Organic Structure Analysis pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Crews, Phillip/ Rodriguez, Jaime/ Jaspars, Marcel

出品人:

页数:654

译者:

出版时间:2009-10

价格:$ 197.69

装帧:

isbn号码:9780195336047

丛书系列:

图书标签:

有机化学
结构分析
光谱学
核磁共振
质谱
红外光谱
紫外可见光谱
有机化合物
化学分析
分子结构

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具体描述

The most up-to-date integrated spectroscopy text available, Organic Structure Analysis, Second Edition, is the only text that teaches students how to solve structures as they are solved in actual practice. Ideal for advanced undergraduate and graduate courses in organic structure analysis, organic structure identification, and organic spectroscopy, it emphasizes real applications--integrating theory as needed--and introduces students to the latest spectroscopic methods. FEATURES * Focus on Structure: Opens with structural elements and then considers the characteristics, advantages, and disadvantages of spectroscopic methods. Includes coverage of the steps used in determining a molecular structure, the limitations to organic structure determination by spectroscopic methods, and an "Organic Structure Analyses Gone Bad" table (all unique to this text) * Practical Organization: Presents the most commonly used methods first, beginning with an overview of strategies, followed by the use of NMR, and then moving on to mass spectrometry, infrared, and ultraviolet * Innovative Real-World Problem-Solving Approach: Follows the actual information flow used by chemists to solve molecular structures, as opposed to the standard methods-based approach of other texts * Unique Chapter (12) Featuring 51 Structure-Solving Problems: Each problem emphasizes a different method; the problems increase in difficulty throughout the chapter, successively building on students' knowledge and requiring them to integrate multiple methods to identify molecules. NEW TO THE SECOND EDITION * Coverage of the Latest Instrumental and Computational Advances: Examines the use of modern instruments, data processing, and computer-assisted structure elucidation techniques * Updated and Expanded Treatment of NMR (Chapters 2-5): An extensively revised Chapter 5 discusses multi-pulse 1D and 2D NMR methods, 1D TOCSY and 1D NOESY sequences, and using NOESY and ROESY in determining relative stereochemistry and solution conformation. * Additional Coverage of Mass Spectrometry: A new chapter (7) expands the discussion of mass spectrometry to three chapters (6-8). Topics include cutting-edge MS instrumentation and new information on tandem MS techniques, combining NMR with MS, large-molecule MS, chemo-informatics, and more. * More Exercises and Improved Spectra: The second edition includes 25% more problems than the previous edition (279 total). In addition, many of the spectra, including all of those presented in Chapters 11 and 12, have been reprocessed or reacquired for greater clarity.

洞悉物质奥秘：从分子视角解读世界摘要本书是一部关于物质结构分析的综合性著作，旨在为读者揭示物质世界背后精巧的分子设计和相互作用。我们并非聚焦于有机化学中的特定反应或合成路线，而是将目光投向更宏观的层面，探讨如何通过各种分析手段，如同侦探般解构物质的身份、构型和环境。本书将带领读者深入理解，为什么一种物质具有特定的性质，它是如何形成的，以及在何种条件下会发生变化。我们将触及从基本原子排列到复杂分子集合体的广泛主题，强调理解结构与功能之间不可分割的联系。通过本书，读者将掌握一套强大的思维工具，能够以更深刻、更科学的视角去审视身边的物质世界，无论是天然产物还是人造材料。引言：超越表象的探寻我们生活在一个由无数种物质构成的世界，从微小的尘埃到浩瀚的星辰，从赖以生存的食物到改变生活的科技产品，无一不展现着物质的无穷魅力。然而，我们对这些物质的理解，往往停留在其宏观的性质和用途上。为什么水是液体，而冰是固体？为什么金属会导电，而塑料则不会？为什么药物能够治愈疾病，而某些物质却会对人体造成伤害？这些问题的根源，都深藏于物质的微观结构之中。本书的宗旨，正是要带领读者深入物质的分子层面，揭示其内在的结构奥秘。我们将不局限于对特定化学式或反应机理的死记硬背，而是强调对结构分析方法论的理解和应用。就像一位经验丰富的侦探，我们需要掌握各种工具和技术，才能从纷繁复杂的线索中抽丝剥茧，最终锁定目标，辨明真相。本书将为你提供一套系统性的分析框架，帮助你理解各种分析技术的核心原理，并学会如何将它们巧妙地运用到实际问题中。我们相信，对物质结构的深刻理解，是认识和改造世界的基础。只有当我们洞悉了物质最本质的构造，我们才能更好地预测其行为，设计出具有特定功能的新材料，优化现有工艺，甚至解决环境问题。本书将为你打开一扇通往物质微观世界的大门，让你以全新的视角去审视这个你以为熟知的世界。第一篇：分子身份的解析——它们是谁？在任何结构分析的起点，我们都需要回答一个最基本的问题：我们面前的物质究竟是什么？这就像侦探在犯罪现场找到一个不明物品，首要任务是确定它的身份。在化学领域，这意味着要确定构成物质的原子种类、它们的数量比例以及它们是如何连接在一起的。第一章：原子指纹的辨识——光谱技术的魅力原子和分子如同具有独特“指纹”的个体，不同的原子组合和连接方式会产生独特的信号。光谱技术正是解读这些信号的利器。我们将从最基础的光谱学原理出发，例如，当物质与电磁波相互作用时，会发生吸收、发射或散射现象，而这些现象与物质的电子结构、分子振动和转动等密切相关。红外光谱（IR）：就像给分子唱一首“歌”，分子中的化学键在吸收特定频率的红外光时会发生振动，不同类型的化学键（如C-H、O-H、C=O等）具有特征性的振动频率。通过分析吸收峰的波长和强度，我们可以推断出分子中存在的官能团，这是识别有机物分子的重要线索。我们将深入探讨如何解读红外光谱图，识别出常见的官能团，并理解谱峰与分子结构之间的对应关系。紫外-可见光谱（UV-Vis）：这种技术主要用于分析分子中存在共轭体系或生色团的情况。当分子吸收紫外或可见光时，其价电子会跃迁到更高的能级，这种跃迁的能量与共轭体系的范围密切相关。UV-Vis光谱对于分析具有颜色或吸收紫外光的物质至关重要，例如，植物中的色素、染料、以及许多药物分子。我们将学习如何通过分析吸收峰的位置和强度来推断分子中的共轭程度和生色团的存在。核磁共振谱（NMR）：这是分子结构分析中最强大、最全面的技术之一，尤其在有机化学领域。NMR的核心原理是利用原子核（如¹H、¹³C）在磁场中对射频脉冲的响应。不同化学环境下的原子核会产生不同的共振频率，从而提供关于原子连接方式、周围原子类型以及空间排列的丰富信息。我们将详细介绍¹H NMR和¹³C NMR的工作原理，并重点讲解如何通过化学位移、耦合常数和积分面积来推断分子的结构。我们还将简要介绍二维NMR技术（如COSY, HSQC, HMBC），它们能够提供更复杂分子中原子之间连接关系的直接证据。质谱（MS）：质谱技术通过测量分子的质荷比来确定分子的分子量，并通过其碎片离子模式来推断分子的结构。分子在电离后会产生带电的离子，然后在电场和磁场的作用下被分离和检测。我们将学习如何解读质谱图，确定分子离子峰以获得分子量信息，并通过分析特征碎片离子来推断分子的结构单元和连接方式。高分辨质谱（HRMS）能够提供精确的分子量，进而推断出分子的元素组成，这对于未知物的鉴定具有不可替代的作用。第二章：物质的“指纹”识别——色谱与质谱联用在实际分析中，我们常常面对的是复杂的混合物，而非单一纯净的化合物。这时，我们需要先将混合物分离，然后再对其中的组分进行鉴定。色谱技术正是实现这一目标的关键。气相色谱（GC）：适用于挥发性物质的分离。混合物中的各组分在固定相和流动相（气体）之间的分配系数不同，从而导致它们在色谱柱中以不同的速度移动，最终实现分离。GC通常与质谱（GC-MS）联用，能够对分离出的各组分进行快速、准确的鉴定。我们将探讨GC的分离原理，不同类型色谱柱的选择，以及GC-MS联用在未知物鉴定中的强大威力。液相色谱（LC）：适用于非挥发性或热不稳定的物质的分离。与GC类似，LC也利用了组分在固定相和流动相（液体）之间的分配差异。高效液相色谱（HPLC）是目前应用最广泛的液相色谱技术。HPLC同样可以与质谱（LC-MS）联用，为复杂生物分子、药物等提供强有力的结构分析手段。我们将介绍HPLC的基本原理，不同类型的固定相和流动相，以及LC-MS在分子鉴定中的应用。第二篇：分子形态的刻画——它们如何存在？仅仅知道一个物质由哪些原子组成、它们如何连接还不够，我们还需要了解分子的三维空间结构，以及分子之间是如何相互作用的。这些空间信息决定了分子的形状、构象以及与其他分子的结合能力，从而深刻影响其性质和功能。第三章：空间构象的透视——晶体学与衍射技术的洞察 X射线晶体学：这是确定分子三维结构的“金标准”。当X射线通过晶体时，会发生衍射现象，形成复杂的衍射图样。通过解析这些图样，我们可以精确地确定晶体中原子的三维位置，从而重建出分子的精确三维结构。我们将介绍X射线衍射的基本原理，单晶衍射和粉末衍射的应用，以及晶体学在解析蛋白质、核酸等生物大分子结构中的关键作用。电子衍射：适用于微小颗粒或薄膜样品的结构分析。电子的波粒二象性使其能够像X射线一样发生衍射。电子衍射在材料科学和纳米技术领域有着广泛的应用，可以帮助我们了解晶体材料的晶体结构、取向和缺陷。第四章：分子间的语言——光谱学与显微技术的补充除了X射线衍射，还有一些技术可以提供关于分子空间排列和相互作用的信息。核磁共振谱（NMR）的进一步应用：除了提供原子连接信息，NMR还可以通过分析某些特殊的核间相互作用（如NOE，Nuclear Overhauser Effect）来推断原子之间的空间距离，从而帮助构建分子的三维模型，尤其适用于在溶液中难以结晶的分子。扫描隧道显微镜（STM）与原子力显微镜（AFM）：这些技术能够直接“看到”单个分子，虽然它们主要提供的是表面形貌信息，但通过精细的操作，也可以揭示分子在表面的排列方式以及分子间的相互作用。我们将简要介绍这些超高分辨率显微技术的原理和应用，它们为我们观察微观世界提供了前所未有的视角。第三篇：分子环境的洞察——它们在哪里？分子并非孤立存在，它们往往存在于特定的环境中，这些环境对其性质和行为产生着重要影响。理解分子所处的环境，对于全面认识物质至关重要。第五章：固态世界的解析——材料的宏观与微观固态NMR：与溶液NMR不同，固态NMR能够直接分析固态物质的结构信息，包括晶体结构、分子取向、晶界信息等。这对于分析陶瓷、聚合物、催化剂等固态材料非常有价值。 X射线衍射（XRD）的更多应用：除了结构解析，XRD还可以用于分析材料的晶粒尺寸、晶格畸变、相组成等。例如，在材料科学中，XRD是鉴定晶体材料、研究相变、评估材料结晶度的重要手段。热分析技术（TGA, DSC）：这些技术通过测量物质在温度变化过程中发生的质量变化（TGA）或热效应（DSC），来研究物质的热稳定性、相变、玻璃化转变温度等。这些信息对于理解材料在不同温度下的行为至关重要。第六章：溶液与表面世界的探索——化学反应的舞台溶液状态的结构分析：在溶液中，分子的行为会受到溶剂分子的影响，例如溶剂化、氢键作用等。NMR是研究溶液中分子结构和动力学的重要工具，例如，通过变温NMR可以研究分子的构象变化，通过添加溶剂可以研究溶剂化效应。表面分析技术：许多重要的化学过程发生在物质的表面，例如催化反应、吸附过程、腐蚀等。X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等表面分析技术能够提供材料表面的元素组成、化学状态和化学键信息，帮助我们理解表面发生了什么。结论：结构分析的整合力量本书所介绍的各种分析技术，并非孤立存在，而是相互补充、协同作用。一种复杂的物质，往往需要多种分析手段的结合，才能获得全面的认识。例如，一个未知有机物的鉴定，可能需要通过GC-MS初步确定其分子量和碎片信息，然后通过NMR来解析其详细结构，再通过IR来确认官能团，最后通过X射线单晶衍射来精确确定其三维结构（如果能获得单晶）。理解物质的结构，就是理解物质的本质。本书希望通过对各种结构分析技术的原理、应用及其相互关系的介绍，赋予读者一种系统性的思维方式。掌握了这些工具，你将不再满足于仅仅看到物质的宏观表现，而是能够深入其内在的分子世界，洞悉其结构与功能的奥秘，从而更好地理解和改造我们身边的物质世界。无论是科学研究、工业生产还是日常生活，对物质结构的深刻理解都将为你带来更清晰的洞察和更强大的解决问题的能力。