Organic Structure Analysis (Topics in Organic Chemistry) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Phillip Crews

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:1998-06-25

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195101027

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 结构分析
• 有机结构
• 光谱学
• 核磁共振
• 质谱
• 红外光谱
• 化学分析
• 有机化合物
• 化学研究

结构有机化学：从基础到前沿的深入探索 本书旨在为读者提供一个全面且深入的结构有机化学视角，涵盖了从经典理论到现代分析技术的核心概念。本书不涉及《Organic Structure Analysis (Topics in Organic Chemistry)》一书的具体内容，而是聚焦于结构有机化学的普遍原理、关键分析方法及其在解决复杂有机分子结构问题中的应用。 --- 第一部分：基础理论与电子结构 第一章：共价键与分子几何基础 本章将系统回顾并深入探讨共价键的本质，重点分析价层电子对互斥理论 (VSEPR) 在预测分子形状中的应用。我们将详细讨论$sigma$键和$pi$键的形成机制，并引入杂化理论（$sp, sp^2, sp^3$ 等）如何解释分子构象的多样性。特别地，本章会深入分析共振理论在描述离域电子体系时的局限性与重要性，并展示如何通过波恩-哈伯循环等热力学概念来辅助理解键能和键长。 第二章：电子效应与分子极性 结构有机化学的核心在于理解电子如何在分子内分布和流动。本章将细致阐述诱导效应（Inductive Effect） 的强度标准和传输机制，以及它如何影响官能团的酸碱性。随后，重点分析超共轭效应（Hyperconjugation），并比较其与共轭效应在稳定碳正离子、碳负离子及自由基中的相对贡献。最后，通过偶极矩的计算和向量分析，解释分子整体极性如何影响物理性质（如沸点、溶解性）和反应活性。 第三章：立体化学基础：构型与构象 立体化学是结构分析的基石。本章将系统地介绍异构现象的分类，包括结构异构、几何异构（顺反异构）和光学异构。对于手性分子，我们将详细讲解卡尔-伍德沃斯-英戈尔德 (Cahn-Ingold-Prelog, CIP) 命名法，并提供大量实例来练习R/S构型的确定。此外，本章将深入探究柔性分子中的构象分析，特别是在环烷烃（如环己烷的椅式、船式构象）和链烷烃中，能量势垒和扭转角如何决定最稳定的空间排布。 --- 第二部分：现代结构分析技术的核心原理 本部分专注于现代谱学技术如何提供关于分子骨架和官能团的精确信息。 第四章：核磁共振波谱学 (NMR) I：氢谱 ($^1 ext{H NMR}$) 核磁共振是鉴定有机分子结构的首选工具。本章从核磁共振的基本物理原理（自旋、拉莫尔频率、屏蔽效应）入手。重点解析化学位移 $(delta)$ 的来源及其对电子环境的敏感性，并详细讨论自旋-自旋耦合 (Spin-Spin Coupling) 现象，包括耦合常数 $(J)$ 的意义以及它如何揭示相邻质子之间的键合信息（例如，邻位、间位耦合）。通过多步解析实例，展示如何利用积分面积、分裂模式（双峰、三峰、多重峰）重建分子骨架。 第五章：核磁共振波谱学 (NMR) II：碳谱与二维技术 本章扩展到碳-13核磁共振 ($^{13} ext{C NMR}$)。讲解由于自然丰度低和四极矩影响带来的实验挑战，以及如何通过去耦技术简化谱图。特别关注化学位移范围、取代基效应（如 $alpha, eta$ 效应）对碳化学位移的归属。随后，引入二维核磁共振技术，如DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) 用于区分 $ ext{CH}_3, ext{CH}_2, ext{CH}$ 基团；以及COSY (Correlation Spectroscopy) 和HMQC/HSQC (Heteronuclear Multiple Quantum Coherence)，这些技术是解析复杂分子连接性和确定完整骨架的关键。 第六章：红外吸收光谱法 (IR) 与拉曼光谱法 红外光谱提供了关于分子中官能团振动模式的快速、直观信息。本章详细阐述分子振动模式（伸缩振动、弯曲振动）与电磁波吸收之间的关系。重点关注关键官能团（如 $ ext{C}= ext{O}, ext{O}- ext{H}, ext{N}- ext{H}, ext{C}equiv ext{N}$）的特征吸收峰及其受电子效应和氢键影响产生的位移。本章还将简要介绍拉曼光谱，并比较其与红外光谱在提供互补信息上的优势与劣势。 第七章：质谱分析法 (MS) 质谱法是确定分子量和碎片化路径的强大工具。本章从电离技术（如电子轰击 EI、软电离 ESI/MALDI）开始，解释它们如何影响分子碎片的产生。核心内容集中在碎裂模式的分析：$alpha$-裂解、成环重排、消除反应。通过精确质量测量和同位素模式分析（尤其是含卤素或硫原子的分子），读者将学会如何从碎片信息反推分子骨架的连接性。 --- 第三部分：高级结构解析与应用 第八章：X射线晶体学：三维结构的最终证明 X射线晶体学是确定分子三维结构最精确的方法。本章介绍单晶衍射的基本原理，包括布拉格定律、倒易晶格的概念以及结构因子。重点讲解如何从电子密度图中解析出原子位置、键长和键角，并讨论分子间相互作用（如氢键网络、堆积作用）在晶体结构中扮演的角色。对于流动性分子，X射线晶体学如何提供其固态下的构象信息。 第九章：相对论效应与结构电子分布 在分析重元素（如碘、溴）或高度不饱和体系时，相对论效应对电子结构和光谱特征的影响不容忽视。本章探讨狄拉克方程的简化形式如何影响原子轨道收缩和膨胀，进而影响键长和偶极矩的计算。此外，本章还将讨论量子化学计算在预测分子结构（如过渡态结构优化、振动频率计算）中的应用，以及如何利用计算结果验证实验谱学数据。 第十章：结构不确定性与动态平衡 许多有机分子并非固定结构，而是处于快速的动态平衡中。本章讨论构象异构体在溶液中或气体中的相互转化动力学，以及如何通过变温NMR技术来捕捉这些过程（如滴定、加速交换）。进一步探讨溶剂化效应和聚集态如何影响分子结构，以及如何利用结构信息预测其在不同介质中的行为。 --- 本书的结构设计旨在引导读者从基本的电子排布原理出发，逐步掌握现代结构解析工具的应用逻辑，最终建立起对复杂有机分子精确三维结构的全面理解能力。

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