核磁共振光谱学：原则，应用，和实验方法——Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy :An Introduction to Principle,Applications,and
Experimental Methods
作者：Joseph B.Lambert、Eugene P.Mazzola、Clark D.Ridge
出版：WILEY
索书号：0657.2/L222(2)/2019/Y
ISBN：978-1-119-29523-5
藏书地点：武大外教中心
耦合常数（coupling constant）是标志粒子通过相互作用转化过程强度的参数。电子可放出或吸收光子，电子和电磁场的耦合常数就是电子的电荷。耦合常数可以是有一定量纲的实量，不同的粒子转化过程的耦合常数不同。在用场论语言描述时，耦合常数是描写粒子转化的相互作用拉格朗日量密度中的系数参量g。由于粒子转化的概率总是正比于耦合常数g的平方，有时又把α=g/4r称为耦合常数。电子和电磁场的耦合常数按原始的定义就是电子的电荷g=－e，按后一定义就是：α=g2/4π=e2/4π。在量子论中，耦合常数用来表征作用强度。强相互作用的耦合常数是电磁力的104倍，是弱相互作用的105倍，是引力的1040倍。
核磁共振波谱法（Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy, NMR ）NMR是研究原子核对射频辐射(Radio-frequency
Radiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析。核磁共振技术是有机物结构测定的有力手段，不破坏样品，是一种无损检测技术。从连续波核磁共振波谱发展为脉冲傅立叶变换波谱，从传统一维谱到多维谱，技术不断发展，应用领域也越广泛。核磁共振技术在有机分子结构测定中扮演了非常重要的角色，核磁共振谱与紫外光谱、红外光谱和质谱一起被有机化学家们称为“四大名谱”。核磁共振谱在强磁场中，原子核发生能级分裂(能级极小：在1.41T磁场中，磁能级差约为25′10-3J)，当吸收外来电磁辐射(10-9-10-10nm,4-900MHz)时，将发生核能级的跃迁----产生所谓NMR现象。射频辐射─原子核(强磁场下，能级分裂)-----吸收──能级跃迁──NMR，与UV-vis和红外光谱法类似，NMR也属于吸收光谱，只是研究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。1924年Pauli预言了NMR的基本理论：有些核同时具有自旋和磁量子数，这些核在磁场中会发生分裂；1946年，Harvard大学的Purcel和Stanford大学的Bloch各自首次发现并证实NMR现象，并于1952年分享了Nobel奖；1953年Varian开始商用仪器开发，并于同年做出了第一台高分辨NMR仪。1956年，Knight发现元素所处的化学环境对NMR信号有影响，而这一影响与物质分子结构有关。核磁共振现象于1946年由E.M.珀塞耳和F.布洛赫等人发现。核磁共振迅速发展成为测定有机化合物结构的有力工具。目前核磁共振与其他仪器配合，已鉴定了十几万种化合物。70年代以来，使用强磁场超导核磁共振仪,大大提高了仪器灵敏度,在生物学领域的应用迅速扩展。脉冲傅里叶变换核磁共振仪使得C、N等的核磁共振得到了广泛应用。计算机解谱技术使复杂谱图的分析成为可能。测量固体样品的高分辨技术则是尚待解决的重大课题。核磁共振技术在有机合成中，不仅可对反应物或产物进行结构解析和构型确定，在研究合成反应中的电荷分布及其定位效应、探讨反应机理等方面也有着广泛应用。核磁共振波谱能够精细地表征出各个氢核或碳核的电荷分布状况，通过研究配合物中金属离子与配体的相互作用，从微观层次上阐明配合物的性质与结构的关系，对有机合成反应机理的研究重要是对其产物结构的研究和动力学数据的推测来实现的。核磁共振是有机化合物结构鉴定的一个重要手段，一般根据化学位移鉴定基团；由耦合分裂峰数、偶合常数确定基团联结关系；根据各H峰积分面积定出各基团质子比。核磁共振谱可用于化学动力学方面的研究，如分子内旋转，化学交换等，因为它们都影响核外化学环境的状况，从而谱图上都应有所反映。核磁共振还用于研究聚合反应机理和高聚物序列结构。
布洛赫函数或者称为布洛赫波函数（Bloch （wave）function）是在周期性势场中运动的电子的Schrodinger方程的解。布洛赫函数是一种调幅平面波。布洛赫波的概念由菲利克斯·布洛赫在1928年研究晶态固体的导电性时首次提出的，但其数学基础在历史上却曾由乔治·威廉·希尔（1877年），加斯东·弗洛凯（1883年）和亚历山大·李雅普诺夫（1892年）等独立地提出。因此，类似性质的概念在各个领域有着不同的名称：常微分方程理论中称为弗洛凯理论（也有人称“李雅普诺夫-弗洛凯定理”）；一维周期性波动方程则有时被称为希尔方程。
布洛赫函数反映了晶体电子运动的特点，即其中的指数部分反映了晶体电子的共有化运动,而其中的晶格周期函数部分反映了晶体电子围绕原子核的运动；它所描述的电子是所谓Bloch电子(晶格周期势场中的电子)，是晶体中的共有化运动的电子，故Bloch电子的状态——Bloch态是扩展态，这对应于能带电子的状态，即能带中的许多准连续的能级状态。只有晶体中的共有化电子的波函数才具有布洛赫函数的形式，相应电子的能量呈现为能带，而不是能级。而与布洛赫状态不同是局限在某个原子附近处运动的电子的所谓局域态，例如杂质或者缺陷上电子的束缚状态；这种局域的能量状态呈现为能级——束缚能级。这些束缚状态的能量与扩展态的能量无关，故束缚态的能级相对于能带而言，它可以处于能带中的任意位置，即既可以在能带中，也可以在禁带中。例如施主杂质能级、受主杂质能级、复合中心能级、陷阱中心能级、激子能级等这些束缚状态，一般都处于禁带中间。
《核磁共振光谱学：原则，应用，和实验方法》一书于2019年由WILEY 出版，作者是Joseph B.Lambert、Eugene P.Mazzola、Clark D.Ridge。
《核磁共振光谱学：原则，应用，和实验方法》一书是介绍核磁共振光谱的专业书籍，讨论的主题包括：介绍、实验方法介绍、化学转换、耦合常数、一维NMR光谱学的未来话题、二维NMR光谱学、先进实验方法、结构测定：两个方法。
《核磁共振光谱学：原则，应用，和实验方法》一书作为核磁共振光谱学的研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书不仅仅是介绍了核磁共振光谱学的定义，还介绍了光谱学的实验方法。为读者清晰详尽地展示了光谱学知识。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，这就是这本书与世界最新研究同步，让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，并予以注解，大大方便了大家对阅读过程中对光谱学研究的专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是，图片生动形象，语言浅显易懂。语言介绍的同时，附上可以说明问题的图片，本来复杂枯燥的遗产学知识变得简单易懂，增加了本书的趣味性，对于初学者有很大的帮助。
总的说来，《核磁共振光谱学：原则，应用，和实验方法》一书为想要了解光谱学的人员提供了清晰的导读路径，作为核磁共振光谱学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录
第一版本的前言
感谢
第二版本的前言
感谢
解决方案
符号
缩写
1、 介绍
2、 实验方法介绍
3、 化学转换
4、 耦合常数
5、 一维NMR光谱学的未来话题
6、 二维NMR光谱学
7、 先进实验方法
8、 结构测定：两个方法
附录A NMR方程式的起源
附录B 布洛赫方程式
附录C 量子力学处理的双自旋系统
附录D 二阶、三自旋和四自旋系统分析
附录E 松弛
附录F 产品操作符形式化和一致性层次图
附录G 立体化学的考虑
索引