内容简介
《分析化学(第四版 下册)》由华中师范大学、陕西师范大学、东北师范大学、华南师范大学、北京师范大学、西南大学编,是在2001年出版的面向21世纪课程教材《分析化学》(第三版)下册的基础上修订的,共订二十章,内容包括光谱分析、电化学分析、分离分析方法及各类现代谱学分析方法。《分析化学(第四版 下册)》注重基本方法、仪器构造和基本应用的教学,内容精练,充分反映了仪器分析的基本教学规律和新成就。每章末附有思考题和习题。全书均采用法定计量单位。
《分析化学(第四版 下册)》可作为高等师范院校仪器分析课程的教材,也可供理、工、农、医科院校和从事分析化学工作的科技人员阅读和参考。
内页插图
目录
第一章 绪论
第一节 仪器分析简介
第二节 定量分析方法评价指标
第三节 分析仪器与方法校正
第四节 仪器分析方法的特点和发展趋势
思考题与习题
第二章 仪器分析数据处理方法
第一节 分析信号预处理
第二节 分析信号校正
本章小结
思考题与习题
第三章 光学分析法导论
第一节 电磁辐射和电磁波谱
第二节 原子光谱和分子光谱
第三节 电磁辐射与物质的相互作用
第四节 光学分析法的分类
思考题与习题
第四章 原子发射光谱法
第一节 原子发射光谱法的基本原理
第二节 原子发射光谱仪器
第三节 光谱定性和半定量分析
第四节 光谱定量分析
第五节 原子发射光谱的应用
第六节 电感耦合等离子体质谱
本章小结
思考题与习题
第五章 原子吸收与原子荧光光谱法
第一节 原子吸收光谱法的基本原理
第二节 原子吸收光谱仪器
第三节 原子吸收光谱法的干扰及抑制
第四节 原子吸收光谱定量分析
第五节 原子荧光光谱法
本章小结
思考题与习题
第六章 分子发光分析法
第一节 荧光分析法
第二节 磷光分析法
第三节 化学发光分析法
本章小结
思考题与习题
第七章 紫外-可见吸收光谱法
第一节 紫外-可见吸收光谱
第二节 紫外-可见分光光度计
第三节 紫外-可见吸收光谱法的应用
本章小结
思考题与习题
第八章 红外光谱法和RAMAN光谱法
第一节 红外吸收和RAMAN散射的基本原理
第二节 红外光谱和RAMAN光谱仪器及制样
第三节 基团振动及影响基团频率的因素
第四节 红外光谱法和RAMAN光谱法分析及应用
本章小结
思考题与习题
第九章 核磁共振波谱法
第一节 核磁共振基本原理
第二节 核磁共振波谱主要参数
第三节 核磁共振波谱仪和试样的制备
第四节 核磁共振波谱法应用
第五节 13C核磁共振波谱简介
第六节 二维核磁共振波谱简介
本章小结
思考题与习题
第十章 质谱分析法
第一节 质谱分析法原理和仪器
第二节 质谱图和主要离子峰
第三节 质谱分析法应用
第四节 质谱联用技术
本章小结
思考题与习题
第十一章 电分析化学导论
第一节 电分析化学方法分类
第二节 原电池和电解池
第三节 电极电位
第四节 电极的种类
第五节 电极溶液界面性质
第六节 电化学电池中的电极系统
第七节 电分析化学新进展
本章小结
思考题与习题
第十二章 电位分析法
第一节 电位分析法的基本原理
第二节 离子选择性电极(膜电极)
第三节 离子选择性电极的性能参数
第四节 直接电位分析法
第五节 电位滴定法
本章小结
思考题与习题
第十三章 电解与库仑分析法
第一节 电解的基本原理
第二节 电解分析法及其应用
第三节 库仑分析法
本章小结
思考题与习题
第十四章 极谱法与伏安法
第一节 极谱分析法的基本原理
第二节 极谱定量分析
第三节 极谱波的种类及极谱波方程式
第四节 极谱分析法的发展及特点
第五节 循环伏安法
第六节 溶出伏安法
第七节 方波极谱法
第八节 脉冲极谱法
第九节 单扫描示波极谱法
第十节 交流极谱法
第十一节 配合物吸附波
第十二节 电流型生物传感器
本章小结
思考题与习题
第十五章 色谱法导论
第一节 色谱基本概念
第二节 色谱理论基础
第三节 色谱定性定量分析
本章小结
思考题与习题
第十六章 气相色谱法
第一节 概述
第二节 气相色谱固定相
第三节 气相色谱检测器
第四节 气相色谱实验技术
第五节 气相色谱法的应用
本章小结
思考题与习题
第十七章 高效液相色谱法
第十八章 毛细管电泳和其他分离技术
第十九章 X射线光谱法
第二十章 热分析方法
附录一 部分权重系数和归一化常数
附录二 部分习题参考答案
附录三 常用仪器分析术语汉英对照及索引
主要参考书目
前言/序言
本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材①,也是“面向21世纪分析化学教学内容和课程体系的改革与实践”项目的研究成果。全套教材分为三册:分析化学(上、下册)和分析化学实验,由华中师范大学万家亮和梁沛任主编,宋丹丹、曾胜年和龚静呜任副主编。《分析化学》(第四版)下册由华中师范大学、陕西师范大学、东北师范大学、华南师范大学、北京师范大学和西南大学参与编写和修订。
《分析化学》自1980年的第一版到现在的第四版,前后历经30余年,先后重印16次,全国许多高等师范院校都使用该系列教材。近年来分析化学学科飞速发展,并与其他新兴学科相互交融,为了适应国家经济发展和基础教育改革的需要,根据我们多年来使用本教材的教学体会,在认真分析国内外同类教材及兄弟院校提出的修改意见的基础上,我们对第三版进行了修订和更新。在第四版的编写中,我们传承了与时俱进和“精、全、新”的编写原则,力求科学性、先进性、系统性、启发性和教育性的统一,反映分析化学的时代特点。本书注重对基本原理、基础知识、基本概念和基本技能的透彻理解和掌握,着力培养学生主动学习获得新知识的能力、高层次思考问题的能力和勇于探索创新的意识,强调严谨细致的分析推理。本书还特别增写了分析化学在生命科学和材料科学中的应用,使其较第三版的内容有所充实和提高。
《分析化学》(第四版)下册以光谱分析、电分析、分离分析及质谱、核磁共振波谱法为主,共有二十章,全面、系统地阐述了仪器分析方法、技术的基本原理、仪器构造及基本应用。主要的修订内容如下:
1增加了仪器分析数据处理方法一章,介绍了仪器分析数据处理中的两个必要步骤,即化学信号预处理和校正。
2.在原子发射光谱法一章中,增加了对电感耦合等离子体质谱的介绍。
3.在分子发光分析法一章中,增加了对常见化学发光体系及其反应机理的介绍。
4.在核磁共振波谱法一章中,对¨C核磁共振波谱的内容进行了充实,增加了对二维核磁共振波谱的介绍。
5在质谱分析法一章中,对离子源、质量分析器及质谱联用技术的内容进行了充实。
6.在电分析化学导论一章中,增加了电极溶液界面性质和电分析化学新进展等内容。
7.将第三版中“极谱分析法”一章更名为“极谱法与伏安法”,增加了方波极谱法、交流极谱法、配合物吸附波和电流型生物传感器等内容。
8.将第三版中“色谱分析法”一章扩展为“色谱法导论”、“气相色谱法”、“高效液相色谱法”和“毛细管电泳和其他分离技术”四章,加强了对分离分析技术的介绍。
9.删除了第三版中“其他仪器分析方法”一章,其中Raman光谱的内容与红外光谱合并为一章,X射线分析和热分析作为单独的章节进行介绍。因篇幅所限,流动注射分析的内容在本次修订中没有涉及。
此外,还对各章的插图、例题和习题进行了修订和部分更新,扩充了常用仪器分析术语汉英对照。
《分析化学》(第四版)下册由华中师范大学梁沛通读、整理并定稿,参加编写的院校、编者和各自负责的内容如下:
陕西师范大学张成孝(第一章).华中师范大学周燕平(第二章),陕西师范大学张志琪(第三章、第七章),华中师范大学梁沛(第四、五、十、十九章),西南大学付志锋(第六章),华南师范大学俞英(第八章),华中师范大学李芳(第九章),华中师范大学龚静呜(第十一章),东北师范大学朱连德(第十二、十三章),华中师范大学杜丹(第十四章),华南师范大学梁勇(第十五、二十章),华中师范大学程靖(第十六章),华中师范大学徐晖(第十七章),北京师范大学泰卫东(第十八章)。
本书编写过程中,华中师范大学钟鸿英教授前期做了许多组织工作。本书初稿承蒙北京大学叶宪曾教授审阅,提出了许多宝贵的意见和修改建议,使修订后的教材更为严谨。高等教育出版社鲍浩波、殷英编辑为本书的出版付出了辛勤的劳动,在此一并表示衷心的感谢。
虽然经过再三的斟酌和修改,但限于编者的水平,修订后的教材恐有疏漏和欠妥之处,诚挚希望有关专家、同仁和同学们不吝赐教,以便本书能更好地为广大读者服务。
编者
2011年11月于武昌
深入探索化学世界的奥秘:《无机化学原理与应用(第三版)》 一、 绪论:化学的基石与现代科学的驱动力 本书《无机化学原理与应用(第三版)》旨在为读者构建一个坚实而全面的无机化学知识体系,强调理论与实践的紧密结合。我们深知,无机化学作为化学学科的基础核心,是理解物质结构、性质、反应规律的关键钥匙,更是现代材料科学、能源技术、环境科学等前沿领域不可或缺的理论支撑。 本版在继承前两版经典内容的基础上,进行了大量的更新与深化,尤其关注近年来无机化学领域取得的突破性进展。全书的逻辑结构清晰,从最基本的原子结构、周期性规律入手,逐步深入到化合物的形成、晶体结构、酸碱理论、氧化还原反应,最终拓展至配位化学、固体化学以及环境与能源中的应用。我们力求以严谨的科学态度,清晰的语言阐释复杂的化学概念,帮助学习者真正掌握无机化学的思维方式。 二、 原子结构与周期性:物质世界的微观密码 第一章 原子结构与量子力学基础: 本章从氢原子光谱的精细分析入手,引出玻尔模型及其局限性。随后,系统介绍德布罗意物质波、不确定性原理,并深入探讨薛定谔方程在原子系统中的应用,详细解析了量子数(主量子数 $n$、角量子数 $l$、磁量子数 $m_l$、自旋量子数 $m_s$)的物理意义及其对电子排布的决定作用。通过洪特规则、泡利不相容原理和 Aufbau 原理,读者将能准确预测多电子原子的电子排布,理解电子壳层和亚层对元素化学性质的根本影响。 第二章 元素周期律与周期表: 周期表不仅仅是一个分类工具,更是化学规律的浓缩体现。本章详细讨论了元素周期律的内涵,从原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等一系列周期性变化的物理化学量出发,深入剖析这些性质如何决定元素及其化合物的反应倾向。特别地,本版增加了对“超重元素”的最新研究进展的简要介绍,拓宽视野。 三、 化学键的本质:连接原子与构建物质 第三章 化学键的本质与类型: 本章是理解宏观物质性质的微观基础。我们将超越简单的离子键与共价键概念,引入杂化轨道理论(sp, $ ext{sp}^2$, $ ext{sp}^3$ 及其在复杂分子中的应用),使用价键理论(VB)和分子轨道理论(MO)两种互补的视角来描述化学键的形成和性质。对 $pi$ 键、离域键的讨论,帮助理解芳香性和共轭体系的稳定性。 第四章 分子的几何构型与分子间作用力: 详细阐述价层电子对互斥理论(VSEPR)如何预测分子和离子的空间构型。随后,重点讲解了分子间作用力的多样性,包括范德华力(偶极-偶极、诱导偶极、伦敦色散力)以及至关重要的氢键。理解分子间作用力是解释物质宏观性质(如熔沸点、溶解性、表面张力)的关键所在。 四、 反应的驱动力与平衡:无机反应的宏观规律 第五章 酸碱理论的扩展与应用: 本章超越传统的阿累尼乌斯和布朗斯特-低里理论,系统阐述了刘易斯酸碱理论,并引入了基于溶剂效应和非水溶剂体系中的酸碱性讨论。特别引入了 HSAB (硬/软酸碱) 原则,用于预测反应的选择性和稳定性,这对催化剂设计和反应机理研究至关重要。 第六章 氧化还原反应与电化学基础: 氧化还原反应是化学变化的核心驱动力之一。本章系统复习了氧化数规则,重点讨论了电极电势、能斯特方程的应用,以及原电池和电解池的工作原理。本版增加了对非水系氧化还原反应的分析方法,并探讨了电化学在储能技术(如先进电池体系)中的实际应用。 第七章 化学热力学与反应速率: 运用吉布斯自由能 ($Delta G$) 判据来判断反应的方向性和平衡常数,这是定量化学研究的基础。同时,本章也引入了反应速率理论,讨论了活化能、过渡态理论,并强调了催化剂对反应路径的改变作用。 五、 复杂化合物的构建与特性:配位化学的精妙 第八章 配位化合物导论: 本章是无机化学的亮点之一。系统介绍配位化合物的基本概念,包括中心原子、配体、配位数的确定。详细讨论了晶体场理论(CFT)和配位场理论(LFT),用以解释过渡金属配合物的颜色、磁性、空间构型和稳定性。本版对近年来新兴的、具有特殊电子结构的配合物进行了补充。 第九章 配位化合物的结构与反应: 深入探讨了配位化合物的异构现象(几何异构、光学异构),以及其反应类型,如取代反应、重排反应等。通过具体实例,展示配位化学在分析化学试剂、生物无机化学(如血红蛋白模型)中的广泛应用。 六、 固体结构与功能材料:无机化学的宏观实现 第十章 晶体结构与晶格能: 从点阵、布拉维点阵到密堆积结构,系统介绍固体的空间排列规律。详细分析了离子晶体(如 $ ext{NaCl}$ 型、$ ext{CsCl}$ 型)和共价晶体(如金刚石、石墨)的结构特征,并运用晶格能理论来解释这些结构的稳定性。 第十一章 固态化学与功能材料: 聚焦于具有特定电子或光学性质的无机材料。内容涵盖半导体材料的能带理论基础、陶瓷材料的制备与性能、以及近年来备受关注的金属有机框架材料(MOFs)的构建原理和气体吸附应用。 七、 元素的综合应用:从生命到能源 第十二章 典型元素的化学(A 族和 B 族元素): 采取系统比较的方法,对周期表中主要元素(如氢、氧、氮、磷、硫、卤素、碱金属、碱土金属及过渡金属)的单质制备、重要化合物的性质及工业应用进行综合论述。特别关注过渡金属的特殊氧化态和催化性质。 第十三章 环境与能源中的无机化学: 关注无机化学在解决当代重大问题中的作用。讨论水体污染中无机污染物的转化与控制,以及化学储氢技术、光催化分解水制氢等前沿能源转化技术中的无机材料设计原理。 总结: 《无机化学原理与应用(第三版)》旨在培养学习者严谨的科学思维和解决实际问题的能力。本书的特点在于理论的深度与广度的平衡,辅以大量的实例和习题,确保读者能够扎实掌握无机化学这门学科的精髓。