目录 1
第1章 绪论 1
1.1 现代分析化学 1
1.1.1 现代分析化学的发展阶段 1
1.1.2 现代分析化学的发展趋势 1
1.1.3 现代分析化学的内容 2
1.2 电磁辐射与物质相互作用 5
1.2.1 电磁辐射的性质 5
1.2.2 电磁辐射与物质的作用方式 6
1.2.3 光吸收定律 8
1.3 吸收光谱和发射光谱 9
1.3.1 吸收光谱 9
1.3.2 发射光谱 9
1.4 原子光谱和分子光谱 10
1.4.1 原子光谱 10
1.4.2 分子光谱 13
1.5 现代有机光波谱 14
1.5.1 有机光波谱分析方法 14
1.5.2 有机光波谱的产生 15
1.5.3 有机光波谱谱图的构成要素 17
1.5.4 有机光波谱的新进展 18
1.5.5 各种光波谱分析方法应用性能的比较 24
第2章 有机质谱 27
2.1 质谱基本原理 27
2.1.1 质谱仪结构 27
2.1.2 进样系统 28
2.1.3 离子的产生方法 28
2.1.4 离子的分离方法 29
2.1.5 检测器 34
2.1.6 真空系统 35
2.1.7 质谱仪性能指标 35
2.1.8 质谱术语及质谱中的离子 36
2.2 其他离子化法 37
2.2.1 化学电离源 37
2.2.2 快原子轰击源 37
2.2.3 电喷雾电离源 38
2.2.4 大气压化学电离源 38
2.2.6 激光解吸源 40
2.2.5 大气压光致电离源 40
2.3 分子离子 41
2.3.1 分子离子的产生 41
2.3.2 分子离子的判定 42
2.4 质谱中的碎片离子 43
2.4.1 质谱单裂反应 43
2.4.2 重排离子和邻位效应 45
2.4.3 影响断裂反应的因素 46
2.5 同位素离子 48
2.6.1 烷烃类 50
2.6 常见有机化合物的EI谱特征 50
2.6.2 烯烃 52
2.6.3 芳烃 52
2.6.4 醇和酚类 54
2.6.5 醚 56
2.6.6 胺类 59
2.6.7 卤代烷 61
2.6.8 醛和酮 62
2.6.9 羧酸及酯 65
2.6.11 其他芳香族化合物 67
2.6.10 芳香硝基化合物 67
2.7 EI质谱解析 70
2.7.1 谱图解析的一般方法 71
2.7.2 谱图解析实例 72
2.8 软电离质谱解析的一般方法 78
2.8.1 化学电离质谱 78
2.8.2 快原子轰击质谱 78
2.8.3 大气压化学电离质谱 79
2.8.4 电喷雾电离质谱 80
2.8.5 基质辅助激光解吸电离质谱 81
2.9 质谱技术的应用 82
习题 83
第3章 氢核磁共振波谱 86
3.1 核磁共振波谱基本原理 86
3.1.1 原子核的自旋和磁性质 86
3.1.2 原子核的进动和在磁场中的取向 87
3.1.3 核磁共振和宏观磁化强度矢量 88
3.2.2 弛豫 89
3.2.1 饱和 89
3.2 饱和和弛豫 89
3.3 磁矢量的经典力学描述 91
3.3.1 实验室坐标系中的布洛赫（Bloch）方程 92
3.3.2 旋转坐标系中的布洛赫（Bloch）方程 92
3.4 核磁共振波谱仪和实验技术 93
3.4.1 连续波核磁共振波谱仪 93
3.4.2 傅里叶变换核磁共振波谱仪 95
3.4.3 样品准备和测定 95
3.4.4 氘代试剂的性质及在NMR谱中的残余峰 96
3.5 化学位移及其表示方法 97
3.6 自旋-自旋耦合和耦合裂分 98
3.6.1 自旋-自旋耦合和耦合裂分概述 98
3.6.2 n+1规律 99
3.7 影响质子化学位移的因素 100
3.7.1 取代基的诱导效应 100
3.7.2 共轭效应 101
3.7.3 芳环、双键和羰基屏蔽的各向异性效应 101
3.7.5 氢键效应 102
3.7.4 叁键和单键屏蔽的各向异性效应 102
3.8 化学位移与分子结构的关系 103
3.8.1 不同类型化合物的一般化学位移范围 103
3.8.2 饱和烃和取代烷烃 103
3.8.3 烯烃的化学位移 106
3.8.4 芳烃质子化学位移 107
3.9 自旋耦合体系及谱图分类 109
3.9.1 化学位移等价和磁等价 109
3.9.2 一级谱分析 111
3.9.3 二级谱分类及解析 112
3.9.4 自旋-自旋耦合与分子结构的关系 116
3.10 氢核磁共振波谱的应用 118
3.10.1 核磁共振波谱谱图解析的辅助方法 118
3.10.2 氢核磁共振波谱谱图解析步骤 122
3.10.3 核磁共振波谱谱图解析实例 123
3.10.4 核磁共振波谱在定量分析中的应用 128
3.10.5 核磁共振波谱在反应动力学方面的应用 129
习题 133
4.2.1 宽带去耦（质子噪声去耦） 137
4.2 碳核磁共振波谱的谱标识技术 137
4.1 碳核磁共振波谱的特点 137
第4章 碳核磁共振波谱 137
4.2.2 偏共振去耦 138
4.2.3 选择质子去耦 138
4.2.4 门控去耦 139
4.2.5 碳原子级数的测定方法 140
4.3 13C NMR化学位移与分子结构的关系 144
4.3.1 各类化合物的化学位移范围 144
4.3.2 饱和碳氢化合物 146
4.3.3 取代烷烃 147
4.3.4 烯烃及取代烯烃 150
4.3.5 炔烃 151
4.3.6 芳烃 151
4.3.7 羰基化合物 152
4.4 自旋耦合 153
4.4.1 13C—1H耦合 153
4.4.2 13C—X耦合 153
4.5 固体高分辨核磁共振波谱 154
4.5.1 固体高分辨核磁共振波谱的基本原理 154
4.5.2 固体高分辨NMR技术（CP/MAS） 155
4.5.3 固体NMR谱实例 156
4.6 13C NMR的解析 156
习题 163
第5章 核磁共振波谱新技术和二维谱 168
5.1 二维核磁共振波谱的原理和分类 168
5.2 在二维核磁共振波谱中涉及的基本概念 169
5.2.1 一维谱中量子跃迁的选律——单量子跃迁 169
5.2.2 多量子跃迁 169
5.2.3 反转检测和BIRD脉冲序列 170
5.2.4 脉冲梯度场及应用 173
5.3 二维J分解谱 174
5.3.1 二维同核J分解谱 174
5.3.2 二维异核J分解谱 176
5.4 同核二维相关谱 176
5.4.1 COSY和gCOSY同核二维化学位移相关谱 176
5.4.2 Relay同核化学位移二维相关谱 177
5.5 质子全相关谱（TOCSY） 178
5.6 NOE相关谱 179
5.6.1 NOESY 180
5.6.2 双脉冲场梯度自旋回波NOE（DPFGSE-NOE） 181
5.7 13C—1H异核化学位移相关谱 182
5.7.1 13C—1H异核化学位移相关谱（HETCOR） 182
5.7.2 1H检测的13C—1H异核相关谱（gHSQC） 183
5.8 1H检测的13C—1H异核远程相关谱（gHMBC） 184
5.9 二维谱综合解析实例 186
6.1.2 电子能级跃迁产生紫外-可见吸收光谱 190
6.1.1 紫外-可见光的波段 190
6.1 紫外-可见吸收光谱基本知识 190
第6章 紫外-可见吸收光谱 190
6.1.3 紫外-可见吸收光谱图 191
6.2 分子轨道和电子跃迁 191
6.2.1 分子轨道和能级 191
6.2.2 电子跃迁和吸收带类型 193
6.3 紫外-可见吸收光谱常用术语 196
6.3.1 基团类型 196
6.4 溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响 198
6.4.1 紫外-可见吸收光谱常用的溶剂 198
6.3.2 常用术语 198
6.4.2 溶剂的影响 199
6.5 常见有机化合物的紫外-可见吸收光谱 200
6.5.1 饱和烃 200
6.5.2 饱和烃衍生物 200
6.5.3 不饱和脂肪烃 201
6.5.4 羰基化合物 204
6.5.5 苯及其衍生物 211
6.5.6 多环和稠环芳烃化合物 218
6.5.7 杂环化合物 219
6.6 影响紫外-可见吸收光谱的一些因素 222
6.6.1 隔离效应与加和规律 222
6.6.2 立体效应 222
6.6.3 互变异构的影响 223
6.6.4 共振结构的影响 224
6.6.5 溶剂的影响 224
6.6.6 pH值的影响 225
6.6.7 跨环效应 225
6.6.8 乙酰化位移的应用 225
6.7.1 紫外-可见分光光度计的类型 226
6.7 紫外-可见分光光度计 226
6.7.2 紫外-可见分光光度计的组成部件 227
6.8 紫外-可见吸收光谱的应用 228
6.8.1 紫外-可见吸收光谱提供的结构信息 228
6.8.2 紫外-可见吸收光谱在结构分析中的应用 228
6.8.3 紫外-可见吸收光谱的定量分析 232
6.8.4 紫外-可见吸收光谱的进展 233
习题 235
7.1.1 电子激发态的多重性与电子跃迁 238
7.1 分子荧光与磷光的产生 238
第7章 分子发光光谱 238
7.1.2 激发态→基态的能量传递途径 239
7.2 激发光谱和荧光（或磷光）发射光谱 240
7.2.1 激发光谱 240
7.2.2 荧光（或磷光）发射光谱 240
7.2.3 同步荧光光谱 240
7.2.4 三维荧光光谱 241
7.4 荧光的产率与分子结构的关系 242
7.3.3 镜像规则 242
7.3.2 发射光谱的形状 242
7.3 荧光光谱的基本特征 242
7.3.1 Stokes位移 242
7.4.1 产生荧光的分子应具备的条件 243
7.4.2 化合物的结构与荧光 243
7.5 影响荧光强度的环境因素 244
7.5.1 溶剂的影响 244
7.5.2 温度的影响 244
7.5.3 溶液pH的影响 244
7.5.6 溶液荧光的猝灭 245
7.6 分子荧光和磷光光谱仪 245
7.5.4 氢键的影响 245
7.5.5 内滤光作用和自吸现象 245
7.7 分子发光光谱的应用 246
7.7.1 荧光光谱的应用 246
7.7.2 磷光分析法的应用 247
7.7.3 化学发光简介 248
习题 248
8.1.1 红外光区的划分 250
8.1 红外光谱基本知识 250
第8章 红外吸收光谱 250
8.1.2 红外光谱的产生 251
8.1.3 红外光谱图的特征 251
8.2 分子振动和特征振动频率 252
8.2.1 分子振动模型 252
8.2.2 分子的振动类型 257
8.2.3 红外光谱吸收带 258
8.2.5 分子振动与偶极矩和极化率的变化 259
8.2.4 红外光谱吸收带的强度 259
8.2.6 振动的耦合作用 261
8.2.7 基团特征频率和特征吸收峰 263
8.3 频率位移的影响因素 267
8.3.1 外部因素 268
8.3.2 内部因素 269
8.4 常见有机化合物的红外光谱 275
8.4.1 饱和烃及其衍生物 275
8.4.2 烯烃和炔烃 284
8.4.3 芳烃 287
8.4.4 稠环芳烃和杂环化合物 292
8.4.5 羰基化合物 293
8.4.6 氰基（C？N）和累积双键（X＝Y＝Z）化合物 302
8.4.7 氮氧化合物 302
8.4.8 硫氧化合物 305
8.4.9 无机化合物 305
8.5 红外光谱仪及实验技术 307
8.5.1 色散型红外分光光度计 307
8.5.2 傅里叶变换红外分光光度计 309
8.5.3 红外光谱附件和联机技术 311
8.5.4 样品的处理和制样方法 312
8.6 红外吸收光谱的应用 313
8.6.1 红外光谱图解析步骤 313
8.6.2 红外光谱的定性分析 313
8.6.3 红外光谱的定量分析 327
习题 329
第9章 激光拉曼光谱 336
9.1 拉曼光谱基本原理 336
9.1.1 瑞利（Rayleigh）散射与拉曼（Raman）散射 336
9.1.2 拉曼光谱图 337
9.1.3 拉曼光谱选律 338
9.1.4 拉曼光谱参数 339
9.2 红外光谱与拉曼光谱的比较 339
9.3 拉曼光谱的特征 341
9.4 激光拉曼光谱仪 342
9.4.1 色散型激光拉曼光谱仪 342
9.4.2 傅里叶变换拉曼光谱仪 342
9.7.1 拉曼光谱的应用领域 343
9.7 拉曼光谱的应用 343
9.6 表面增强拉曼 343
9.5 共振拉曼效应 343
9.7.2 激光拉曼光谱的谱图解析实例 344
习题 346
第10章 电子自旋共振波谱 348
10.1 电子自旋共振波谱基本原理 348
10.2 仪器 348
10.3 电子自旋共振波谱测定中的标准物质 349
10.4 电子自旋共振波谱和超精细结构的测定 349
10.5 g因子测定 350
10.6 自旋浓度的测定 351
第11章 谱图综合解析 352
11.1 综合解析的方法 352
11.2 谱图综合解析的步骤 354
11.3 谱图综合解析实例 356
习题 377
第12章 联用技术 397
12.1 气相色谱联用技术 397
12.1.1 气相色谱-质谱联用（GC-MS） 398
12.1.2 气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（GC-FTIR） 401
12.1.3 气相色谱-原子发射光谱联用（GC-AED） 403
12.2 液相色谱联用技术 405
12.2.1 液相色谱-质谱联用（LC-MS） 405
12.2.2 液相色谱-质谱／质谱联用（LC-MS/MS） 416
12.2.3 液相色谱-傅里叶变换红外光谱联用（LC-FTIR） 420
12.2.4 液相色谱-核磁共振波谱联用（LC-NMR） 420
12.3 其他联用技术 425
12.3.1 液相色谱-核磁共振波谱-质谱联用（LC-NMR-MS） 425
12.3.2 毛细管电泳-质谱联用（CE-MS） 426
参考文献 427