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出版者:

作者:Skoog, Douglas A.

出品人:

页数:1056

译者:

出版时间:2006-12

价格:1479.60元

装帧:

isbn号码:9780495125709

丛书系列:

图书标签:

大学教材
Instrumental Analysis
Analytical Chemistry
Chemistry
Spectroscopy
Chromatography
Electrochemistry
Principles
Techniques
Instrumentation
Lab Techniques

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具体描述

Written for a course that deals with the principles and applications of modern analytical instruments, this edition reflects updated techniques and a more applied approach with the addition of case studies. Emphasis is placed upon the theoretical basis of each type of instrument, its optimal area of application, its sensitivity, its precision, and its limitations. The text also introduces students to elementary integrated circuitry, microprocessors and computers, and treatment of analytical data. A text-specific CD-ROM accompanies all new copies of the text, providing students with excel files of data analysis and simulations of analytical techniques to help them visualize important concepts in this course.

《物质世界解码：精准探秘的科学之旅》导言：一眼洞悉，万象皆明我们生活在一个信息爆炸的时代，从浩瀚的宇宙到微观的粒子，从古老的遗迹到生物的奥秘，无不隐藏着无穷的知识等待我们去发掘。然而，这些信息并非总是显而易见，它们常常以复杂、抽象或隐匿的形式存在。如何才能拨开迷雾，直抵事物的本质？《物质世界解码：精准探秘的科学之旅》将带您踏上一段引人入胜的旅程，探索那些能够揭示物质世界运行规律的强大科学工具和方法。本书并非枯燥的原理堆砌，而是通过生动的案例和深入浅出的讲解，展示科学如何让我们“看见”那些肉眼无法捕捉的细节，理解那些难以言喻的机制，从而更深刻地认识我们所处的这个精彩纷呈的世界。第一章：微观世界的语言——光谱的奥秘物质的本质，很大程度上取决于其微观结构和电子分布。而光谱，就是物质与光相互作用时发出的独特“指纹”。本章将带您走进光谱的世界，了解不同类型的光谱技术如何成为我们解读物质身份和性质的有力武器。光的本质与物质的相互作用：我们将从光的波动性和粒子性出发，探讨光与物质在原子和分子层面的相互作用，包括吸收、发射和散射等基本过程。理解这些基础原理，是理解后续光谱技术的前提。吸收光谱：物质的“饥饿”信号：为什么某些物质会吸收特定颜色的光？我们将详细介绍紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、红外吸收光谱（IR）和原子吸收光谱（AAS）。UV-Vis光谱如何用于定量分析有机物浓度，其在药物检测、环境监测中的应用；IR光谱如何识别官能团，是鉴定化合物的“身份证”；AAS如何精准测定金属元素的含量，在食品安全和地质勘探中的重要性。发射光谱：物质的“光芒”闪耀：当物质获得能量后，电子跃迁到高能级，随后又回到低能级时，会释放出具有特征波长的光。本章将深入讲解原子发射光谱（AES）和荧光光谱。AES如何通过分析发射光谱的波长和强度来识别和定量元素，例如在冶金工业中的应用；荧光光谱为何对某些物质尤为敏感，如何用于生物标记和药物筛选。散射光谱：光影中的信息：除了吸收和发射，光与物质的相互作用还会产生散射。拉曼光谱（Raman）作为一种重要的散射光谱技术，能够提供与IR光谱互补的信息，尤其擅长分析非极性键和对称性分子，在材料科学和化学分析中发挥着不可替代的作用。光谱技术的协同应用：在实际分析中，单一的光谱技术往往难以提供全面的信息。本章将强调不同光谱技术之间的协同作用，例如结合UV-Vis和IR光谱可以更全面地表征有机化合物，或者将光谱技术与色谱技术联用，实现更高效的分离和鉴定。第二章：分离的艺术——走向纯粹的境界在复杂的混合物中，单一物质的性质往往被掩盖。因此，有效的物质分离是精准分析的基础。《物质世界解码》将为您揭示一系列精妙的分离技术，它们如同高明的“侦探”，能够将混合物中的不同成分一一“揪出”，为后续的深入分析铺平道路。色谱法的原理与家族：色谱法是现代分离科学的核心。本章将从“分配系数”和“保留时间”等基本概念出发，系统介绍不同色谱技术的工作原理。气相色谱（GC）：适用于挥发性化合物的分离。我们将探讨载气、固定相的选择，以及程序升温等对分离效率的影响，GC在环境污染物检测、食品添加剂分析中的广泛应用。液相色谱（LC）：适用于不挥发性或热不稳定性化合物的分离。重点介绍高效液相色谱（HPLC）的不同模式，如反相色谱、正相色谱、离子交换色谱和尺寸排阻色谱。HPLC在药物研发、生物分子分析、临床检测等领域的关键作用。薄层色谱（TLC）：作为一种简便、快速的定性分离方法，TLC在文献研究、反应进程监测等方面仍然具有重要价值。二维色谱：当单一维度的分离不足以解决复杂体系时，二维色谱技术应运而生。本章将介绍二维GC和二维LC，展示它们如何提供更高的分离度和更大的样品容量，解决“二维死角”问题。电泳技术：用电场驱动的分离：电场的力量也可以用来分离物质。本章将介绍毛细管电泳（CE）及其不同模式，如区带电泳、胶束电动色谱等。CE以其高分辨率、快速分析和低样品消耗的特点，在蛋白质、核酸、小分子药物分析中展现出独特优势。萃取技术：从基体中“巧取豪夺”：在正式分离之前，往往需要将目标分析物从复杂的基体中提取出来。本章将介绍液-液萃取、固相萃取（SPE）等技术，探讨其在样品前处理中的重要性，以及如何提高分析灵敏度和准确性。其他分离技术简介：此外，我们还将简要介绍膜分离、超临界流体萃取（SFE）等新兴的分离技术，为读者提供更广阔的视野。第三章：质量的探寻——精确测量的艺术一旦目标分析物被成功分离，接下来的任务就是精确测量其“身份”和“数量”。质谱（Mass Spectrometry, MS）作为一种强大的联用技术，以其极高的灵敏度和分辨率，能够提供物质的分子量信息和碎片信息，从而实现精确的结构鉴定和定量分析。质谱的原理：本章将深入剖析质谱仪的基本工作原理，包括样品引入、离子化、质量分析器和检测器等关键部件。离子化技术：不同的样品需要不同的离子化方法。我们将介绍电子冲击（EI）、化学电离（CI）、电喷雾离子化（ESI）、基质辅助激光解吸/电离（MALDI）等常用的离子化技术，以及它们各自的适用范围和优缺点。质量分析器：不同的质量分析器在分辨率、质量范围和扫描速度上有所差异。本章将详细介绍四极杆（Quadrupole）、离子阱（Ion Trap）、飞行时间（TOF）和静电扇（Orbitrap）等主流质量分析器的工作原理及其特点。同位素与分子指纹：质谱信号的同位素分布模式是鉴定化合物的重要依据。我们将学习如何解读质谱图中的同位素峰，以及如何利用碎片离子信息来推断化合物的结构。质谱与色谱的完美结合——GC-MS和LC-MS：将质谱仪与色谱仪联用，是实现复杂混合物分析和痕量物质检测的“黄金搭档”。本章将重点介绍气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）的原理、仪器配置和应用。GC-MS在挥发性有机物分析、农药残留检测中的应用；LC-MS在蛋白质组学、代谢组学、药物代谢研究中的突破性进展。定量分析的利器：质谱技术不仅能够鉴定物质，还能进行高精度的定量分析。本章将介绍内标法、外标法等定量策略，以及如何利用质谱数据进行精确的含量测定。第四章：形貌的洞察——微观世界的视觉化理解物质，也需要“看见”它的形态。从宏观的晶体结构到微观的细胞器，形貌的观察提供了物质结构的直观证据。本章将带您领略电子显微镜等先进成像技术的神奇力量。光学显微镜的局限与突破：在介绍更先进的显微技术之前，我们将回顾光学显微镜的基本原理，并分析其衍射极限带来的局限性。电子显微镜的宏伟世界：扫描电子显微镜（SEM）： SEM通过扫描电子束与样品表面相互作用产生的二次电子和背散射电子来成像，能够提供样品表面的高分辨率三维形貌信息。SEM在材料表面形貌观察、微观结构分析、失效分析等领域的广泛应用。透射电子显微镜（TEM）： TEM利用穿透样品的高能电子束成像，能够观察到样品内部的超微结构，甚至原子排列。TEM在材料晶体结构分析、纳米材料表征、生物细胞超微结构研究等方面是不可或缺的工具。原子力显微镜（AFM）： AFM无需对样品进行特殊处理，能够以原子级的精度探测样品表面形貌、力学性质和电学性质，为纳米科学和表面科学研究提供了前所未有的视角。形貌分析的应用：本章将通过丰富的实例，展示SEM、TEM和AFM在材料科学、生物医学、纳米技术等领域中的实际应用，例如观察纳米颗粒的尺寸和形貌，研究细胞器的超微结构，分析材料的表面特性等。第五章：化学世界的“传感器”——电化学分析的智慧化学反应常常伴随着电荷的转移，电化学分析技术正是利用这些电信号来探测和研究物质。本章将为您揭示电化学分析的强大潜力，它不仅能够进行物质的定性和定量分析，还能提供丰富的动力学和热力学信息。电化学分析的基本原理：本章将从电势、电流、电荷等基本概念出发，介绍电化学电池的构成和工作原理。电极过程与电化学技术：伏安法（Voltammetry）：包括循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、方波伏安法（SWV）等。CV如何提供氧化还原反应的可逆性、电势等信息，是研究电化学反应机理的重要手段。库仑法（Coulometry）：利用法拉第定律，通过测量电解过程中通过的电荷量来精确测定物质的含量。电导法（Conductometry）：测量溶液的电导率来反映离子浓度和性质的变化。电位法（Potentiometry）：利用离子选择性电极（ISE）测量溶液的电势来测定特定离子的浓度，例如pH计的原理。电化学传感器的发展：电化学传感器凭借其高灵敏度、高选择性、小型化和低成本等优点，在环境监测、生物医学诊断、食品安全检测等领域展现出巨大的应用潜力。本章将介绍不同类型的电化学传感器，如酶电极、免疫电极等。电化学分析的应用案例：通过具体的案例，例如利用电化学方法测定血液中的葡萄糖含量，监测水体中的污染物，研究催化剂的电化学活性等，让读者深刻理解电化学分析的实际价值。结语：科学之眼，洞见未来《物质世界解码：精准探秘的科学之旅》仅仅是开启您探索物质世界奥秘的一扇窗。本书所介绍的各种分析技术，从光谱的“指纹”到色谱的“分离术”，从质谱的“身份识别”到显微镜的“形貌洞察”，再到电化学的“信号探秘”，都凝聚了人类智慧的结晶，是我们理解和改造世界的有力武器。随着科学技术的不断发展，这些分析工具将变得更加强大、便捷和智能化，它们将帮助我们解决更多前沿科学问题，应对更严峻的社会挑战，并最终带领我们走向一个更加美好的未来。愿本书能激发您对科学探索的热情，让您用“科学之眼”，洞见物质世界的无限可能。