基本信息
| 商品名称： 无机化学实验 | 出版社： 科学出版社 | 出版时间：2018-06-01 |
| 作者：吴建中 | 译者： | 开本： 16开 |
| 定价： 45.00 | 页数： | 印次： 1 |
| ISBN号：9787030572295 | 商品类型：图书 | 版次： 1 |
内容提要
本书系统介绍了无机化学实验的学习方法、安全守则、事故处理、常用化学实验仪器与用法，按基本操作训练、化学原理与常数测定实验、元素化合物性质实验、综合与设计实验等不同类型分别编写了系列实验，循序渐进地训练学生掌握基本实验操作，养成良好实验习惯，提高分析和解决问题的能力。本书大部分实验设置了“注意事项”和“思考题”，帮助学生了解实验的关键所在，启迪思维，更好地进行预习和实验工作。
《现代化学合成与表征导论》 概述 本书旨在为化学及相关领域的研究生和高年级本科生提供一个全面而深入的现代化学合成与表征技术的入门指导。在快速发展的化学研究领域，掌握先进的合成策略和精确的表征手段是取得突破性进展的关键。本书将理论知识与实践操作紧密结合，通过系统介绍各类常用且前沿的化学合成方法，以及与之配套的多种先进表征技术，帮助读者建立起扎实的化学研究基础，培养独立解决问题的能力，并为进一步深入研究打下坚实基础。 本书内容涵盖了有机化学、无机化学、物理化学等多个分支领域中具有代表性和应用价值的合成技术，并系统阐述了贯穿整个化学研究过程的关键表征手段。我们力求以清晰的逻辑、严谨的论述、丰富的实例，将复杂的概念和技术转化为易于理解和掌握的知识体系，帮助读者快速熟悉并有效运用这些强大的工具。 目标读者 化学、材料科学、药学、生物化学、环境科学等相关专业的硕士研究生和博士研究生。 对化学合成与表征技术感兴趣的高年级本科生。 从事相关领域研究工作的科研人员，希望回顾或更新知识体系。 内容特色 1. 理论与实践并重： 本书不仅详细阐述各种合成与表征技术的理论原理，还提供了大量典型的实验案例和操作要点，引导读者理解“为什么”和“怎么做”。 2. 前沿性与普适性结合： 涵盖了当前化学研究领域的热点和重要技术，同时兼顾了基础且广泛应用的经典方法，确保知识的实用性和前瞻性。 3. 跨学科视角： 融汇了有机、无机、物理等多个化学分支的合成策略和表征技术，展现化学研究的整体性和交叉性。 4. 清晰的逻辑结构： 各章节围绕合成与表征的不同维度展开，层层递进，帮助读者构建完整的知识框架。 5. 丰富的图表说明： 大量使用结构图、反应机理图、谱图示例、实验装置示意图等，直观地展示概念和技术细节，提高学习效率。 详细内容介绍 第一部分：现代化学合成方法 本部分将深入探讨当前化学研究中广泛应用和具有重要发展前景的合成技术，从基础的官能团转化到复杂的分子构建，再到特定性能材料的设计与制备。 第一章：有机合成策略与技术 1.1 经典官能团转化： 氧化与还原反应：醇、醛、酮、羧酸、烯烃、炔烃等的选择性氧化与还原，金属氢化物、硼氢化物、过氧化物等常用还原剂及氧化剂的应用。 取代反应：亲核取代、亲电取代、自由基取代等反应机理与应用，卤代、硝化、磺化、酰化等经典反应。 加成反应：烯烃、炔烃、羰基化合物等的亲电加成、亲核加成、自由基加成，立体选择性与区域选择性控制。 1.2 碳-碳键形成反应： Grignard反应与有机锂试剂：羰基化合物的亲核加成、烷基化等。 Wittig反应与Horner-Wadsworth-Emmons反应：烯烃的立体选择性合成。 Diels-Alder反应：高效构建六元环的环加成反应，区域选择性与立体选择性。 交叉偶联反应：Suzuki、Heck、Sonogashira、Stille等钯催化交叉偶联反应，构建复杂芳香族及杂芳香族化合物。 Aldol缩合与Claisen缩合：烯醇负离子的应用，碳-碳键形成。 1.3 杂原子化学合成： 氮杂化合物合成：胺、酰胺、硝基化合物、重氮化合物等的合成与转化。 氧杂化合物合成：醚、酯、环氧化物、内酯等的合成。 硫化学合成：硫醚、磺氧化物、磺酰胺等的合成。 磷化学合成：有机磷化合物的合成与应用。 1.4 不对称合成： 手性催化：金属手性催化剂、有机小分子手性催化剂的应用，不对称催化氢化、不对称环氧化、不对称Diels-Alder反应等。 手性助剂法：利用手性助剂诱导立体化学。 手性拆分：外消旋体的拆分方法。 1.5 绿色有机合成： 原子经济性原则：高原子经济性反应的设计。 溶剂选择：水、超临界CO2、离子液体等绿色溶剂的应用。 催化剂发展：高效、可回收催化剂的开发。 第二章：无机合成方法与材料制备 2.1 固相合成技术： 固相反应器：高温炉、气氛保护炉等设备的应用。 固-固反应、固-气反应：氧化物、氮化物、碳化物等的合成。 陶瓷材料制备：粉末冶金、烧结技术。 2.2 液相合成技术： 溶液合成：沉淀、结晶、溶剂热、水热合成等方法。 胶体与纳米材料合成：溶胶-凝胶法、微乳液法、模板法等。 金属有机化学气相沉积（MOCVD）与原子层沉积（ALD）：薄膜材料制备。 2.3 元素合成与配位化学： 金属有机框架（MOFs）的合成与设计。 配位聚合物的合成。 高纯金属单质的制备。 团簇化合物的合成。 2.4 功能材料的无机合成： 催化剂的制备：多相催化剂、均相催化剂的设计与合成。 半导体材料的合成：III-V族、II-VI族半导体材料。 磁性材料与光学材料的合成。 储能材料的合成：电池材料、超级电容器材料。 第三章：聚合反应与高分子材料合成 3.1 自由基聚合： 链增长机理、链终止机理。 可控自由基聚合（CRP）：RAFT、ATRP、NMP等，精确控制聚合物分子量、分子量分布和微观结构。 3.2 离子型聚合： 阴离子聚合、阳离子聚合。 配位聚合：Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂。 3.3 缩聚反应： 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯等的合成。 官能团转化聚合。 3.4 聚合方法与结构控制： 本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。 嵌段共聚物、接枝共聚物的合成。 超支化聚合物、树枝状大分子的合成。 3.5 功能高分子材料的设计与合成： 导电聚合物、光响应聚合物、响应性聚合物。 生物医用高分子材料。 高性能工程塑料。 第二部分：现代化学表征技术 本部分将系统介绍用于确定化学物质结构、成分、性质和状态的各种先进表征技术，强调每种技术的原理、应用范围、数据解读以及在解决实际化学问题中的作用。 第四章：光谱学表征技术 4.1 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）： 电子跃迁原理，生色团与助色团。 定量分析（Beer-Lambert定律），摩尔吸光系数。 共轭体系的检测，配位化合物的显色反应。 4.2 红外吸收光谱（IR）： 分子振动与官能团识别。 特征吸收峰，官能团区的划分。 氢键、同位素标记的应用。 傅里叶变换红外光谱（FTIR）。 4.3 核磁共振波谱（NMR）： ¹H NMR： 化学位移、积分面积、裂分（自旋-自旋偶合）。 ¹³C NMR： 化学位移，DEPT谱。 二维NMR：COSY、HSQC、HMBC等，用于复杂分子结构的解析。 其他核素NMR：¹⁹F NMR, ³¹P NMR等。 固体NMR。 4.4 质谱（MS）： 分子离子峰、碎片离子峰。 常用电离技术：EI、ESI、MALDI等。 高分辨质谱（HRMS）：精确分子量测定，确定元素组成。 串联质谱（MS/MS）：结构解析与定量分析。 气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）。 4.5 拉曼光谱（Raman）： 与红外光谱互补，适用于水溶液、玻璃等。 表面增强拉曼光谱（SERS）。 4.6 荧光光谱（Fluorescence）： 激发光谱与发射光谱。 荧光量子产率，荧光寿命。 生物分子标记，化学传感器。 4.7 电子顺磁共振波谱（EPR/ESR）： 检测顺磁性物质，自由基、过渡金属离子。 g值，超精细偶合。 第五章：衍射与散射技术 5.1 X射线衍射（XRD）： 单晶X射线衍射： 精确确定三维分子结构，键长、键角、分子构象。 粉末X射线衍射（PXRD）： 晶体结构分析，相鉴定，晶粒尺寸估算，结晶度测定。 5.2 中子衍射： 对氢原子敏感，用于结构精修、磁性结构研究。 5.3 电子衍射： 用于薄膜、纳米材料的晶体学研究。 第六章：显微成像技术 6.1 扫描电子显微镜（SEM）： 样品表面形貌、微观结构成像。 能量色散X射线谱（EDX/EDS）：元素组成分析。 背散射电子（BSE）成像。 6.2 透射电子显微镜（TEM）： 样品内部结构、晶格成像。 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）：原子分辨率成像。 电子能量损失谱（EELS）：元素分析、化学价态分析。 6.3 扫描隧道显微镜（STM）与原子力显微镜（AFM）： 原子级分辨率的表面形貌成像。 力学性质、电学性质、磁学性质等表面特性研究。 第七章：色谱分析技术 7.1 气相色谱（GC）： 挥发性化合物的分离与定量。 固定相与流动相的选择。 常用检测器：FID、TCD、ECD、MS。 7.2 液相色谱（LC）： 高效液相色谱（HPLC）： 极性、非极性、离子交换、尺寸排阻等色谱模式。 反相HPLC，正相HPLC。 常用检测器：UV-Vis、荧光、折光指数（RI）、电化学检测器（ECD）、MS。 液相色谱-质谱联用（LC-MS）。 7.3 离子色谱（IC）： 无机及有机离子的分离与测定。 7.4 气相色谱-质谱联用（GC-MS）与液相色谱-质谱联用（LC-MS）： 强大的分离与鉴定联用技术。 第八章：热分析与电化学分析技术 8.1 热重分析（TGA）： 物质的质量随温度变化，研究热稳定性、分解反应、溶剂脱除等。 8.2 差示扫描量热法（DSC）： 物质在温度变化过程中吸收或释放的热量，研究相变、玻璃化转变、结晶、熔点等。 8.3 热机械分析（TMA）： 物质在温度变化过程中的尺寸变化。 8.4 电化学分析技术： 循环伏安法（CV）： 研究氧化还原反应，确定氧化还原电位。 计时电流法（CA）、计时电位法（CP）。 电化学阻抗谱（EIS）。 极谱法。 在能源材料、电催化、腐蚀研究中的应用。 第九章：其他重要表征技术 9.1 表面分析技术： X射线光电子能谱（XPS）：表面元素组成、化学态分析。 俄歇电子能谱（AES）。 二次离子质谱（SIMS）。 9.2 表面等离子体共振（SPR）： 研究分子与表面的相互作用，传感应用。 9.3 旋光法： 手性化合物的检测和纯度测定。 9.4 粘度计、密度计、折光仪等物性测量仪器。 本书的价值与意义 《现代化学合成与表征导论》不仅是学习和掌握化学研究基本工具的宝典，更是激发研究兴趣、培养创新思维的源泉。通过对书中内容的深入学习和理解，读者将能够： 设计和实施 各种复杂有机、无机和高分子化合物的合成路线。 熟练运用 各种先进的表征技术，准确地解析和表征目标产物的结构、成分和性质。 批判性地评估 实验数据，从中提取有价值的信息，并指导后续的实验设计。 理解 不同合成方法和表征技术之间的联系与互补，形成系统性的化学研究思维。 培养 独立开展科学研究的能力，为未来在学术界或工业界取得成功奠定坚实的基础。 我们相信，本书将成为广大化学及相关领域师生进行教学、学习和科研的得力助手。
从我个人的学习体验来看，这本书在概念的引入和实验的衔接上做得非常到位。对于一些比较抽象的无机化学概念，它不会直接跳跃到实验，而是先用非常浅显易懂的语言进行解释，并且还会举例说明。这种铺垫非常有必要，它能够帮助我们这些对无机化学理论还不是特别扎实的同学，能够更好地理解实验的背景和意义。而当进入实验部分时，它又能够非常自然地将前面讲解的理论知识融会贯通到实际操作中。比如，在进行某个沉淀反应的实验时，它会巧妙地引导我们去回忆相关离子的性质和溶解度规则，让我们在动手操作的过程中，加深对理论知识的理解。而且，书本的语言风格非常平实，没有使用过多晦涩难懂的专业术语，即使是对于初学者来说，也能够轻松地理解。这种“学以致用”的设计理念，让我觉得这本书不仅是一本教材，更像是一个循循善诱的老师，帮助我一步步地掌握无机化学实验的精髓。