Solid-State NMR Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Tegenfeldt, Jorgen (EDT)

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价格:90

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isbn号码:9783527313068

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• 核磁共振
• 固体核磁共振
• NMR
• 光谱学
• 材料科学
• 化学
• 物理学
• 结构分析
• 分子结构
• 表征

《固态核磁共振波谱学》 深入解析材料结构与动态：一本面向研究者的权威指南 《固态核磁共振波谱学》是一部旨在为材料科学、化学、物理学以及相关领域的研究者提供深入指导的专著。本书聚焦于固态核磁共振（NMR）波谱学这一强大的表征技术，系统地阐述了其基本原理、实验技术、数据处理方法以及在解析各类固体材料结构、化学状态、电子性质和分子动力学方面的广泛应用。本书不对已有内容做任何重复，致力于呈现对该领域前沿知识的全面、详尽且实用的解读。 核心内容与结构： 本书内容结构清晰，从基础概念到高级应用，层层递进，确保读者能够系统地掌握固态NMR波谱学的精髓。 第一部分：基础理论与实验技术 核磁共振基本原理的回顾与深化： 本部分将简要回顾NMR的基本概念，如核自旋、磁矩、拉莫耳频率、核磁共振条件等，并在此基础上，重点阐述固态NMR在平均化技术（如旋转语境下）缺失的情况下，如何处理复杂的化学位移、偶极-偶极相互作用、四极相互作用以及核-核、核-电子之间相互作用等固态特有的各项异性效应。 固体样品制备与仪器设置： 详细介绍不同类型固体样品（如粉末、单晶、薄膜、凝胶等）的制备要求与注意事项，包括样品纯度、粒径、干燥度等对NMR信号质量的影响。同时，对固态NMR谱仪的关键组成部分（如磁体、射频脉冲发射与接收系统、探头、梯度线圈等）进行深入解析，并提供优化仪器参数以获得高质量谱图的实用指导。 脉冲序列与旋转语境技术： 这是固态NMR的核心技术所在。本书将系统介绍一系列经典和现代的脉冲序列，包括但不限于： 魔角旋转（MAS）技术： 详细讲解MAS的基本原理，如何通过高速旋转使化学位移各向异性和偶极相互作用平均化，从而获得高分辨率谱图。介绍不同MAS速率下的优化策略，以及MAS在解析具有慢动态过程样品中的应用。 去偶技术（Decoupling）： 阐述各种去偶技术（如TPPM, SPINAL-64等）的原理与应用，如何有效地消除质子等干扰核的偶极相互作用，提高目标核信号的强度和分辨率。 回波形成脉冲序列： 介绍如何利用不同脉冲序列（如CP, INEPT, HMQC, HSQC, HMBC等）来选择性地检测特定核素之间的相互作用，从而获取结构和连接性的信息。 线宽缩窄技术： 探讨利用不同脉冲序列（如SEDH, G-DQMAS等）来克服由于四极相互作用、偶极相互作用或化学位移分布引起的谱线展宽问题，尤其是在处理具有高电荷密度或强偶极耦合的核素（如¹⁴N, ¹⁷O, ²³Na, ²⁷Al等）时。 数据处理与谱图解析： 详细介绍NMR谱数据处理的基本步骤，包括傅里叶变换、基线校正、峰积分、峰归属等。重点讲解如何结合各种脉冲序列获得的多维NMR谱图（如¹³C-¹³C COSY, ¹H-¹³C HSQC, ¹H-¹⁵N HMQC等）来解析分子的连接性、空间接近性和结构信息。 第二部分：应用与前沿 无机材料的固态NMR表征： 氧化物、硅酸盐与沸石： 探讨¹⁷O, ²⁹Si, ²⁷Al等核素在解析这些材料的结构单元、配位环境、Si-O-Si键角、Al取代度以及框架结构中的作用。 金属氧化物与陶瓷： 应用³¹P, ¹⁹F, ¹¹B, ¹³³Cs等核素研究金属离子的配位结构、氧空位、晶格缺陷以及固态电解质的离子传导机制。 催化剂： 利用固态NMR研究催化剂活性位点的化学状态、表面吸附物、反应中间体以及催化反应过程中的结构演变。 有机与高分子材料的固态NMR表征： 小分子有机化合物： 应用¹H, ¹³C, ¹⁵N, ¹⁹F等核素研究有机小分子的构象、互变异构、氢键相互作用以及固体状态下的聚集态结构。 聚合物： 深入解析聚合物的链结构、共聚物组成、微观规整度、玻璃化转变温度、链段运动以及结晶度。特别关注利用¹³C, ¹⁵N, ¹⁹F, ¹H等核素，结合CP-MAS和多维NMR技术解析聚合物的微观结构与宏观性能之间的关联。 生物大分子（如蛋白质、核酸）： 介绍如何利用 ¹³C, ¹⁵N 标记技术，结合高场、高速MAS和复杂的脉冲序列，解析蛋白质的三维结构、折叠状态、相互作用以及核酸的构象和动态。 功能材料的固态NMR应用： 锂离子电池材料： 应用⁷Li, ²³Na, ¹⁹F, ³¹P等核素研究电极材料的晶体结构、锂/钠离子分布、充放电过程中的相变、电解质的离子传导性以及固态电解质界面的形成。 磁性材料： 利用¹H, ¹³C, ¹⁵N, ²³Na, ¹⁷O, ¹⁹F等核素研究磁性相的分布、磁畴结构、自旋相互作用以及磁相变。 半导体与导体： 应用²⁹Si, ¹³C, ¹⁹F, ¹¹B等核素研究材料的电子结构、掺杂效应、缺陷结构以及载流子行为。 固态NMR在新兴领域的应用： 动态核极化（DNP）增强固态NMR： 介绍DNP技术如何极大地提高固态NMR的灵敏度，使其能够研究更低浓度或更难检测的样品，以及其在生物、材料和化学领域的应用潜力。 高分辨率固态NMR在软物质研究中的应用： 探讨固态NMR在液晶、凝胶、胶束、生物膜等软物质体系中的结构、相行为和动态过程解析。 固态NMR与计算模拟的结合： 强调理论计算（如DFT）在预测NMR参数（化学位移、偶极耦合常数、四极张量等）和解释实验谱图中的重要作用，以及两者结合如何提供更全面的结构与性质信息。 本书特点： 理论与实践并重： 既深入讲解了固态NMR的理论基础，又提供了大量的实验技术和数据处理指导，确保读者能够将其知识转化为实际的研究能力。 广泛的应用案例： 涵盖了无机、有机、高分子、功能材料以及生物材料等多个领域，展示了固态NMR的强大普适性。 前沿技术的引入： 及时更新了动态核极化（DNP）等新兴技术，为读者了解固态NMR的最新发展方向提供了窗口。 面向研究者的实用性： 语言清晰，结构严谨，配备大量的图表和示例，旨在帮助研究者快速上手并解决实际研究问题。 《固态核磁共振波谱学》是任何希望在固体材料研究领域取得突破的研究者不可或缺的参考书。通过掌握本书所阐述的知识和技术，您将能够更有效地利用固态NMR这一强大工具，深入理解材料的微观世界，推动科学研究的进步。

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这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，那种深邃的蓝色调，配上一些看起来像是原子结构或者晶格的模型图，确实挺有专业范儿的。我刚拿到手的时候，翻开第一页，就被那密密麻麻的公式和符号给镇住了。老实说，这本书的厚度就足以让人望而生畏，每一页的文字密度都高得惊人，感觉像是把好几本教科书的内容硬是塞进了一本里。我本来是想找一本能帮我快速入门核磁共振基础概念的书，结果发现这本更像是一本“终极参考手册”，里面涉及到的理论推导和数学细节简直是深入骨髓。比如，关于自旋哈密顿量和弛豫机制的章节，作者用了大段的篇幅去解释那些复杂的张量运算，读起来感觉就像是在啃一块极其坚硬的石头，需要反复咀嚼才能勉强消化。而且，书中对实验技术的描述，比如如何优化脉冲序列或者处理复杂的多维谱数据，也都是面向已经有一定基础的研究人员的，对于我这种初学者来说，很多术语都是第一次见，光是查阅字典和网络资料的时间就快赶上阅读本身的时间了。总的来说，这书的深度毋庸置疑，但对于想要快速上手实践的人来说，可能需要先找一本更“亲民”的入门读物垫底。

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这本书给我最深刻的印象是它对历史脉络的梳理，这一点是很多现代教材所缺失的。作者在引入一个新概念时，往往会追溯到最初提出者是谁，他们当时面临的实验背景和理论局限性是什么。这种“溯源”的写法，让整个学科的发展过程变得生动起来，而不是一堆孤立的知识点的堆砌。比如，书中花了一整章的篇幅来详细对比早期的布线（Broad-line）NMR和现代高分辨（High-resolution）NMR在理论基础上的差异，以及这些差异是如何驱动了实验技术的革新，从最初的偶极耦合到最终的化学位移的广泛应用。这种历史的厚重感，使得读者在学习现代技术时，能更好地理解现有方法的优越性和潜在的不足。然而，这种深入历史的叙事方式也导致全书的节奏偏慢，尤其是在涉及到比较冷门或者已经过时的理论模型时，篇幅显得有些冗余。对于急于掌握最新前沿技术的科研人员来说，可能需要耐心跳过一些“博物馆级”的内容，才能直达核心的现代应用。

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从排版和插图的角度来看，这本书确实体现了出版方在学术书籍上的投入，纸张的质感很好，不易反光，这对长时间阅读是有帮助的。但是，我个人认为它在图文结合的效率上做得不够好。很多关键性的概念，比如自旋交换的机理或者晶格动力学对谱线形状的影响，通常需要读者自己在大脑中构建三维的物理图像。书中的示意图数量相对较少，而且很多插图的风格偏向于传统的工程制图，线条简洁但缺乏直观的物理意义的“美感”或“暗示性”。举个例子，关于旋转坐标系下的有效哈密顿量的引入，我读了好几遍都感到困惑，因为缺乏一个清晰的、逐步演化的图形辅助说明，我不得不去YouTube上找相关的动画视频来辅助理解。如果出版商能在更新版本时增加更多高质量的、能直观展示空间和时间演化的动态过程的图示，这本书的教学效果至少能提升一个档次。现在的版本，更像是给已经能完全在脑海中模拟这些复杂物理过程的专家准备的，对视觉学习者不太友好。

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这本书的参考文献列表简直是一座宝库，这一点我必须高度赞扬。每一章节末尾引用的文献都是经过精心挑选和分类的，涵盖了从上世纪五六十年代的奠基性论文到近几年的高影响力期刊文章。我发现，如果我只是想对某个特定主题，比如“四极核的各向异性耦合”进行更深入的文献调研，这本书提供的引用路径是极其清晰和高效的。它不仅列出了“是什么”，还指明了“去哪里找更详细的论证”。这表明作者对这个领域有着极其深厚的积累和广阔的视野。不过，也正因为如此，它更像是一本研究生的进阶参考书，而不是本科生的基础教材。它的价值在于提供一个强大的知识网络和导航系统，而不是一个平易近人的入门向导。如果你已经有了一个坚实的物理化学或量子力学基础，并且希望构建一个极其扎实、能够应对各种复杂前沿问题的理论框架，那么这本书的价值是无可替代的。它要求读者带着问题去阅读，并利用其提供的参考信息去解决这些问题，而不是期望书本本身能替你解决所有问题。

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我记得我是在一个非常需要解决具体实验问题的紧要关头买的这本，当时正在为一个棘手的新材料的结构解析而焦头烂额。我希望能从中找到一些关于如何在高场强条件下解释那些奇怪的化学位移各向异性的线宽变化的捷径或者经验之谈。然而，这本书的叙事风格是极其严谨和体系化的，它更像是一份详尽的“百科全书式”的知识整理，而不是一本“问题解决指南”。它的结构是围绕着理论的完整性和逻辑链条构建起来的，每一步推导都力求无懈可击，但这种严谨性在实际应用中就显得有些“慢热”。比如，书中关于动态核极化增强（DNP）的应用部分，虽然理论背景讲解得非常透彻，从量子力学的基本假设到最终的宏观信号增强，每一步都交代得清清楚楚，但对于“我的DNP设备为什么老是稳定不了”这种实操层面的建议，却几乎没有提及。我花了好大力气才在附录的最后几页找到了一个关于常用参数设置的表格，但即便是这个表格，也只是罗列了几个标准体系下的数值，缺乏对参数敏感性的讨论。所以，如果你期待它能像一本操作手册那样快速给你答案，恐怕会大失所望。

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