高等結(jié)構(gòu)分析

內(nèi)容概要

　　第一次印刷兩千冊(cè)在不到一年的時(shí)間里即售罄，第二次印刷后也銷售迅速，需要再印?！陡叩冉Y(jié)構(gòu)分析》出版4年來，評(píng)價(jià)較好，得過一次二等獎(jiǎng)。承眾多讀者關(guān)愛，除給以贊揚(yáng)和鼓勵(lì)外，還提出了一些意見與建議，認(rèn)為：在內(nèi)容上缺少了當(dāng)前結(jié)構(gòu)分析的一個(gè)重要方面，即表面結(jié)構(gòu)分析；在顯微結(jié)構(gòu)分析方面，只寫了電子顯微鏡，未包括光學(xué)顯微術(shù)、掃描探針顯微術(shù)等手段；另外，《高等結(jié)構(gòu)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(gè)電磁波譜都能與物質(zhì)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(zhì)結(jié)構(gòu)，《高等結(jié)構(gòu)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(dú)缺少了可見紫外光譜這一研究分子的外層電子結(jié)構(gòu)的重要方法，這些內(nèi)容均需補(bǔ)充。為此，決定對(duì)《高等結(jié)構(gòu)分析》進(jìn)行修改補(bǔ)充，出第二版。　　本次修改著重在補(bǔ)充前述的3個(gè)方面。由楊新菊撰寫了第十二章表面結(jié)構(gòu)分析，王荔、唐浩、馬禮敦撰寫了第五章可見紫外光譜，李莉擴(kuò)展了電子顯微鏡一章，章名也改為顯微分析技術(shù)，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(bǔ)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(xì)結(jié)構(gòu)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(bǔ)充。各位作者當(dāng)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(jié)構(gòu)分析》的撰寫和修改。　　《高等結(jié)構(gòu)分析》的作者多數(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的服務(wù)、教學(xué)、科研第一線工作了數(shù)十年，累積有豐富的經(jīng)驗(yàn)，這是《高等結(jié)構(gòu)分析》的基礎(chǔ)。《高等結(jié)構(gòu)分析》還引用了大量的文獻(xiàn)、其他作者的工作，正是他們的努力，才發(fā)展了方法、擴(kuò)展了應(yīng)用。這些出色的工作使《高等結(jié)構(gòu)分析》的內(nèi)容更豐富、更充實(shí)，必將有助于讀者更好地了解和掌握《高等結(jié)構(gòu)分析》的內(nèi)容。在此，謹(jǐn)向這眾多文獻(xiàn)的作者致敬及致謝?！　　陡叩冉Y(jié)構(gòu)分析》的修改和第二版的問世是在復(fù)旦大學(xué)出版社的支持與鼓勵(lì)下進(jìn)行的，還得到了復(fù)旦大學(xué)研究生院的領(lǐng)導(dǎo)和幫助，特別要提到的是《高等結(jié)構(gòu)分析》有關(guān)編輯、校對(duì)、排版和出版人員，正是由于他們的督促、他們的認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，才保證《高等結(jié)構(gòu)分析》的出版得以高質(zhì)量地完成，謹(jǐn)向他們致以由衷的謝意?！　〗衲辏俏覀兊哪感！獜?fù)旦大學(xué)的百年誕辰。我們，復(fù)旦大學(xué)的學(xué)生和校友，已在復(fù)旦大學(xué)學(xué)習(xí)工作了數(shù)十年，感謝學(xué)校、老師對(duì)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(wù)。謹(jǐn)以此書作為我們向?qū)W校和老師們的匯報(bào)；作為向百年校慶的獻(xiàn)禮。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 結(jié)構(gòu)分析的意義第二節(jié) 結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容一、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)1．物相結(jié)構(gòu)2．顯微結(jié)構(gòu)3．空間分布二、分子與晶體結(jié)構(gòu)1．基團(tuán)和模塊結(jié)構(gòu)2．分子與晶體結(jié)構(gòu)3．構(gòu)型與構(gòu)象三、電子結(jié)構(gòu)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)分析的方法一、波與物質(zhì)的相互作用二、射頻波、微波與物質(zhì)的相互作用三、紅外、可見、紫外光與物質(zhì)的相互作用四、X射線與物質(zhì)的相互作用1．X射線照射到物質(zhì)上產(chǎn)生的一些現(xiàn)象2．現(xiàn)象的解釋及可能的應(yīng)用五、電子與物質(zhì)的相互作用參考文獻(xiàn)第二章 核儲(chǔ)共振波譜第一節(jié) 核磁共振中的一些基本知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)二、脈沖Fourier變換核磁共振（PFT NMR）的基本原理三、磁化強(qiáng)度在磁場(chǎng)里的運(yùn)動(dòng)（章動(dòng)和旋進(jìn)）四、磁化矢量在磁場(chǎng)里的運(yùn)動(dòng)方程——BlOCh方程五、核磁共振譜儀第二節(jié) 簡(jiǎn)單積算符一、預(yù)備知識(shí)二、簡(jiǎn)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(zhuǎn)移一、13C-1H 耦會(huì)及去耦二、兩個(gè)重要的極化轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)：INEPT與DEPT及譜編輯實(shí)驗(yàn)1．基本的INEPT實(shí)驗(yàn)2．重聚 INEPT3．DEPT實(shí)驗(yàn)第五節(jié) 弛豫一、概論二、兩種弛豫三、不同弛豫機(jī)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(shí)驗(yàn)（COSY，DQF－COSY，TOCSY，NOESY， 2D-INADEQUATE）三、異核二維譜實(shí)驗(yàn)（HETCORR，HMQC，HMBC，HSQC）第七節(jié) 固體核磁共振一、預(yù)備知識(shí)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(chǎng)一、有關(guān)梯度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的一些基本概念二、用梯度場(chǎng)來測(cè)定自擴(kuò)散系數(shù)三、梯度場(chǎng)在二維核磁共振實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用第九節(jié) 核磁共振新進(jìn)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(shù)三、MASJ－HMQC實(shí)驗(yàn)四、二維擴(kuò)散排序譜（DOSY）五、最新進(jìn)展的 TROSY（transverse relaxation optimized spectroscopy）實(shí)驗(yàn)第十節(jié) 實(shí)驗(yàn)概述實(shí)驗(yàn)一 液體高分辨率1H NMR譜實(shí)驗(yàn)二 液體高分辨率 13C NMR譜及去耦實(shí)驗(yàn)三 固體高分辨 13C CP／MAS實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)四 弛豫時(shí)間 T1 的測(cè)定參考文獻(xiàn)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(duì)象第二節(jié) 基本原理一、物質(zhì)的磁性二、磁場(chǎng)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(cè)定七、超精細(xì)結(jié)構(gòu)1．超精細(xì)相互作用2．超精細(xì)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(diǎn)2．微波器件二、磁鐵系統(tǒng)1．電磁鐵2．磁場(chǎng)的選擇3．磁場(chǎng)的技術(shù)要求4．磁鐵電源5．磁場(chǎng)測(cè)量三、諧振腔四、場(chǎng)調(diào)制和信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)五、波譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)1．靈敏度2．分辨率3．穩(wěn)定性六、實(shí)驗(yàn)技術(shù)1．樣品制備2．儀器J作參數(shù)的選擇第四節(jié) 應(yīng)用一、穩(wěn)定性順磁物質(zhì)的直接檢測(cè)1．有機(jī)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(cè)1．原理和方法2．自旋捕獲技術(shù)的應(yīng)用3．其他方法三、自旋標(biāo)記法和自旋探針法——逆磁性物質(zhì)的 EPR研究1．自旋標(biāo)記法2．自旋探針法第五節(jié) EPR進(jìn)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(shí)間域電子順磁共振第六節(jié)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 EPR波譜儀的工作參數(shù)選擇及其性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)二 EPR波譜參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)三 Fremy鹽EPR譜的檢測(cè)及理論模擬參考文獻(xiàn)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(zhuǎn)動(dòng)光譜（AB型）三、雙原子分子的振動(dòng)光譜四、多原子分子的振動(dòng)- 轉(zhuǎn)動(dòng)光譜1．簡(jiǎn)正振動(dòng)的數(shù)目2．多原子分子的振動(dòng)- 轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)（色散型）二、Fourier變換紅外光譜儀1.Fourler變換紅外光譜儀的構(gòu)成2.工作原理3．Fourier變換紅外光譜的數(shù)學(xué)表達(dá)式．4．Fourier變換紅外光譜儀的主要優(yōu)缺點(diǎn)第四節(jié) 紅外吸收光譜的應(yīng)用一、紅外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1．分子振動(dòng)的分類2．各官能團(tuán)的吸收頻率3．影響基團(tuán)頻率變動(dòng)的幾個(gè)因素二、紅外光譜的定性分析1．紅外定性分析的優(yōu)點(diǎn)2．譜圖的測(cè)繪3．譜圖解析三、紅外光譜的特殊附件及應(yīng)用1．反射技術(shù)及應(yīng)用2．光聲光譜 PAS及應(yīng)用3．催化劑吸附態(tài)的原位紅外光譜測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)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(shù)與新發(fā)展一、Fourier變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)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(jié)構(gòu)2．顯微紅外的應(yīng)用舉例三、Fourier變換紅外光譜的光纖技術(shù)l．光纖與FTIR光譜聯(lián)用的優(yōu)點(diǎn)2．紅外光導(dǎo)纖維舉例四、同步輻射紅外光源的應(yīng)用第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 FTIR光譜儀的性能檢驗(yàn)及紅外光譜的常規(guī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)二 用紅外光譜的特殊附件測(cè)定樣品實(shí)驗(yàn)三 紅外光譜分析未知樣品參考文獻(xiàn)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(dòng)的基本理論1．簡(jiǎn)正振動(dòng)2．對(duì)稱性的考慮第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)儀器一、儀器組成一、激光器三、樣品裝置四、單色器五、檢測(cè)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(cè)量要求九、儀器性能第四節(jié) 應(yīng)用示例一、在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用二、在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用三、在分析化學(xué)中的應(yīng)用四、表面增強(qiáng)拉曼光譜五、拉曼光譜在高分子材料中的應(yīng)用六、拉曼光譜在生物學(xué)中的應(yīng)用七、拉曼光譜在物理學(xué)中的應(yīng)用和研究1．半導(dǎo)體2．超晶格與薄膜類材料第五節(jié) 拉曼光譜的技術(shù)進(jìn)展第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 斯托克斯和反斯托克斯拉曼光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)二 CCl4拉曼散射的偏振特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)三 拉曼光譜測(cè)定同位素參考文獻(xiàn)第六章 有機(jī)質(zhì)譜第一節(jié) 方法原理第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)儀器一、離子源二、質(zhì)量分析器三、檢測(cè)器四、真空系統(tǒng)五、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)六、主要技術(shù)指標(biāo)七、聯(lián)用技術(shù)第三節(jié) 譜圖解析一、用質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)出化合物的分子式二、有機(jī)質(zhì)譜的碎裂機(jī)制三、影響質(zhì)譜碎裂反應(yīng)的因素四、常見各類有機(jī)化合物的質(zhì)譜規(guī)律1．碳?xì)浠衔?．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(yīng)用舉例第五節(jié) 有機(jī)質(zhì)譜新進(jìn)展第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 質(zhì)譜儀器的檢定實(shí)驗(yàn)二 芳香胺的芳香醛衍生物的化學(xué)電離質(zhì)譜（CI）測(cè)定實(shí)驗(yàn)三 廢水中半揮發(fā)性有機(jī)污染物的氣相色譜- 質(zhì)譜分析（GC／MS定 性定量分析技術(shù)）參考文獻(xiàn)第七章 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)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(xì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)第二節(jié) X射線吸收光譜一、 X射線吸收光譜與精細(xì)結(jié)構(gòu)二、產(chǎn)生XAFS的物理機(jī)制1．低能XANES2．EXAFS3．XANES第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)方法一、同步輻射XAFS裝置二、實(shí)驗(yàn)室XAFS裝置三、各種XAFS實(shí)驗(yàn)技術(shù)1．熒光法XAFS技術(shù)2．表面 XAFS技術(shù)3．時(shí)間關(guān)聯(lián)XAFS技術(shù)4．自旋分辨XAFS技術(shù)5．能量色散EXAFS技術(shù)6．軟X射線XAFS技術(shù)第四節(jié) EXAFS的表達(dá)式及數(shù)據(jù)處理一、EXAFS的表達(dá)式二、EXAFS的數(shù)據(jù)分析1．X（k）的獲得2．結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獲得第五節(jié) XAFS的應(yīng)用一、XAFS技術(shù)在催化劑結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)二、XAFS在表面科學(xué)中的應(yīng)用三、XAFS技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用四、XAFS技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用第六節(jié) XAFS的發(fā)展一、XAFS研究領(lǐng)域的擴(kuò)大二、XAFS實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展1．與其他技術(shù)的結(jié)合2．顯微XAFS3．在極端條件下的 XAFS4．快速XAFS三、一些新的XAFS應(yīng)用領(lǐng)域1．磁性材料的研究2．在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用3．在電化學(xué)中的應(yīng)用第七節(jié) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 EXAFS測(cè)定局域結(jié)構(gòu)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(zhǎng)參考文獻(xiàn)第八章 X射線單晶衍射結(jié)構(gòu)分析第一節(jié) X射線單晶衍射結(jié)構(gòu)分析的原理一、單晶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)二、單晶X射線衍射的方向三、單晶X射線衍射線的強(qiáng)度四、如何由X射線衍射的方向和強(qiáng)度抽象出結(jié)構(gòu)信息第二節(jié) X射線單晶衍射結(jié)構(gòu)分析的實(shí)驗(yàn)方法一、倒易點(diǎn)陣二 、倒易點(diǎn)陣與反射球三、衍射數(shù)據(jù)收集方法1．Laue法2．回?cái)[法3．Weissenberg照相法4．旋進(jìn)照相法四、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的四圓單晶衍射儀的原理和結(jié)構(gòu)第三節(jié) 利用四圓衍射儀進(jìn)行單晶結(jié)構(gòu)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(cè)定三、晶系和Laue對(duì)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(cè)定六、強(qiáng)度數(shù)據(jù)的還原和校正七、晶體結(jié)構(gòu)的解釋1． Patterson法2．直接法八、結(jié)構(gòu)的修正和發(fā)展九、結(jié)構(gòu)的表達(dá)和計(jì)算第四節(jié) 單晶結(jié)構(gòu)分析的測(cè)定實(shí)例一、以Patterson函數(shù)解晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)例二、直接法解結(jié)構(gòu)的實(shí)例三、絕對(duì)構(gòu)型的測(cè)定第五節(jié) 單晶結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展一、同步輻射X射線單晶衍射技術(shù)二、影像板及面探測(cè)器三、結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展四、蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的解析第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 晶胞參數(shù)的測(cè)定和衍射數(shù)據(jù)的收集實(shí)驗(yàn)二 衍射數(shù)據(jù)的校正還原和結(jié)構(gòu)的解析實(shí)驗(yàn)三 晶體結(jié)構(gòu)的精修、發(fā)展和表達(dá)第七節(jié) 附錄一、系統(tǒng)消光規(guī)律二、結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)庫參考文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)周期性的面間距表示法二、多晶體衍射的倒易點(diǎn)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(qiáng)度的公式第二節(jié) X射線多晶體衍射的實(shí)驗(yàn)方法與衍射譜一、買驗(yàn)方法1．實(shí)驗(yàn)裝置的基本構(gòu)造2．X射線發(fā)生器3．測(cè)角器4．探測(cè)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(cè)量與應(yīng)用一、衍射峰位置的測(cè)量1．峰頂法2．中點(diǎn)法3．質(zhì)心法二、點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定和應(yīng)用1．點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定2．點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定3．點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定的一些應(yīng)用三、X射線物相定性分析及其應(yīng)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(yīng)用舉例第四節(jié) 衍射線強(qiáng)度的測(cè)量和應(yīng)用一、衍射峰強(qiáng)度和測(cè)量二、X射線物相定量分析與應(yīng)用1．衍射線的積分強(qiáng)度2．物相定量分析方法3．定量相分析法應(yīng)用舉例三、擇優(yōu)取向的研究與應(yīng)用1．擇優(yōu)取向現(xiàn)象2．擇優(yōu)取向材料的衍射特點(diǎn)3．織構(gòu)的反極圖表示法4．測(cè)定織構(gòu)的用處第五節(jié) 衍射峰形的分析與應(yīng)用一、影響衍射峰形的各種因素1．儀器因素2．樣品結(jié)構(gòu)因素二、晶粒大小與殘余應(yīng)變的測(cè)定1．晶粒大小及殘余應(yīng)變與衍射峰寬的關(guān)系2．衍射峰形的分離3．測(cè)量晶粒大小與殘余應(yīng)變的應(yīng)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(jié)構(gòu)應(yīng)用舉例3．粉末衍射從頭晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定4．全譜峰形擬合法在粉末衍射傳統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用二、同步輻射多晶體衍射1．高分辨粉末衍射2．時(shí)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(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 物相定性分析實(shí)驗(yàn)二 參考強(qiáng)度比法物相定量分析實(shí)驗(yàn)三 全譜擬合法測(cè)定晶粒大小與殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)四 粉末衍射譜的指標(biāo)化參考文獻(xiàn)第十章 有機(jī)質(zhì)譜第十一章 顯微分析技術(shù)

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