谱学导论（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《谱学导论（第2版）》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的一项研究成果，是面向21世纪课程教材和普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
　　《谱学导论（第2版）》在第1版教材使用近十年的基础上，本次修订对教材结构、内容和具体实例等方面进行了重要的补充和更新，特别是将“波谱综合解析”单列一章讲述，此外又增加了光谱傅里叶变换和x射线精细结构谱等内容。
　　《谱学导论（第2版）》分为八章：一、分子光谱基础；二、红外和拉曼光谱；三、紫外及可见吸收光谱；四、磁共振谱；五、质谱法；六、波谱综合解析；七、x射线衍射与光谱；八、电子能谱。为了便于读者巩固所学知识和提高解题能力，各章都给出相应例题和习题，并在书后附有参考答案。全书采用了国际单位制（SI）单位为基础的法定计量单位。
　　《谱学导论（第2版）》可作为化学及相关专业本科学生的基础课教材，也可供相关专业人员参考。

内页插图

目录

第一章 分子光谱基础
§1．1 分子的对称性
1．1．1 对称元素和对称操作
1．1．2 群和分子点群
1．1．3 群表示及其性质
§1．2 分子的内运动和光谱特征
1．2．1 核运动和电子运动的分离
1．2．2 分子光谱的分布和特征
1．2．3 跃迁概率和选律
1．2．4 线形和线宽
§1．3 转动光谱
1．3．1 质心平动的分离
1．3．2 双原子分子的刚性转子模型
1．3．3 非刚性转子模型
1．3．4 多原子分子的转动光谱
1．3．5 转动光谱的应用
§1．4 振动光谱
1．4．1 双原子分子的振动方程
1．4．2 简谐振子模型
1．4．3 非简谐振子模型
1．4．4 振动光谱的精细结构——振转光谱
1．4．5 多原子分子的振动模式
§1．5 电子光谱
1．5．1 双原子分子的电子能级及其表示方法
1．5．2 电子光谱选律
1．5．3 电子光谱的精细结构——电子振转光谱
1．5．4 富兰克一康顿原理
1．5．5 多原子分子电子光谱
§1．6 拉曼光谱
1．6．1 拉曼散射效应
1．6．2 拉曼光谱选律及其与红外光谱的互补性
1．6．3 转动拉曼光谱
1．6．4 振动拉曼光谱
1．6．5 共振拉曼光谱
§1．7 光谱的动力学性质——瞬态光谱
1．7．1 含时薛定谔方程
1．7．2 时间分辨光谱测量
§1．8 光谱的傅里叶变换
1．8．1 光谱信息的傅里叶变换
1．8．2 傅里叶变换的定义和基本性质
习题

第二章 红外和拉曼光谱
§2．1 红外光谱仪
2．1．1 色散型红外光谱仪
2．1．2 傅里叶变换红外光谱仪
§2．2 红外光谱的测量
§2．3 红外光谱的特征吸收峰
2．3．1 影响特征吸收峰的结构因素
2．3．2 各类官能团的特征吸收峰
§2．4 红外光谱解析
§2．5 拉曼光谱仪及应用简介
2．5．1 仪器简介
2．5．2 特点及应用
习题

第三章 紫外及可见吸收光谱
§3．1 紫外及可见光谱仪
§3．2 紫外光谱吸收带及其影响因素
3．2．1 紫外光谱吸收带的分类
3．2．2 测试条件对紫外及可见吸收谱带的影响
§3．3 有机化合物的紫外光谱
3．3．1 共轭烯烃的紫外吸收
3．3．2 共轭烯酮的紫外吸收
3．3．3 芳香化合物的紫外吸收
3．3．4 杂环化合物的紫外吸收
……

第四章 磁共振谱
第五章 质谱法
第六章 波谱综合解析
第七章 X射线衍射与光谱
第八章 电子能谱

主题索引
外国人名索引

前言/序言

　　十多年前，在化学类本科课程结构和教学体系改革的过程中，为了适应现代学科和科学技术发展的需要，我们打破了过去以四大化学界定的基础课框架，整合了分散在各化学基础课中的相关内容，开设了一门集讲授微观结构测定原理、方法和应用为一体的基础课“谱学导论”，并编写出版了相应的教材《谱学导论》（高等教育出版社，2001年7月），该教材为面向21世纪课程教材。近年来许多高校也开设了相应课程，《谱学导论》教材受到了普遍关注，至今已重印了七次。
　　这十年来，随着谱学技术的不断发展和教学改革的深入，我们在教学实践过程中对课程结构和教学内容做了许多改进和更新，加上当年原教材编写时，在很多方面都带有探索性，现在看来，尚有少部分内容需要调整，《谱学导论》教材的修订由此提上了议事日程。2007年，本书修订被列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材出版计划，更促成了本书的修订工作。
　　本次修订主要包括以下几个方面：
　　一、从多年教学实践来看，将波谱综合解析专门进行较系统的讲授是很有必要的。因此，新版教材将原书作为附录的“波谱解析综合练习”改写为一章“波谱综合解析”，并放在结构分析四大谱之后。
　　二、傅里叶变换技术在现代谱学中使用日趋广泛，为了让学生能了解它的基本原理和重要应用，分别在第一、第二和第四章增加了它的基本原理以及在红外和核磁技术中应用的内容。
　　三、由于同步辐射作为新型光源的大量应用，以及非晶态结构测量技术的日趋成熟，本次修订在X射线衍射一章中增加了X射线精细结构谱的内容，并将该章节名称改为“X射线衍射与光谱”。同时将“同步辐射的工作原理简介”作为附录列在章后，供读者参考。

好的，这是一本关于《分子结构与光谱学导论（第三版）》的图书简介，该书聚焦于现代化学、物理学和材料科学领域的核心概念，旨在为初学者和专业研究人员提供一个全面而深入的视角，涵盖分子世界从基础理论到前沿应用的广阔图景。 --- 分子结构与光谱学导论（第三版） 导言：探索物质的微观世界 《分子结构与光谱学导论（第三版）》是一本旨在全面、系统地阐述分子结构理论基础与现代光谱学技术的权威性教材与参考书。本版在继承前两版精髓的基础上，紧密结合近年来物理化学、计算化学以及实验技术领域的最新进展，对理论深度和应用广度进行了显著的拓展。本书的宗旨是为读者构建一个坚实的知识框架，使他们能够理解分子如何基于量子力学原理形成结构，以及如何利用光与物质的相互作用来解析这些结构、能量状态及动力学过程。 本书的适用范围极为广泛，不仅是高等院校化学、物理学、材料科学、生物物理学等专业本科生和研究生的核心教材，也是希望深入了解现代光谱分析方法的科研人员和工程师的重要参考资料。 第一部分：分子结构的基础量子力学（The Quantum Foundation of Molecular Structure） 本部分奠定了理解分子结构所需的所有理论基石，重点关注薛定谔方程在分子系统中的应用。 第一章：原子结构与多电子体系 本章回顾了氢原子模型，并逐步过渡到更复杂的、具有多电子的原子体系。详细讨论了泡利不相容原理、洪特规则以及精细结构效应。着重阐述了自旋轨道耦合对原子能级的修正，为理解分子中电子的排布和自旋状态做好铺垫。 第二章：分子轨道理论入门 这是理解化学键的量子力学核心章节。我们从双原子分子开始，引入分子轨道（MO）的概念，并讨论了线性组合原子轨道（LCAO）方法。详细分析了σ键、π键的形成，以及键级、键序对稳定性的影响。本章引入了能量排序图和分子轨道能级图的绘制与解读方法。 第三章：价层电子对互斥理论（VSEPR）与分子几何构型 虽然量子力学是基础，但经典的空间几何构型理论仍然是直观理解分子的重要工具。本章结合VSEPR理论，系统讨论了如何预测和解释分子形状（如VSEPR的局限性）。随后，深入探讨了基于分子轨道理论的更精确的几何优化原理，解释了为什么某些分子会偏离理想的几何构型。 第四章：分子振动与转动能级 本部分转向了分子的动态特性。首先，采用谐振子和刚性转子模型来近似描述分子的振动和转动能级。详细推导了这些离散能级的表达式，并引入了非刚性转子模型和量子力学中的离心畸变效应。对于多原子分子，引入了简正坐标和分子内振动模式的对称性分析基础。 第二部分：核心光谱学原理与技术（Fundamentals and Techniques of Spectroscopy） 本部分聚焦于光与物质相互作用的基本定律，以及如何将这些定律转化为可测量的光谱信号。 第五章：电磁辐射与物质相互作用的基本定律 本章详细介绍了电磁波谱的各个区域（射频、微波、红外、可见光、紫外、X射线），及其与分子能级（电子、振动、转动）之间的对应关系。重点阐述了爱因斯坦的辐射系数（A和B系数），以及时间依赖性微扰理论在描述光跃迁中的应用。 第六章：吸收光谱学与朗伯-比尔定律的深化 本章聚焦于吸收过程。除了标准的朗伯-比尔定律及其偏差分析（如散射、折射率变化）外，本版加入了对线型函数（Line Shape Function）的深入讨论，包括多普勒展宽、压力展宽和自然展宽的机制和定量描述。此外，还引入了过渡偶极矩的概念，用以预测和解释跃迁的选择性。 第七章：能量弛豫与荧光/磷光动力学 当分子被激发后，其返回基态的过程至关重要。本章详细描述了非辐射弛豫（如内转换IC、系间窜越ISC）和辐射弛豫（荧光和磷光）。引入了斯托克斯位移、量子产率的定义，并利用Jablonski图对能量转移路径进行清晰的描绘。对时间分辨荧光寿命测定技术进行了详尽介绍。 第八章：拉曼散射理论与技术 拉曼光谱作为一种强大的结构分析工具，在本章中得到充分的展开。重点讨论了拉曼效应的经典（极化率变化）和量子力学（张量理论）描述。详细分析了共振拉曼效应（RRS），并对比了与红外吸收光谱在信息获取上的互补性。本章还涵盖了现代拉曼技术，如表面增强拉曼散射（SERS）。 第三部分：重要光谱技术及其应用（Key Spectroscopic Techniques and Applications） 本部分将理论与实践紧密结合，介绍现代光谱学在结构解析中的具体应用。 第九章：红外（IR）与振动光谱学的高级应用 本章超越了简单的官能团识别。重点讨论了傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪的工作原理，以及如何利用振动光谱分析分子间相互作用，如氢键的强度和几何构型。高级主题包括二维红外（2D-IR）光谱学在解析复杂分子中振动耦合和动力学方面的应用。 第十章：核磁共振（NMR）光谱学原理 本章系统地介绍了NMR的基础，包括核自旋、磁矩和拉莫尔频率。深入解析了化学位移的起源（屏蔽效应）、自旋-自旋耦合（J耦合）及其在解析分子骨架方面的价值。本版特别加强了对二维NMR技术（如COSY, HSQC, HMBC）的讲解，展示了它们在解析复杂有机物和生物大分子结构时的强大能力。 第十一章：紫外-可见（UV-Vis）电子光谱学 本章专注于电子能级的跃迁。系统分析了σ→σ、n→σ、n→π和π→π等不同类型的电子跃迁。重点讨论了对发色团和助色团的分析，以及溶剂效应（如Fieser-Woodward规则）对吸收峰位置的影响。在应用部分，详细阐述了电子光谱在浓度测定、反应动力学监测中的实际操作。 第十二章：质谱学与光谱学的整合 虽然质谱学不直接涉及光与物质的相互作用，但它作为现代结构确证不可或缺的一环，在本版中被纳入。本章介绍了电喷雾电离（ESI）和基质辅助激光解吸电离（MALDI）等软电离技术，以及串联质谱（MS/MS）在确定分子碎片和结构片段中的作用。强调了光谱数据（如NMR、IR）与质谱数据相结合进行完整结构解析的综合策略。 结语与展望 《分子结构与光谱学导论（第三版）》旨在提供一个从基本原理到尖端应用的无缝衔接。通过大量的实例分析和练习题，读者不仅能够掌握光谱数据背后的物理化学意义，还能熟练运用这些工具解决实际的化学和材料科学问题。本书对量子化学计算结果的阐释也进行了更新，反映了理论预测与实验观测日益紧密的结合趋势，为未来分子科学的研究指明了方向。