湖南大学

分析化学(三):波谱分析

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课程概述

《分析化学》是湖南大学的一门国家精品课程和国家精品资源共享课程,也是一门为化学及相关专业开设的专业基础课。通过本课程的学习,系统地掌握获取物质化学组成、含量、状态信息的基本原理、基本理论、基本概念、基本知识、基本操作和基本技能,建立起认识物质的严格的“量”的概念,养成实事求是的科学态度和严谨的科学作风,提高分析、解决问题的能力,为相关专业核心课及其专业选修课打好基础。

湖南大学《分析化学》MOOC包括如下三部分内容:

《分析化学(1)》(化学分析)主要讲授化学分析(包括分析质量保证、酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、重量分析法)的基本原理、方法及应用。通过分析化学(1)的学习,掌握基本的化学分析方法及其原理,掌握各种分析方法的有关计算,初步具备数据评价能力,初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力,培养观察、分析和解决实际问题的综合能力。

《分析化学(2)》(仪器分析)是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成和结构等信息进行分析和测量,是继化学分析后,学生必须掌握的现代分析技术。包括光分析法(吸光光度分析、原子发射光谱、原子吸收光谱、荧光、磷光、化学发光分析、现代光谱与成像分析等);电分析法(电位分析法、电解与库仑分析法、伏安法与极谱法等);色谱法(气相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳等)。通过该课程的学习,使学生系统掌握各类仪器分析方法的基本原理、仪器结构,熟悉各仪器分析方法的应用对象及分析过程,了解当今世界各类仪器及分析方法的发展趋势,具备解决实际化学问题的综合能力。

   《分析化学(3)》(波谱分析)着重介绍与分子结构和表面结构分析相关的波谱技术,包括紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法、质谱法、综合谱图解析等内容。通过对这些波谱分析技术的基本原理、波谱特征、解析方法、仪器结构和实验技术的讲解,使学生能够系统地掌握与有机化合物结构分析相关的波谱基础知识、解析技巧、仪器原理和实验技术,熟悉各种波谱技术的解析和应用,并具备综合运用多种谱图技术解析实际样品结构、解决实际问题的能力。同时培养学生科学的思维方式,使学生养成严格的、实事求是的科学态度和严谨的科学作风。

 


授课目标
通过本课程的学习,使学生具备厚实的理论基础和较强的知识应用能力、良好的科学素养、掌握科学研究的技能和较强的创新能力。
证书要求

课程的最终成绩由各学习单元的测试得分、作业得分课堂讨论和期末无纸化考试得分累加而成,总分超过60分,即可获得合格证书,总分超过80分,可以获得优秀证书。

 

证书的形式为免费电子版证书和收费的纸质版认证证书,完成课程各个环节的学习后,根据最终成绩可以得到免费证书,如需要认证证书,可在课程结束后进行申请。


预备知识

先修课程:“高等数学”、“普通物理”、“化学原理”、“普通化学”、“无机化学大学化学中的一门课程、“物理化学”、“有机化学”。


授课大纲

分析化学(

第一讲 绪论

§1.1 有机波谱分析课程简介

§1.2 波谱分析简介

 

第二讲 紫外吸收光谱分析

§2.1 紫外光谱分析背景知识

§2.2 紫外光谱分析基本原理

§2.3 影响紫外光谱的因素

§2.4 紫外吸收带及其特征

§2.5 各类有机化合物的紫外吸收

§2.6 推测不饱和化合物最大吸收波长的经验规则

§2.7 紫外光谱测量及仪器

§2.8 紫外光谱辅助结构解析

§2.9 紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用

 

第三讲 红外吸收光谱分析

§3.1 红外吸收光谱概述

§3.2 双原子分子的振动

§3.3 多原子分子的振动

§3.4 红外光谱产生条件与谱带强度

§3.5 特征区和指纹区

§3.6 常见化合物的特征吸收峰

§3.7 影响基团频率位移的因素

§3.8 红外吸收光谱仪的组成

§3.9 红外吸收光谱仪的分类

§3.10 试样的制备

§3.11 红外光谱用于定性、定量与结构分析

§3.12 红外光谱解析实例

 

第四讲 核磁共振吸收波谱分析

§4.1 核磁共振简介及原子核自旋与分类

§4.2 核磁共振的产生

§4.3 核磁驰豫

§4.4 化学位移

§4.5 核磁共振实验简介

§4.6 影响化学位移的因素

§4.7 磁各向异性效应

§4.8 自旋耦合与自旋裂分

§4.9 耦合常数

§4.10 化学等价与磁等价

§4.11 氢谱化学位移的计算

§4.12 自旋系统

§4.13 氢谱谱图解析举例

§4.14 碳谱简介

§4.15 质子耦合谱与质子去耦谱

§4.16 偏共振去耦谱

§4.17 碳谱要注意的问题

§4.18 碳谱化学位移的计算

§4.19 碳谱谱图解析举例

 

第五讲 有机质谱分析

§5.1 质谱分析概述

§5.2 离子源

§5.3 质量分析器

§5.4 检测器及质谱性能指标

§5.5 离子的主要类型

§5.6 电荷及游离基定域理论

§5.7 单纯裂解

§5.8 重排裂解

§5.9 有机分子裂解规律

§5.10 常见有机化合物的质谱

§5.11 质谱解析实例

§5.12 综合谱图解析


参考资料

主要参考教材: 分析化学(第三版),  湖南大学化学化工学院组编,

             王玉枝、张正奇主编,宦双燕副主编,  科学出版社,20161月  

 

 

参考资料目录

 

[1] 《分析化学》(第五版) 武汉大学主编,北京:高等教育出版社,2006

[2] 《分析化学》(第五版) 华东理工大学等主编,北京:高等教育出版社,2006

[3] 《分析化学》(第三版) 彭崇慧等编, 北京: 北京大学出版社,2009

[4] 《分析化学》(第二版),孙敏庆等主编,北京:科学出版社,2006

[5] 《仪器分析教程》(第二版),叶宪曾等编,北京:北京大学出版社,2006

[6]  《现代仪器分析(第二版),刘约权主编,北京:高等教育出版社,2006

[7]  《仪器分析,张寒琦主编,北京:高等教育出版社,2009

[8]  F. W. Fifield and D. Kealey, Kingston university, Principles and practice of

[9]   Analytical Chemistry (Forth edition), 1999

[10]《定量分析化学简明教程》,李克安等主编,北京大学出版社,2010

[11]《分析化学》(第二版),梁冰主编,北京:科学出版社,2009

[12]《新分析化学》,张明晓、张春荣主编,北京:高等教育出版社,2008

[13]Quantitative Chemical Analysis,Li Na等主编,北京大学出版社,2009

[14]《波谱分析》,宦双燕主编,中国纺织出版社,2008

[15] 《有机分析》王玉枝,陈贻文,杨桂法主编,湖南大学出版社,2009

[16] 张华.现代有机波谱分析[M].北京:化学工业出版社,2005

[17]  宁永成.有机化合物结构鉴定与有机波谱学[M].北京:科学出版社,2000

[18]  有机波谱解析,孟令芝主编,武汉大学出版社,2003


常见问题

我将从这门课程中学到什么?

   1.本课程是化学的一个重要分支,是化学中的四大基础课的重要组成部分,是化学、应用化学、化工、轻工、材料、冶金、纺织、环境科学、医学、药学、食品、生物技术等类专业的化学基础课。

  2.通过本课程的学习,掌握获取物质化学组成、含量、结构、状态信息的基本原理、基本理论、基本概念、基本知识、基本操作和基本技能,建立起认识物质的严格的“量”的概念,养成实事求是的科学态度和严谨的科学作风,提高分析、解决问题的能力,为相关专业核心课及其专业选修课打好基础。

 

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