- Артикул:00-01006572
- Автор: Пентин Ю.А., Вилков Л.В.
- ISBN: 5-03-003470-6
- Тираж: 5000 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: МИР (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 683
- Формат: 60х90/16
- Год: 2003
- Вес: 985 г
Развернуть ▼
В учебнике приведена общая классификация физических методов и характеристика прямых и обратных задач, для решения которых эти методы могут быть использованы. Изложены теоретические основы, описана техника эксперимента и приведены примеры применения методов масс-спектрометрии, определения электрических дипольных моментов, вращательной, колебательной (ИК и КР) и электронной (УФ) спектроскопии, мессбауэровской, фотоэлектронной и оже-спектроскопии, ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса (ЯМР и ЭПР), ядерного квадрупольного резонанса, дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма, аномального рассеяния рентгеновских лучей, эффектов Керра и Фарадея. Раскрыты возможности этих методов в химических исследованиях, взаимосвязь различных методов; показано, каким образом совместное использование сразу нескольких методов позволяет получать данные о физических параметрах молекул и свойствах веществ.
Для студентов химических вузов, преподавателей и научных работников, а также для студентов других естественно-научных и технических вузов.
Оглавление
Предисловие
Введение: Общая характеристика физических методов
1. Прямая и обратная задачи методов
2. Спектроскопические методы исследования
3. Дифракционные методы
4. Оптические и другие методы
5. Характеристическое время метода
6. Значение физических методов для теоретической химии
7. Современный уровень и перспективы развития физических методов
Контрольные вопросы и задания (введение)
Часть первая
Методы масс-спектрометрии
Глава 1. Процессы ионизации и принципиальные схемы масс-спектрометров
1.1. Ионизация атомов и молекул
1.2. Процесс ионизации и типы ионов
1.3. Методы ионизации
1.4. Принципиальные схемы масс-спектрометров
1.4.1. Магнитный масс-спектрометр
1.4.2. Динамические масс-спектрометры
1.4.3. Спектрометр ион-циклотронного резонанса
Глава 2. Применение масс-спектрометрии
2.1. Идентификация и установление строения веществ
2.2. Определение потенциалов ионизации молекул и появления ионов
2.3. Масс-спектральные термодинамические исследования
2.4. Масс-спектрометрия в химической кинетике
Контрольные вопросы и задания (гл. 1,2)
Часть вторая Методы определения электрических дипольных моментов молекул
Глава 3. Теоретические основы методов
3.1. Электрический дипольный момент молекулы
3.2. Энергия молекулы во внешнем электрическом поле
3.3. Ориентационная поляризация молекул
3.4. Эффект Штарка и квантовомеханический подход к выводу ориентационной поляризации молекул
3.5. Диэлектрик в электрическом поле
Глава 4. Экспериментальные методики и применение данных по электрическим дипольным моментам молекул в химии
4.1. Первый метод Дебая — определение электрического дипольного момента молекул паров веществ
4.2. Второй метод Дебая — определение электрических дипольных моментов молекул веществ в разбавленных растворах
4.3. Отклонение молекулярного пучка в неоднородном электрическом поле
4.4. Метод электрического резонанса
4.5. Использование данных по дипольным моментам в химии
Контрольные вопросы и задания (гл. 3, 4)
Часть третья Методы определения геометрического строения молекул
Глава 5. Микроволновой метод исследования вращательных спектров молекул
5.1. Вращательные спектры поглощения молекул
5.2. Методика эксперимента в микроволновой вращательной спектроскопии
5.3. Методы расчета геометрических параметров молекул
5.4. Определение электрических дипольных моментов молекул
5.5. Исследование внутреннего вращения и инверсии молекул
5.6. Некоторые результаты микроволновых исследований
Глава 6. Чисто вращательные спектры комбинационного рассеяния
6.1. Теоретические основы метода
6.2. Методика эксперимента вращательной спектроскопии КР
6.3. Определение геометрии молекул
Глава 7. Метод газовой электронографии
7.1. Основные этапы развития газовой электронографии
7.2. Рассеяние электронов атомами
7.2.1. Упругое рассеяние электронов атомами
7.2.2. Неупругое рассеяние электронов атомами
7.2.3. Полная интенсивность атомного рассеяния
7.3. Рассеяние электронов молекулами
7.3.1. Молекулярная составляющая интенсивности рассеяния
7.3.2. Преобразование Фурье в газовой электронографии
7.3.3. Двухатомные молекулы
7.3.4. Кривые радиального распределения
7.3.5. Многоатомные молекулы
7.4. Методика эксперимента в газовой электронографии
7.4.1. Принципиальная схема электронографа
7.4.2. Микрофотометрирование
7.4.3. Выделение молекулярной составляющей интенсивности рассеяния
7.5. Расшифровка электронограмм
7.6. Влияние внутримолекулярных колебаний на конфигурацию молекул, определяемую методом газовой электронографии
7.7. Возможности метода газовой электронографии
7.8. Определение геометрии молекул при совместном использовании электронографических и спектроскопических данных
7.9. Некоторые стереохимические результаты электронографических исследований
Контрольные вопросы и задания (гл. 5, 6, 7)
Часть четвертая
Методы колебательной ИК и КР спектроскопии
Глава 8. Теоретические основы колебательной спектроскопии
8.1. Квантовомеханическое представление колебательных спектров
8.2. Основы классической теории колебательных спектров
8.3. Практический расчет колебательных спектров
Глава 9. Симметрия молекул и нормальных колебаний
9.1. Общие представления о симметрии молекул
9.2. Качественные представления о симметрии колебаний
9.3. Результаты теоретико-группового анализа колебаний
9.4. Резонанс Ферми
9.5. Эффекты кристалличности
Глава 10. Анализ и интерпретация спектров. Определение симметрии и структуры молекул
10.1. Выводы из сопоставления ИК и КР спектров
10.2. Поляризация полос в спектрах КР
10.3. Контуры вращательной структуры полос
10.4. Групповые или характеристические частоты
10.5. Изотопные эффекты
Глава 11. Другие применения колебательных спектров
11.1. Определение силовых полей молекул
11.2. Корреляции силовых постоянных молекул с другими свойствами
11.3. Крутильные колебания и потенциальные барьеры внутреннего вращения
11.4. Использование фундаментальных частот для расчета колебательных вкладов в термодинамические функции
11.5. Идентификация соединения и качественный анализ смесей
11.6. Количественный анализ
11.7. Исследование равновесий
11.8. Комплексы с водородными связями
11.9. Кинетические исследования
11.10.Колебательная спектроскопия высокомолекулярных соединений
Глава 12. Приборы и экспериментальная техника
12.1. Техника и методики ИК спектроскопии
12.1.1. Принципы устройства и действия ИК спектрометров
12.1.2. Подготовка образцов различного типа
12.1.3. Дополнительные приспособления. Исследования специфических образцов
12.2. Нарушенное полное внутреннее отражение
12.3. Техника спектроскопии КР
12.3.1. Спектральная аппаратура и образцы
12.3.2. Резонансное и инверсное КР
12.3.3. Методы нелинейной спектроскопии КР
Контрольные вопросы и задания (гл. 8, 9, 10, 11, 12)
Часть ттятяя Методы электронной УФ спектроскопии
Глава 13. Основы теории электронных спектров молекул
13.1. Общая характеристика свойств электронных состояний
13.2. Номенклатура и символика электронных состояний
13.3. Классификация электронных переходов, их относительное положение
13.4. Правила отбора и интенсивность переходов
Глава 14. Применение электронных спектров
14.1. Структурно-спектральные корреляции
14.1.1. Органические соединения
14.1.2. Неорганические и комплексные соединения
14.2. Аналитические применения
14.2.1. Качественный анализ и идентификация веществ
14.2.2. Количественный анализ
Глава 15. Техника и методики электронной спектроскопии
15.1. Аппаратура абсорбционной спектроскопии
15.2. Подготовка образцов
15.3. Спектроскопия с дифференцированием, разностная спектроскопия и двухволновая спектроскопия
15.4. Спектры люминесценции ;
15.4.1. Теоретические основы
15.4.2. Практическое применение и техника люминесцентной спектроскопии
Контрольные вопросы и задания (гл. 13, 14, 15)
Часть шестая Методы рентгеновской и фотоэлектронной спектроскопии
Глава 16. Физические основы методов и экспериментальная техника
16.1. Общие принципы
16.2. Параметры и структура фотоэлектронных спектров
16.2.1. Химический сдвиг
16.2.2. Спин-орбитальная связь в молекулах и некоторые другие эффекты
16.2.3. Колебательная структура фотоэлектронных спектров
16.2.4. Интенсивность фотоэлектронных пиков
16.2.5. Глубина выхода фотоэлектронов
16.3. Техника и методика эксперимента
16.3.1. Аппаратура
16.3.2. Стандарты для учета зарядки образцов и калибровки спектрометров
16.3.3. Комплексные установки и методики
16.3.4. Рентгенофлуоресцентные спектрометры
Глава 17. Применение методов фотоэлектронной спектроскопии в химии
17.1. Структурно-аналитические применения
17.1.1. Элементный анализ и идентификация соединений
17.1.2. Структурная информация
17.1.3. Количественный анализ
17.2. Теоретическое моделирование и объяснение химических сдвигов
17.3. Некоторые закономерности и корреляции химических сдвигов
17.3.1. Связь с эффективным зарядом и степенью окисления
17.3.2. Аддитивность химических сдвигов
17.3.3. Корреляция химических сдвигов с данными других методов
17.4. Адсорбция, катализ и другие области применения
Контрольные вопросы и задания (гл. 16, 17)
Часть седьмая
Методы магнитного резонанса
Глава 18. Спектроскопия ЯМР (основы теории)
18.1. Физические принципы метода
18.1.1. Магнитный момент ядра и его взаимодействие с магнитным полем
18.1.2. Условие ядерного магнитного резонанса
18.1.3. Реализация условий магнитного резонанса
18.2. Химический сдвиг и спин-спиновое взаимодействие
18.2.1. Экранирование ядер электронами
18.2.2. Химические сдвиги сигналов ЯМР
18.2.3. Спин-спиновое взаимодействие и мультиплетность спектров ЯМР
Глава 19. Спектроскопия ЯМР (применение и техника эксперимента)
19.1. Применение в структурных исследованиях
19.2. Физико-химические применения
19.3. Динамический ЯМР
19.4. Техника и методика эксперимента
19.4.1. Спектрометры ЯМР
19.4.2. Двумерная спектроскопия ЯМР
19.4.3. Двойной резонанс
19.4.4. Образцы, растворители, стандарты
Глава 20. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса
20.1. Теоретические основы метода
20.1.1. Условие ЭПР
20.1.2. Положение резонансного сигнала и 20.1.3. Электрон-ядерное взаимодействие и сверхтонкая структура спектра ЭПР
20.1.4. Электрон-электронное взаимодействие и тонкая структура спектров ЭПР анизотропных систем
20.1.5. Интенсивность, ширина и форма линии
20.2. Приложения спектроскопии ЭПР
20.2.1. Структурные исследования
20.2.2. Кинетические и другие исследования
20.3. Техника и экспериментальные методики спектроскопии ЭПР
20.3.1. Общие сведения
20.3.2. Методы двойного резонанса
20.3.3. Химическая поляризация ядер и электронов
Контрольные вопросы и задания (гл. 18, 19, 20)
Часть восьмая
Методы квадрупольного и гамма-резонанса ядер
Глава 21. Ядерный квадрупольный резонанс
21.1. Основы теории
21.1.1. Общие сведения
21.1.2. Электростатическое взаимодействие квадрупольного ядра с электрическим полем
21.1.3. Квадрупольные уровни энергии и переходы
21.1.4. Интенсивность, ширина и мультиплетность сигнала
21.2. Приложения и интерпретация спектров ЯКР
2L2.1. Частоты ЯКР
21.2.2. Структурнвге приложения
21.2.3. Интерпретация градиента неоднородного электрического поля на ядре
21.2.4. Корреляции спектральных параметров ЯКР с другими физико-химическими характеристиками
21.3. Аппаратура и методические особенности
Глава 22. Мессбауэровская спектроскопия
22.1. Общая характеристика и теоретические основы метода
22.2. Параметры мессбауэровских спектров
22.2.1. Изомерный (химический) сдвиг
22.2.2. Квадрупольное расщепление
22.2.3. Сверхтонкая структура магнитных взаимодействий
22.3. Применение в химии
22.3.1. Эмпирические корреляции и структурные исследования
22.3.2. Динамические эффекты
22.4. Техника и особенности эксперимента
Контрольные вопросы и задания (гл. 21, 22)
Часть девятая
Методы исследования оптически активных веществ
Глава 23. Дисперсия оптического вращения
23.1. Линейно поляризованное излучение. Круговая поляризация света
23.2. Квантовомеханическое рассмотрение оптической активности и спиральная модель молекулы
23.3. Симметрия молекул и оптическая активность
23.4. Кривые ДОВ. Эффект Коттона
23.5. Принципиальная схема эксперимента
Глава 24. Круговой дихроизм
24.1. Поглощение лучей с различной круговой поляризацией
24.2. Связь кругового дихроизма и вращательной силы перехода
24.3. Схема эксперимента. Формирование лучей с круговой поляризацией
Глава 25. Применение спектрополяриметрии в химии
25.1. Общие вопросы использования методов ДОВ и КД
25.2. Эмпирические закономерности. Правила Брюстера и октантов
25.3. Примеры использования ДОВ и КД
25.3.1. Определение абсолютной конфигурации
25.3.2. Доказательство конформационной подвижности. Влияние полярности растворителя
25.3.3. Исследование комплексных соединений
Глава 26. Аномальное рассеяние рентгеновских лучей — метод определения абсолютной конфигурации
26.1. Абсолютная конфигурация молекул в декартовой системе координат
26.2. Нормальное рассеяние и закон Фриделя
26.3. Рассеяние рентгеновских лучей в области поглощения атома
26.4. Аномальное рассеяние и определение абсолютной конфигурации молекул
Контрольные вопросы и задания (гл. 23, 24, 25, 26)
Часть десятая
Методы изучения поляризуемости и магнитной оптической активности
Глава 27. Релеевское рассеяние света
27.1. Релеевское рассеяние света в газах и растворах
27.2. Схема и условия эксперимента
Глава 28. Эффект Керра
28.1. Закон Керра
28.2. Методика эксперимента
28.3. Теория эффекта Керра
28.4. Применение метода релеевского рассеяния света и эффекта Керра
28.4.1. Определение главных значений эллипсоида поля-ризуемости молекул
28.4.2. Определение главных значений эллипсоида поля-ризуемости химической связи и группы атомов
28.4.3. Изучение конформаций и внутреннего вращения молекул
Глава 29. Эффект Фарадея
29.1. Явление Фарадея. Схема эксперимента
29.2. Теория эффекта. Связь с эффектом Зеемана
29.3. Магнитный круговой дихроизм (МКД) и дисперсия магнитного оптического вращения (ДМОВ)
29.4. Применение эффекта Фарадея в химии
29.4.1. Аддитивные свойства постоянной Вердё
29.4.2. Изучение электронных переходов в комплексных соединениях с помощью МКД
29.4.3. Аналитические применения эффекта Фарадея
Контрольные вопросы и задания (гл. 27, 28, 29)
Заключение
Принятые обозначения основных величин
Библиографический список
Предметный указатель
Рекомендуем
