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第1章 绪论1

1.1 波谱法及其应用1

1.2 电磁波与波谱2

1.2.1 电磁波的性质2

1.2.2 分子能级与波谱4

1.3 分子不饱和度的计算6

1.4 波谱实验样品的准备6

1.4.1 样品量7

1.4.2 样品的纯度7

第2章 紫外光谱法10

2.1 紫外光谱的基本原理10

2.1.1 基本原理11

2.1.2 生色基、助色基、谱带的分类16

2.2 紫外光谱仪和实验方面的一些问题21

2.2.1 紫外分光光度计21

2.2.2 溶剂23

2.2.3 吸收池24

2.2.4 样品溶液的配制24

2.3 各类化合物的紫外光谱24

2.3.1 饱和烃及其含杂原子的简单化合物25

2.3.2 烯类化合物26

2.3.3 羰基化合物29

2.3.4 含氮化合物32

2.3.5 芳香族化合物34

2.3.6 电荷转移吸收光谱和金属配合物的电子吸收光谱37

2.4 紫外光谱中的几个经验规则41

2.4.1 共轭双烯41

2.4.2 α,β-不饱和醛酮43

2.4.3 不饱和羧酸及酯类46

2.5 紫外-可见吸收光谱的应用46

2.5.1 共轭体系的判断47

2.5.2 骨架的推定48

2.5.3 构型与构象的测定49

2.5.4 光谱解析应注意的事项51

2.5.5 定性分析54

2.5.6 定量分析55

习题56

第3章 红外光谱和拉曼光谱58

3.1 引言58

3.1.1 红外光谱的发展58

3.1.2 红外光谱法的特点59

3.1.3 红外光谱谱图59

3.2 红外光谱的基本原理60

3.2.1 化学键的振动与频率60

3.2.2 分子振动与红外光谱63

3.3 红外光谱仪66

3.3.1 双光束红外光谱仪的工作原理66

3.3.2 红外光谱仪的主要部件67

3.3.3 傅里叶变换红外光谱仪69

3.3.4 气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用仪71

3.3.5 红外显微镜71

3.4 试样的调制72

3.4.1 制样时要注意的问题73

3.4.2 固体样品的制样方法73

3.4.3 液体样品的制样法76

3.4.4 气体样品76

3.5 有机化合物基团的特征吸收76

3.5.1 烷烃76

3.5.2 烯烃79

3.5.3 炔烃81

3.5.4 芳香烃82

3.5.5 醇和酚83

3.5.6 醚85

3.5.7 酮86

3.5.8 醛87

3.5.9 羧酸88

3.5.10 酯90

3.5.11 酸酐91

3.5.12 酰卤93

3.5.13 酰胺93

3.5.14 胺与胺盐95

3.5.15 硝基化合物96

3.5.16 含卤素的化合物97

3.6 无机物及配位化合物的红外光谱97

3.6.1 无机盐中基团的红外光谱97

3.6.2 金属配合物的红外光谱98

3.7 影响基团吸收频率的因素101

3.7.1 外部条件对吸收峰位置的影响101

3.7.2 分子结构对基团吸收谱带位置的影响102

3.8 红外定量分析106

3.8.1 朗伯-比耳定律106

3.8.2 定量分析107

3.9 红外光谱图的解析108

3.9.1 红外光谱一般解析步骤109

3.9.2 标准红外光谱图及检索111

3.10 拉曼光谱法简介113

3.10.1 拉曼散射113

3.10.2 拉曼选律114

3.10.3 拉曼光谱的特征谱带及强度115

3.10.4 拉曼光谱的应用116

习题118

第4章 1H 核磁共振121

4.1 NMR 的基本原理121

4.1.1 原子核的自旋121

4.1.2 核磁共振122

4.1.3 饱和与弛豫124

4.2 核磁共振仪简介124

4.2.1 连续波核磁共振仪124

4.2.2 脉冲傅里叶变换核磁共振仪125

4.2.3 脉冲傅里叶变换核磁共振的基本原理126

4.3 化学位移128

4.3.1 化学位移的起源128

4.3.2 内标物及溶剂130

4.3.3 影响化学位移的因素131

4.4 各类质子的化学位移136

4.4.1 各类质子的化学位移值粗略概括136

4.4.2 甲基、亚甲基及次甲基的化学位移137

4.4.3 烯氢的化学位移139

4.4.4 苯氢的化学位移140

4.4.5 炔氢的化学位移141

4.4.6 活泼氢的化学位移141

4.4.7 脂环氢的化学位移142

4.4.8 杂芳环142

4.4.9 醛基氢143

4.5 自旋偶合143

4.5.1 自旋偶合与自旋分裂143

4.5.2 核的等价性144

4.5.3 偶合常数与分子结构的关系149

4.6 核磁共振图谱的类型154

4.6.1 一级谱155

4.6.2 高级谱160

4.7 NMR 若干实验技术问题165

4.7.1 重氢交换法确认活泼氢165

4.7.2 位移试剂的应用165

4.7.3 高磁场强度仪器的应用166

4.7.4 核磁双共振(双照射法)167

4.8 1HNMR 图谱解析步骤及应用实例169

4.8.1 1H NMR 图谱解析的一般步骤169

4.8.2 1H NMR 解析实例169

4.8.3 1H NMR 的应用172

习题173

第5章 13C 核磁共振与二维核磁共振177

5.1 13C 核磁共振原理177

5.2 13C NMR 测定方法179

5.2.1 质子宽带去偶179

5.2.2 偏共振去偶180

5.2.3 质子选择去偶181

5.2.4 门控去偶181

5.2.5 反转门控去偶法182

5.2.6 极化转移技术和 DEPT 谱183

5.3 13C NMR 参数186

5.3.1 化学位移δ及影响因素186

5.3.2 偶合常数191

5.4 各类碳的化学位移193

5.4.1 烷烃194

5.4.2 环烷烃195

5.4.3 烯烃196

5.4.4 炔烃199

5.4.5 芳烃及取代苯199

5.4.6 卤代烷202

5.4.7 醇203

5.4.8 胺203

5.4.9 羰基化合物204

5.5 13C NMR 的解析及应用207

5.6 二维核磁共振简介211

5.6.1 二维核磁共振的基本原理211

5.6.2 二维 J 分解谱213

5.6.3 同核化学位移相关谱215

5.6.4 异核碳氢化学位移相关谱219

5.6.5 总相关谱222

5.6.6 NOESY 谱224

5.6.7 1H 检测的异核化学位移相关谱225

5.6.8 二维核磁共振谱的对照228

习题228

第6章 质谱法231

6.1 仪器及原理232

6.1.1 质谱仪232

6.1.2 质谱仪性能指标244

6.1.3 质谱仪的联用技术246

6.2 质谱裂解表示法247

6.2.1 正电荷表示法247

6.2.2 电子转移表示法248

6.3 裂解方式及机理248

6.3.1 影响离子丰度的主要因素249

6.3.2 质谱裂解方式250

6.4 质谱中离子的类型271

6.4.1 分子离子271

6.4.2 单纯裂解离子271

6.4.3 重排裂解离子272

6.4.4 络合离子272

6.4.5 亚稳离子273

6.4.6 同位素离子276

6.4.7 多电荷离子278

6.5 各类化合物的质谱278

6.5.1 烃278

6.5.2 羟基化合物283

6.5.3 卤化物286

6.5.4 醚288

6.5.5 醛、酮290

6.5.6 羧酸292

6.5.7 羧酸酯293

6.5.8 胺294

6.5.9 酰胺296

6.5.10 腈297

6.5.11 硝基化合物299

6.6 质谱的解析300

6.6.1 分子离子峰和相对分子质量的测定300

6.6.2 分子式的确定303

6.6.3 质谱的解析309

习题319

第7章 综合解析321

7.1 各种谱图解析时的要点321

7.2 波谱解析的一般程序322

7.3 化学方法与其他经典分析方法的应用329

7.4 波谱综合解析例解331

习题342

第8章 旋光光谱和圆二色光谱352

8.1 基本原理352

8.1.1 旋光光谱352

8.1.2 圆二色性谱355

8.1.3 ORD、CD、UV 之间的关系357

8.1.4 康顿效应的分类360

8.2 各类化合物的 ORD 和 CD 谱361

8.2.1 羰基化合物361

8.2.2 酸和酯367

8.2.3 饱和烃368

8.2.4 不饱和烃类368

8.2.5 芳香族化合物370

8.3 旋光谱和圆二色光谱的应用373

习题377

第9章 X 射线衍射法379

9.1 几何晶体学简介379

9.1.1 晶体与非晶体379

9.1.2 晶体结构的对称性379

9.1.3 对称元素的组合与点群381

9.1.4 晶体的点阵结构和平移群381

9.1.5 三十二点群385

9.1.6 空间群386

9.1.7 平面点阵指标与晶面指数387

9.2 X 射线晶体学基础387

9.2.1 X 射线的发生及性质387

9.2.2 晶体的 X 射线衍射389

9.2.3 倒易点阵及晶体的衍射方向392

9.2.4 X 射线衍射强度394

9.2.5 影响晶体 X 射线衍射强度的因素395

9.2.6 系统消光397

9.2.7 粉末法衍射数据的收集398

9.2.8 单晶法衍射数据的收集403

9.3 X 射线衍射的应用406

9.3.1 粉末法结构分析406

9.3.2 物相分析408

9.3.3 单晶结构分析一般步骤410

习题412

主要参考书目413