內容簡介
《分析化學(第四版 下冊)》由華中師範大學、陝西師範大學、東北師範大學、華南師範大學、北京師範大學、西南大學編,是在2001年齣版的麵嚮21世紀課程教材《分析化學》(第三版)下冊的基礎上修訂的,共訂二十章,內容包括光譜分析、電化學分析、分離分析方法及各類現代譜學分析方法。《分析化學(第四版 下冊)》注重基本方法、儀器構造和基本應用的教學,內容精練,充分反映瞭儀器分析的基本教學規律和新成就。每章末附有思考題和習題。全書均采用法定計量單位。
《分析化學(第四版 下冊)》可作為高等師範院校儀器分析課程的教材,也可供理、工、農、醫科院校和從事分析化學工作的科技人員閱讀和參考。
內頁插圖
目錄
第一章 緒論
第一節 儀器分析簡介
第二節 定量分析方法評價指標
第三節 分析儀器與方法校正
第四節 儀器分析方法的特點和發展趨勢
思考題與習題
第二章 儀器分析數據處理方法
第一節 分析信號預處理
第二節 分析信號校正
本章小結
思考題與習題
第三章 光學分析法導論
第一節 電磁輻射和電磁波譜
第二節 原子光譜和分子光譜
第三節 電磁輻射與物質的相互作用
第四節 光學分析法的分類
思考題與習題
第四章 原子發射光譜法
第一節 原子發射光譜法的基本原理
第二節 原子發射光譜儀器
第三節 光譜定性和半定量分析
第四節 光譜定量分析
第五節 原子發射光譜的應用
第六節 電感耦閤等離子體質譜
本章小結
思考題與習題
第五章 原子吸收與原子熒光光譜法
第一節 原子吸收光譜法的基本原理
第二節 原子吸收光譜儀器
第三節 原子吸收光譜法的乾擾及抑製
第四節 原子吸收光譜定量分析
第五節 原子熒光光譜法
本章小結
思考題與習題
第六章 分子發光分析法
第一節 熒光分析法
第二節 磷光分析法
第三節 化學發光分析法
本章小結
思考題與習題
第七章 紫外-可見吸收光譜法
第一節 紫外-可見吸收光譜
第二節 紫外-可見分光光度計
第三節 紫外-可見吸收光譜法的應用
本章小結
思考題與習題
第八章 紅外光譜法和RAMAN光譜法
第一節 紅外吸收和RAMAN散射的基本原理
第二節 紅外光譜和RAMAN光譜儀器及製樣
第三節 基團振動及影響基團頻率的因素
第四節 紅外光譜法和RAMAN光譜法分析及應用
本章小結
思考題與習題
第九章 核磁共振波譜法
第一節 核磁共振基本原理
第二節 核磁共振波譜主要參數
第三節 核磁共振波譜儀和試樣的製備
第四節 核磁共振波譜法應用
第五節 13C核磁共振波譜簡介
第六節 二維核磁共振波譜簡介
本章小結
思考題與習題
第十章 質譜分析法
第一節 質譜分析法原理和儀器
第二節 質譜圖和主要離子峰
第三節 質譜分析法應用
第四節 質譜聯用技術
本章小結
思考題與習題
第十一章 電分析化學導論
第一節 電分析化學方法分類
第二節 原電池和電解池
第三節 電極電位
第四節 電極的種類
第五節 電極溶液界麵性質
第六節 電化學電池中的電極係統
第七節 電分析化學新進展
本章小結
思考題與習題
第十二章 電位分析法
第一節 電位分析法的基本原理
第二節 離子選擇性電極(膜電極)
第三節 離子選擇性電極的性能參數
第四節 直接電位分析法
第五節 電位滴定法
本章小結
思考題與習題
第十三章 電解與庫侖分析法
第一節 電解的基本原理
第二節 電解分析法及其應用
第三節 庫侖分析法
本章小結
思考題與習題
第十四章 極譜法與伏安法
第一節 極譜分析法的基本原理
第二節 極譜定量分析
第三節 極譜波的種類及極譜波方程式
第四節 極譜分析法的發展及特點
第五節 循環伏安法
第六節 溶齣伏安法
第七節 方波極譜法
第八節 脈衝極譜法
第九節 單掃描示波極譜法
第十節 交流極譜法
第十一節 配閤物吸附波
第十二節 電流型生物傳感器
本章小結
思考題與習題
第十五章 色譜法導論
第一節 色譜基本概念
第二節 色譜理論基礎
第三節 色譜定性定量分析
本章小結
思考題與習題
第十六章 氣相色譜法
第一節 概述
第二節 氣相色譜固定相
第三節 氣相色譜檢測器
第四節 氣相色譜實驗技術
第五節 氣相色譜法的應用
本章小結
思考題與習題
第十七章 高效液相色譜法
第十八章 毛細管電泳和其他分離技術
第十九章 X射綫光譜法
第二十章 熱分析方法
附錄一 部分權重係數和歸一化常數
附錄二 部分習題參考答案
附錄三 常用儀器分析術語漢英對照及索引
主要參考書目
前言/序言
本書是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材①,也是“麵嚮21世紀分析化學教學內容和課程體係的改革與實踐”項目的研究成果。全套教材分為三冊:分析化學(上、下冊)和分析化學實驗,由華中師範大學萬傢亮和梁沛任主編,宋丹丹、曾勝年和龔靜嗚任副主編。《分析化學》(第四版)下冊由華中師範大學、陝西師範大學、東北師範大學、華南師範大學、北京師範大學和西南大學參與編寫和修訂。
《分析化學》自1980年的第一版到現在的第四版,前後曆經30餘年,先後重印16次,全國許多高等師範院校都使用該係列教材。近年來分析化學學科飛速發展,並與其他新興學科相互交融,為瞭適應國傢經濟發展和基礎教育改革的需要,根據我們多年來使用本教材的教學體會,在認真分析國內外同類教材及兄弟院校提齣的修改意見的基礎上,我們對第三版進行瞭修訂和更新。在第四版的編寫中,我們傳承瞭與時俱進和“精、全、新”的編寫原則,力求科學性、先進性、係統性、啓發性和教育性的統一,反映分析化學的時代特點。本書注重對基本原理、基礎知識、基本概念和基本技能的透徹理解和掌握,著力培養學生主動學習獲得新知識的能力、高層次思考問題的能力和勇於探索創新的意識,強調嚴謹細緻的分析推理。本書還特彆增寫瞭分析化學在生命科學和材料科學中的應用,使其較第三版的內容有所充實和提高。
《分析化學》(第四版)下冊以光譜分析、電分析、分離分析及質譜、核磁共振波譜法為主,共有二十章,全麵、係統地闡述瞭儀器分析方法、技術的基本原理、儀器構造及基本應用。主要的修訂內容如下:
1增加瞭儀器分析數據處理方法一章,介紹瞭儀器分析數據處理中的兩個必要步驟,即化學信號預處理和校正。
2.在原子發射光譜法一章中,增加瞭對電感耦閤等離子體質譜的介紹。
3.在分子發光分析法一章中,增加瞭對常見化學發光體係及其反應機理的介紹。
4.在核磁共振波譜法一章中,對¨C核磁共振波譜的內容進行瞭充實,增加瞭對二維核磁共振波譜的介紹。
5在質譜分析法一章中,對離子源、質量分析器及質譜聯用技術的內容進行瞭充實。
6.在電分析化學導論一章中,增加瞭電極溶液界麵性質和電分析化學新進展等內容。
7.將第三版中“極譜分析法”一章更名為“極譜法與伏安法”,增加瞭方波極譜法、交流極譜法、配閤物吸附波和電流型生物傳感器等內容。
8.將第三版中“色譜分析法”一章擴展為“色譜法導論”、“氣相色譜法”、“高效液相色譜法”和“毛細管電泳和其他分離技術”四章,加強瞭對分離分析技術的介紹。
9.刪除瞭第三版中“其他儀器分析方法”一章,其中Raman光譜的內容與紅外光譜閤並為一章,X射綫分析和熱分析作為單獨的章節進行介紹。因篇幅所限,流動注射分析的內容在本次修訂中沒有涉及。
此外,還對各章的插圖、例題和習題進行瞭修訂和部分更新,擴充瞭常用儀器分析術語漢英對照。
《分析化學》(第四版)下冊由華中師範大學梁沛通讀、整理並定稿,參加編寫的院校、編者和各自負責的內容如下:
陝西師範大學張成孝(第一章).華中師範大學周燕平(第二章),陝西師範大學張誌琪(第三章、第七章),華中師範大學梁沛(第四、五、十、十九章),西南大學付誌鋒(第六章),華南師範大學俞英(第八章),華中師範大學李芳(第九章),華中師範大學龔靜嗚(第十一章),東北師範大學硃連德(第十二、十三章),華中師範大學杜丹(第十四章),華南師範大學梁勇(第十五、二十章),華中師範大學程靖(第十六章),華中師範大學徐暉(第十七章),北京師範大學泰衛東(第十八章)。
本書編寫過程中,華中師範大學鍾鴻英教授前期做瞭許多組織工作。本書初稿承濛北京大學葉憲曾教授審閱,提齣瞭許多寶貴的意見和修改建議,使修訂後的教材更為嚴謹。高等教育齣版社鮑浩波、殷英編輯為本書的齣版付齣瞭辛勤的勞動,在此一並錶示衷心的感謝。
雖然經過再三的斟酌和修改,但限於編者的水平,修訂後的教材恐有疏漏和欠妥之處,誠摯希望有關專傢、同仁和同學們不吝賜教,以便本書能更好地為廣大讀者服務。
編者
2011年11月於武昌
深入探索化學世界的奧秘:《無機化學原理與應用(第三版)》 一、 緒論:化學的基石與現代科學的驅動力 本書《無機化學原理與應用(第三版)》旨在為讀者構建一個堅實而全麵的無機化學知識體係,強調理論與實踐的緊密結閤。我們深知,無機化學作為化學學科的基礎核心,是理解物質結構、性質、反應規律的關鍵鑰匙,更是現代材料科學、能源技術、環境科學等前沿領域不可或缺的理論支撐。 本版在繼承前兩版經典內容的基礎上,進行瞭大量的更新與深化,尤其關注近年來無機化學領域取得的突破性進展。全書的邏輯結構清晰,從最基本的原子結構、周期性規律入手,逐步深入到化閤物的形成、晶體結構、酸堿理論、氧化還原反應,最終拓展至配位化學、固體化學以及環境與能源中的應用。我們力求以嚴謹的科學態度,清晰的語言闡釋復雜的化學概念,幫助學習者真正掌握無機化學的思維方式。 二、 原子結構與周期性:物質世界的微觀密碼 第一章 原子結構與量子力學基礎: 本章從氫原子光譜的精細分析入手,引齣玻爾模型及其局限性。隨後,係統介紹德布羅意物質波、不確定性原理,並深入探討薛定諤方程在原子係統中的應用,詳細解析瞭量子數(主量子數 $n$、角量子數 $l$、磁量子數 $m_l$、自鏇量子數 $m_s$)的物理意義及其對電子排布的決定作用。通過洪特規則、泡利不相容原理和 Aufbau 原理,讀者將能準確預測多電子原子的電子排布,理解電子殼層和亞層對元素化學性質的根本影響。 第二章 元素周期律與周期錶: 周期錶不僅僅是一個分類工具,更是化學規律的濃縮體現。本章詳細討論瞭元素周期律的內涵,從原子半徑、電離能、電子親和能、電負性等一係列周期性變化的物理化學量齣發,深入剖析這些性質如何決定元素及其化閤物的反應傾嚮。特彆地,本版增加瞭對“超重元素”的最新研究進展的簡要介紹,拓寬視野。 三、 化學鍵的本質:連接原子與構建物質 第三章 化學鍵的本質與類型: 本章是理解宏觀物質性質的微觀基礎。我們將超越簡單的離子鍵與共價鍵概念,引入雜化軌道理論(sp, $ ext{sp}^2$, $ ext{sp}^3$ 及其在復雜分子中的應用),使用價鍵理論(VB)和分子軌道理論(MO)兩種互補的視角來描述化學鍵的形成和性質。對 $pi$ 鍵、離域鍵的討論,幫助理解芳香性和共軛體係的穩定性。 第四章 分子的幾何構型與分子間作用力: 詳細闡述價層電子對互斥理論(VSEPR)如何預測分子和離子的空間構型。隨後,重點講解瞭分子間作用力的多樣性,包括範德華力(偶極-偶極、誘導偶極、倫敦色散力)以及至關重要的氫鍵。理解分子間作用力是解釋物質宏觀性質(如熔沸點、溶解性、錶麵張力)的關鍵所在。 四、 反應的驅動力與平衡:無機反應的宏觀規律 第五章 酸堿理論的擴展與應用: 本章超越傳統的阿纍尼烏斯和布朗斯特-低裏理論,係統闡述瞭劉易斯酸堿理論,並引入瞭基於溶劑效應和非水溶劑體係中的酸堿性討論。特彆引入瞭 HSAB (硬/軟酸堿) 原則,用於預測反應的選擇性和穩定性,這對催化劑設計和反應機理研究至關重要。 第六章 氧化還原反應與電化學基礎: 氧化還原反應是化學變化的核心驅動力之一。本章係統復習瞭氧化數規則,重點討論瞭電極電勢、能斯特方程的應用,以及原電池和電解池的工作原理。本版增加瞭對非水係氧化還原反應的分析方法,並探討瞭電化學在儲能技術(如先進電池體係)中的實際應用。 第七章 化學熱力學與反應速率: 運用吉布斯自由能 ($Delta G$) 判據來判斷反應的方嚮性和平衡常數,這是定量化學研究的基礎。同時,本章也引入瞭反應速率理論,討論瞭活化能、過渡態理論,並強調瞭催化劑對反應路徑的改變作用。 五、 復雜化閤物的構建與特性:配位化學的精妙 第八章 配位化閤物導論: 本章是無機化學的亮點之一。係統介紹配位化閤物的基本概念,包括中心原子、配體、配位數的確定。詳細討論瞭晶體場理論(CFT)和配位場理論(LFT),用以解釋過渡金屬配閤物的顔色、磁性、空間構型和穩定性。本版對近年來新興的、具有特殊電子結構的配閤物進行瞭補充。 第九章 配位化閤物的結構與反應: 深入探討瞭配位化閤物的異構現象(幾何異構、光學異構),以及其反應類型,如取代反應、重排反應等。通過具體實例,展示配位化學在分析化學試劑、生物無機化學(如血紅蛋白模型)中的廣泛應用。 六、 固體結構與功能材料:無機化學的宏觀實現 第十章 晶體結構與晶格能: 從點陣、布拉維點陣到密堆積結構,係統介紹固體的空間排列規律。詳細分析瞭離子晶體(如 $ ext{NaCl}$ 型、$ ext{CsCl}$ 型)和共價晶體(如金剛石、石墨)的結構特徵,並運用晶格能理論來解釋這些結構的穩定性。 第十一章 固態化學與功能材料: 聚焦於具有特定電子或光學性質的無機材料。內容涵蓋半導體材料的能帶理論基礎、陶瓷材料的製備與性能、以及近年來備受關注的金屬有機框架材料(MOFs)的構建原理和氣體吸附應用。 七、 元素的綜閤應用:從生命到能源 第十二章 典型元素的化學(A 族和 B 族元素): 采取係統比較的方法,對周期錶中主要元素(如氫、氧、氮、磷、硫、鹵素、堿金屬、堿土金屬及過渡金屬)的單質製備、重要化閤物的性質及工業應用進行綜閤論述。特彆關注過渡金屬的特殊氧化態和催化性質。 第十三章 環境與能源中的無機化學: 關注無機化學在解決當代重大問題中的作用。討論水體汙染中無機汙染物的轉化與控製,以及化學儲氫技術、光催化分解水製氫等前沿能源轉化技術中的無機材料設計原理。 總結: 《無機化學原理與應用(第三版)》旨在培養學習者嚴謹的科學思維和解決實際問題的能力。本書的特點在於理論的深度與廣度的平衡,輔以大量的實例和習題,確保讀者能夠紮實掌握無機化學這門學科的精髓。