵。坦白說，在接觸《譜學導論》（第2版）之前，我對於光譜學的一些基本概念和分析方法感到有些模糊不清，特彆是涉及到一些復雜的譜峰解析和歸屬問題時，常常無從下手。這本書的齣現，簡直就是及時雨。書中關於各種譜學技術的介紹，非常貼閤實際應用的需求。比如，在介紹核磁共振譜（NMR）時，作者不僅僅講解瞭自鏇和化學位移等基本概念，還詳細闡述瞭各種脈衝序列的設計原理和應用場景，這對於理解和解析復雜的NMR譜圖至關重要。在關於質譜（MS）的章節，書中對電離方式、質量分析器類型以及碎片化模式的講解，都非常細緻，並且提供瞭大量的實例分析，讓我能夠逐步掌握如何從質譜圖中提取有用的信息。最讓我受益匪淺的是，書中關於如何構建和優化光譜數據庫的討論，以及如何利用機器學習方法對光譜數據進行分類和預測。這些內容直接解決瞭我在論文研究中遇到的瓶頸，為我提供瞭切實可行的解決方案。總而言之，這本書為我打開瞭新的思路，幫助我更好地理解和應用光譜學技術。