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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 仪器分析分类与发展2

1.2.1 仪器分析方法的分类2

1.2.2 仪器分析的发展过程3

1.3 计算机与分析仪器4

1.3.1 计算机对仪器分析发展的促进作用4

1.3.2 分析仪器中的计算机应用技术5

1.4 分析仪器的信息评价与处理8

1.4.1 信息和熵8

1.4.2 分析化学实验中的信息量与熵8

1.4.3 分析仪器的最大信息量9

1.4.4 仪器的效率和剩余度9

1.5 分析仪器的性能指标10

1.5.1 信号与噪声10

1.5.2 灵敏度与检出限10

1.5.3 分辨率11

习题11

第2章 电化学分析基础12

1.1 电化学分析概述12

1.1.1 电化学分析的特点12

1.1.2 电化学分析的分类12

1.1.3 电化学分析的主要应用领域14

1.2 化学电池与电极电位14

1.2.1 化学电池14

1.2.2 电极电位15

1.2.3 液体接界电位与盐桥17

1.3 电极与电极类别18

1.3.1 参比电极与指示电极18

1.3.2 工作电极与辅助电极22

1.3.3 极化电极与去极化电极22

1.3.4 微电极与化学修饰电极22

1.4 电极-溶液界面的传质过程与极化23

1.4.1 电极-溶液界面的传质过程与类型23

1.4.2 电极的极化与超电位23

习题25

第3章 基本电化学分析方法26

3.1 电位分析法26

3.1.1 电位分析法基本原理26

3.1.2 离子选择电极的特性32

3.1.3 电位分析法的应用34

3.2 电导分析法37

3.2.1 电导分析法基本原理37

3.2.2 电导分析法的应用39

3.2.3 高频电导分析40

3.3 电重量分析法41

3.3.1 电解分析原理41

3.3.2 恒电流电重量分析42

3.3.3 控制阴极电位电重量分析42

3.4 库仑分析法44

3.4.1 库仑分析基本原理44

3.4.2 电量的确定与电流效率44

3.4.3 库仑滴定45

3.4.4 微库仑分析46

习题47

第4章 伏安分析法49

4.1 经典极谱分析法49

4.1.1 极谱分析的一般过程49

4.1.2 扩散电流理论50

4.1.3 干扰电流与抑制54

4.1.4 极谱分析法的应用55

4.2 现代极谱分析法57

4.2.1 单扫描极谱57

4.2.2 交流极谱58

4.2.3 方波极谱59

4.2.4 脉冲极谱59

4.2.5 交流示波极谱61

4.3 溶出伏安分析法62

4.3.1 溶出伏安分析法的基本原理62

4.3.2 影响溶出峰电流的因素62

4.3.3 操作条件的选择63

4.3.4 溶出伏安分析法的应用63

4.4 循环伏安法64

4.4.1 循环伏安法的基本原理64

4.4.2 循环伏安法的应用64

4.5 专题65

4.5.1 化学修饰电极65

4.5.2 生物电化学分析66

4.5.3 光谱电化学分析67

习题67

第5章 色谱分析基础69

5.1 色谱法概述69

5.1.1 色谱分析的特点、分类和作用69

5.1.2 色谱基本参数与色谱曲线的表征70

5.1.3 色谱一般分离过程与分配系数71

5.2 色谱理论基础74

5.2.1 塔板理论74

5.2.2 速率理论75

5.2.3 分离度77

5.3 色谱定性与定量分析方法78

5.3.1 色谱定性鉴定方法78

5.3.2 色谱定量分析方法79

习题81

第6章 气相色谱分析法83

6.1 气相色谱仪83

6.1.1 气相色谱仪结构流程83

6.1.2　气相色谱仪主要组成部分简介83

6.2　气相色谱固定相84

6.2.1　气固色谱固定相84

6.2.2　气液色谱固定相85

6.3　气相色谱检测器88

6.3.1　检测器特性88

6.3.2　热导检测器89

6.3.3　氢火焰离子化检测器90

6.3.4　电子捕获检测器91

6.3.5　其他检测器92

6.4　气相色谱分离操作条件的选择92

6.4.1 色谱柱及使用条件的选择93

6.4.2　栽气种类和流速的选择94

6.5　气相色谱应用技术95

6.5.1 裂解气相色谱的原理与应用95

6.5.2　顶空气相色谱分析原理与应用96

6.6　毛细管气相色谱97

6.6.1 特点97

6.6.2　毛细管柱与毛细管色谱结构流程98

习题99

第7章　高效液相色谱分析法100

7.1　高效液相色谱仪100

7.1.1 高效液相色谱仪结构流程100

7.1.2 高压输液泵与高效分离柱100

7.1.3　梯度淋洗装置101

7.1.4　液相色谱检测器101

7.2　主要分离类型104

7.2.1　液-固吸附色谱104

7.2.2　液-液分配与化学键合相色谱105

7.2.3　离子交换色谱106

7.2.4　离子对色谱107

7.2.5　空间排阻色谱107

7.2.6　亲和色谱109

7.3　液相色谱的固定相与流动相109

7.3.1 固定相109

7.3.2　流动相111

7.3.3　液相色谱的流动相选择112

7.4　影响分离的因素与操作条件的选择112

7.4.1　影响分离的因素112

7.4.2　分离类型选择112

7.4.3　制备型液相色谱113

7.5　离子色谱分析法114

7.5.1　离子色谱法概述114

7.5.2 离子色谱的结构流程与装置类型114

7.5.3　离子色谱的应用115

习题117

第8章　超临界流体色谱及色谱分析新方法119

8.1　超临界流体色谱119

8.1.1　超临界流体色谱的基本原理119

8.1.2　超临界流体色谱仪的结构流程121

8.1.3　超临界流体色谱的应用122

8.2　激光色谱122

8.2.1　激光色谱的基本原理122

8.2.2　激光色谱特点123

8.2.3　激光色谱的应用前景与发展124

8.3　场流分离125

8.3.1 场流分离的基本原理125

8.3.2　场流分离仪器127

8.3.3　沉降场流分离127

8.3.4　热场流分离128

8.3.5　流体场流分离129

习题129

第9章　毛细管电泳分析法131

9.1　毛细管电泳的仪器装置131

9.1.1　进样技术132

9.1.2 分离系统133

9.1.3　检测方法133

9.2　毛细管电泳的基本原理134

9.2.1　电泳和电渗134

9.2.2　分离效率和分辨率135

9.3　毛细管电泳的分离模式136

9.4　影响分辨率的因素138

9.4.1 毛细管电泳中的电解效应及缓冲溶液的选择138

9.4.2 电场强度与温度的影响139

9.4.3　毛细管材料的影响140

9.5　毛细管电泳的应用140

9.5.1　离子化合物的分析140

9.5.2　CE在生物化学中的应用140

9.5.3　CE在医药分析中的应用142

9.5.4　CE在食品分析中的应用144

9.5.5　MEKC在手性化合物分离中的应用144

习题144

第10章　光分析法基础145

10.1　光分析法概述145

10.1.1 光分析法及其基本特征145

10.1.2 电磁辐射的基本性质146

10.1.3　光分析法分类147

10.1.4　各种光分析法简介148

10.2　原子光谱与分子光谱的产生149

10.2.1　原子光谱149

10.2.2　分子光谱151

10.3　光分析法仪器与光学器件152

10.3.1　光分析法仪器的基本流程152

10.3.2 光分析法仪器的基本单元与器件153

10.4　光分析法进展简介157

习题158

第11章　原子光谱分析法159

11.1 原子发射光谱分析法159

11.1.1　原子发射光谱分析法的基本原理159

11.1.2　原子发射光谱仪器类型与结构流程161

11.1.3　原子发射光谱分析法的应用167

11.2　原子吸收光谱分析法169

11.2.1　原子吸收光谱分析法的基本原理169

11.2.2　原子吸收光谱仪器类型与结构流程172

11.2.3　干扰及其抑制176

11.2.4　原子吸收光谱分析法的应用178

11.3　原子荧光光谱分析法180

11.3.1　原子荧光光谱分析法的基本原理180

11.3.2　原子荧光光谱仪器类型与结构流程182

11.3.3　原子荧光光谱分析法的应用182

习题182

第12章　x-射线光谱和表面分析法184

12.1　X-射线荧光光谱分析184

12.1.1　X-射线荧光光谱分析法的基本原理184

12.1.2　X-射线荧光光谱仪188

12.1.3　X-射线荧光光谱分析法的应用193

12.2　X-射线衍射分析法194

12.2.1　X-射线衍射分析法的基本原理194

12.2.2　粉末衍射分析194

12.2.3　单晶衍射分析195

12.3　光电子能谱与光探针分析法196

12.3.1　光电子能谱分析法196

12.3.2　X-射线光电子能谱分析法198

12.3.3 紫外光电子能谱分析法200

12.4　电子能谱与电子探针分析法200

12.4.1　Auge电子能谱法201

12.4.2 电子微探针分析法与扫描电子显微镜法203

12.5　离子散射能谱法与离子探针分析法204

12.5.1 离子散射能谱法204

12.5.2　次级离子质谱法205

习题206

第13章　分子发光分析法207

13.1　分子荧光与磷光分析法的基本原理207

13.1.1 荧光与磷光的产生过程207

13.1.2　荧光光谱的基本特征209

13.1.3　荧光的产率与分子结构的关系211

13.1.4　影响荧光强度的环境因素212

13.2　分子荧光分析法213

13.2.1 分子荧光仪器的结构流程213

13.2.2 荧光分析法的应用214

13.3　分子磷光分析法215

13.3.1　低温磷光与室温磷光的测量215

13.3.2　磷光分析法的应用216

13.4　化学发光分析法217

13.4.1 化学发光分析法的基本原理217

13.4.2　化学发光反应的类型219

13.4.3　化学发光分析测量装置与技术221

13.4.4　化学与生物发光分析的应用222

习题223

第14章　紫外-可见吸收光谱分析法224

14.1　紫外-可见吸收光谱分析法基础224

14.1.1 紫外-可见吸收光谱概述224

14.1.2 紫外-可见吸收光谱的产生224

14.1.3　光吸收定律225

14.2　紫外-可见分光光度计226

14.2.1 结构类型226

14.2.2　主要部件226

14.3 吸收带类型与溶剂效应227

14.3.1 电子跃迁和吸收带类型227

14.3.2　紫外-可见吸收光谱常用术语230

14.3.3　溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响231

14.4　重要有机化合物的紫外-可见吸收光谱233

14.4.1　饱和烃233

14.4.2　饱和烃衍生物233

14.4.3　不饱和脂肪烃234

14.4.4　羰基化合物236

14.4.5　芳烃239

14.5　紫外-可见吸收光谱的应用243

14.5.1 紫外-可见吸收光谱提供的结构信息243

14.5.2 紫外-可见光谱在结构分析中的应用244

14.5.3 紫外-可见光谱的定量分析245

14.5.4　紫外-可见光谱的进展246

习题248

第15章　红外吸收光谱分析法250

15.1 红外吸收光谱分析法基础250

15.1.1　红外光谱概述250

15.1.2　红外光谱基本知识250

15.1.3　分子振动和特征振动频率252

15.2　红外光谱仪262

15.2.1 色散型红外分光光度计262

15.2.2　傅立叶变换红外分光光度计264

15.3　影响频率位移的因素266

15.3.1　外部因素266

15.3.2 内部因素267

15.4　常见有机化合物的红外光谱271

15.4.1　饱和烃及其衍生物271

15.4.2　烯烃和炔烃274

15.4.3　芳烃275

15.4.4　羰基化合物277

15.4.5 腈基（C≡N）化合物280

15.4.6　硝基（—NO2）化合物280

15.5 红外吸收光谱的应用280

15.5.1 红外光谱图解析步骤280

15.5.2　红外光谱的定性分析281

15.5.3　红外光谱的定量分析286

习题288

第16章　激光拉曼光谱分析法292

16.1　概述292

16.2　拉曼光谱产生的基本原理293

16.2.1 瑞利（Rayleigh）散射与拉曼（Raman）散射293

16.2.2　拉曼光谱294

16.2.3　拉曼光谱选律294

16.3　拉曼光谱仪295

16.3.1　结构流程295

16.3.2　主要部件295

16.4　拉曼光谱的应用296

16.4.1　红外光谱与拉曼光谱的比较296

16.4.2　拉曼光谱的谱图特征297

16.4.3　共振拉曼效应299

习题300

第17章　核磁共振波谱分析法301

17.1　概述301

17.2　核磁共振原理301

17.2.1　原子核的自旋301

17.2.2　核磁共振现象302

17.2.3　饱和与弛豫304

17.2.4　核磁共振的宏观理论305

17.3　核磁共振波谱仪306

17.3.1　核磁共振波谱仪的结构类型306

17.3.2　核磁共振波谱常用溶剂307

17.4 质子核磁共振波谱（1H NMR）307

17.4.1　化学位移及其影响因素307

17.4.2 自旋-自旋偶合和偶合常数313

17.4.3　质子核磁共振波谱的应用318

17.5　13C核磁共振波谱324

17.5.113C核磁共振波谱的特点324

17.5.2　脉冲傅立叶变换技术324

17.5.3　13C NMR的谱标识技术325

17.5.4　13C NMR的化学位移327

17.5.513C NMR的应用329

17.6　二维核磁共振波谱（2D NMR）332

17.6.11D NMR与2D NMR332

17.6.2　二维化学位移相关NMR谱334

习题336

第18章　质谱分析法341

18.1　质谱仪基本结构341

18.1.1　进样系统341

18.1.2 离子源342

18.1.3　质量分析器342

18.1.4　检测器343

18.1.5　真空系统343

18.2　离子源类型与离子形成过程343

18.2.1 电子轰击离子源344

18.2.2　化学电离源345

18.2.3　快原子轰击源345

18.2.4　电喷雾离子源346

18.2.5 大气压化学电离源347

18.2.6 激光解吸源347

18.3　质量分析器的类型与原理348

18.3.1　双聚焦分析器348

18.3.2　四极杆分析器349

18.3.3 离子阱质量分析器350

18.3.4　飞行时间质量分析器351

18.3.5　傅立叶变换离子回旋共振分析器352

18.4　质谱联用技术353

18.4.1 气相色谱-质谱联用仪353

18.4.2　液相色谱-质谱联用仪354

18.4.3　串联质谱法355

18.5　质谱仪性能指标357

18.5.1　灵敏度358

18.5.2　分辨率358

18.5.3　质量范围359

18.5.4　质量稳定性和质量精度359

18.6　质谱中的各种离子359

18.6.1 分子离子和准分子离子359

18.6.2 多电荷离子360

18.6.3　碎片离子360

18.7　常见有机化合物的质谱图解析364

18.7.1 烃类364

18.7.2　烯烃365

18.7.3　醚367

18.7.4　胺368

18.7.5　卤代烷368

18.7.6　醛和酮369

18.7.7　羧酸及羧酸酯370

18.7.8　芳烃370

18.8　EI质谱解析374

18.8.1　分子质量的确定374

18.8.2　分子式确定375

18.8.3　分子结构的确定376

习题376

参考文献378