放射化學(第四版)

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葉錫溶
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具体描述

  本書為兼顧理論與實用,並考量內容的廣度和深度,適用於大專院校原子科學系及放射技術、醫學影像、化學、生技、醫檢、核工等相關科系做為課程教科書,亦適用於醫事放射師國考。章節設計上力求內容簡明嚴謹而不失精確,篇幅廣泛多元而不失凌亂,相關文字之敘述亦注意口語化及順暢。

  此外,為提昇讀者學習的興趣及學習的效果,且能易於抓住各章節重點,本書亦於各章篇末附錄各類練習題,內容包含原理、計算與應用實務,並以選擇、填充、申論或計算等多元方式呈現,期能達到溫故知新並收事半功倍之成效。

  第四版仍延續一~三版原有之章節規劃,增列彩色元素週期表與元素相關電子組態表以及醫用放射同位素表(附錄D)部分內容,方便讀者參閱。

  另外並針對游離輻射防護法規依據最新資訊更新及修訂,每章節練習題亦增加及搜集國內外大專院校、國家考試、證照考試等題目,附上詳細解說提供練習及參考,如第六章與第十章。

 
好的,这是一本关于分子结构与光谱分析的深度学术专著的简介。 分子结构与光谱分析:从量子力学到实际应用 作者: [此处通常会列出资深教授或研究团队的姓名] 出版社: [此处填写权威学术出版社名称] 版次: 第二版(修订与增补) 页数: 约 850 页 定价: [根据市场情况设定] --- 内容概述 《分子结构与光谱分析》(第二版)是一部面向高年级本科生、研究生以及科研人员的综合性教材与参考手册。本书的核心目标在于系统阐述物质的微观结构(电子排布、几何构型、键合特性)如何通过各种电磁辐射(光谱)与其相互作用,并最终实现对分子性质的精确表征和定量分析。 本书以坚实的量子力学基础为起点,逐步过渡到分子能级理论,最后聚焦于现代光谱技术在化学、材料科学、生物物理等领域的应用。第二版在继承第一版严谨性的基础上,深度整合了过去十年中光谱学领域取得的最新突破,特别是高分辨率技术、时间分辨技术以及计算化学在光谱预测中的作用。 章节结构与核心内容 全书共分为五大部分,二十章,逻辑结构严谨,层层递进: 第一部分:理论基础与量子力学入门(第 1-4 章) 本部分为后续光谱分析奠定不可或缺的理论基石。 1. 分子体系的量子力学描述: 详细回顾薛定谔方程在多电子原子和分子体系中的应用,重点讨论玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer)近似的物理意义和局限性。 2. 分子轨道理论(MOT)的深化: 深入探讨从哈特里-福克(Hartree-Fock, HF)方法到密度泛函理论(DFT)的发展历程,解释基组选择对能量和轨道形貌的影响。 3. 能级概念与选择定则: 系统阐述电子态($Sigma, Pi, Delta$ 等)的命名规则,详细推导偶极矩、旋光度和拉莫尔因子在不同跃迁中的作用,明确禁戒跃迁的本质。 4. 振动与转动量子化: 从简谐振子模型到非刚性转子模型,详细推导振动和转动能级的精确表达式,为红外与微波光谱分析做好准备。 第二部分:电子光谱学:紫外-可见光与荧光(第 5-8 章) 本部分聚焦于分子吸收和发射高能光子时发生的电子跃迁,这是定性和定量分析中最常用的手段之一。 5. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis): 覆盖 $sigma o sigma^$, $n o pi^$ 和 $pi o pi^$ 跃迁的特征,深入分析溶剂效应(极性、氢键)和浓度对表观摩尔吸光系数的影响。 6. 弗兰克-康登原理与振动精细结构: 结合势能面图,解释吸收和发射光谱中振动峰的形成机理,并讨论零点振动能的贡献。 7. 荧光、磷光与系间窜越(ISC): 详述 Jablonski 图,探讨激发态分子内转化(ICT)和激发态分子内质子转移(ESIPT)等非辐射弛豫过程的动力学。 8. 高级荧光技术: 介绍时间分辨荧光寿命测量(TRFLS)、偏振光谱、斯托克斯位移的精确分析及其在生物分子标记中的应用实例。 第三部分:振动光谱学:红外与拉曼(第 9-12 章) 本部分着重于分子内部原子核的集体运动,是鉴定官能团和研究分子构象变化的关键技术。 9. 红外吸收光谱(IR): 详细分析特征吸收峰的归属(C=O, O-H, C-H 伸缩振动等),讨论傅里叶变换红外(FTIR)的技术优势,包括信噪比的提升和干涉图的解析。 10. 拉曼散射光谱: 阐述拉曼效应的量子理论基础,重点比较与红外光谱的互补性(例如,对对称中心分子的处理)。 11. 表面增强拉曼散射(SERS): 专门一章介绍 SERS 效应的机理、增强因子及其在痕量分析和单分子检测中的应用进展。 12. 振动光谱与结构构象: 结合振动分析,探讨顺式/反式异构体、环己烷的椅式/船式转变,以及聚合材料中链段排列对光谱的影响。 第四部分:旋转与微波光谱学(第 13-15 章) 本部分服务于精确测定分子刚性、键长和键角,尤其在气相分子结构确定中不可替代。 13. 刚性转子的微波光谱: 导出转动常数与转动能级的关系,介绍如何从谱线频率反演出精确的转动惯量和分子几何参数。 14. 非刚性转子与离心场效应: 修正胡金斯公式,引入离心畸变常数,讨论其对转动谱线精度的影响。 15. 同位素标记与结构解析: 演示如何利用不同同位素取代对转动常数的影响(例如,氘代),进行分子结构中原子位置的精确定位。 第五部分:核磁共振(NMR)与高级耦合(第 16-20 章) 本部分深入探讨原子核在外部磁场中的量子行为,是现代有机和生物化学结构确定的金标准。 16. NMR 基础理论: 详细解释塞曼效应、化学位移的起源(抗磁性屏蔽),以及拉莫尔频率与场强的线性关系。 17. 自旋-自旋耦合与 J 耦合: 系统分析二、三、四自旋体系的耦合模式,理解裂分图样(如 AA'BB' 系统)的精确解析方法。 18. 弛豫过程与动态 NMR: 阐述 $T_1$(纵向)和 $T_2$(横向)弛豫机制,探讨快速交换近似在分子构象变化速率测定中的应用。 19. 二维 NMR 技术: 重点介绍 COSY, TOCSY, NOESY 的原理和数据解释。特别强调 NOE(核 Overhauser 效应)在确定分子空间距离和三维结构中的关键作用。 20. 计算化学与光谱预测的整合: 探讨如何利用高精度量子化学计算(如 GIAO 方法)模拟化学位移和偶合常数,以验证和辅助实验光谱的解析工作。 本版特色亮点 计算光谱学的引入: 增加了大量使用现代 DFT 软件(如 Gaussian, ORCA)预测和模拟光谱数据的实例分析,加强理论与实验的桥梁作用。 生物分子光谱案例: 增加了关于蛋白质二级结构分析(圆二色谱 CD)和膜蛋白研究中利用固体 NMR 技术的最新进展。 实验技术优化: 对高分辨率质谱(高分辨 MS)在与光谱联用时的信号处理和背景扣除技术进行了专门讨论。 深度习题集: 每一章后附有难度分级的习题,包括理论推导、数据处理和案例分析,帮助读者巩固知识点。 《分子结构与光谱分析》(第二版)旨在培养读者不仅能“读懂”谱图,更能“理解”谱图背后深刻物理化学原理的能力,是分子科学研究人员必备的案头工具书。

著者信息

作者簡介

葉錫溶


  學歷:
  國立臺灣大學 理學士
  美國南加大 碩士
  美國辛辛那堤大學 博士

  經歷:
  國立清華大學教授、長庚大學兼任教授
  曾任國立清華大學代校長、原子科學院院長、原子科學技術發展中心主任、原子科學研究所所長

蔡長書

  學歷:
  國立臺灣師範大學 理學士
  國立清華大學 碩、博士

  經歷:
  慈濟護理專科學校 放射技術科主任兼輻防委員會執行秘書
  慈濟技術學院放射技術系 主任兼輻防委員會 執行秘書、教務長
  慈濟大學、國立花蓮教育大學、中台科技大學 兼任副教授
  中華民國醫事放射學會 理事、國際學術委員、繼續教育委員
  慈濟科技大學 醫學影像繼放射科學系所 主任、所長

  現職:
  慈濟科技大學 醫學影像暨放射科學系、放射醫學科學研究所 副教授

 

图书目录

Ch 1 原子核與核種
Ch 2 原子核的穩定性與放射性核種
Ch 3 放射性衰變
Ch 4 放射性衰變之速率
Ch 5 核反應
Ch 6 輻射與物質之相互作用
Ch 7 放射性偵測及其度量儀器
Ch 8 放射計數統計
Ch 9 放射性同位素之製備與放射性示蹤劑之應用
Ch 10 放射性同位素在不同科技領域中的和平用途與應用
附錄A 各章練習題解答
附錄B 化學元素的中、英文名稱及原子量
附錄C 常見物理量及輻射相關劑量單位
附錄D 常見放射性同位素相關特性一覽表
附錄E 索引
附錄F 參考資料

 

图书序言

  • ISBN:9789864305803
  • 規格:平裝 / 447頁 / 17 x 23 x 2.3 cm / 普通級 / 單色印刷 / 四版
  • 出版地:台灣

图书试读

四版序

  本書內容主要係依據恩師葉錫溶教授與我在清華大學、長庚大學、慈濟大學及慈濟科技大學、中台科技大學等校,任教「放射化學」及相關課程多年的教學及研究相關資料加以整理而成。民國四十五年清華大學在台灣新竹復校,政府並決定建造國內首座研究用核子反應器。為了配合這個重大的政策,清華大學復校後積極籌建一座一百萬瓦功率研究用水池式核反應器(THOR),同時成立原子科學研究所,招收碩士班研究生以培育原子科學的專門人才,並展開原子科學各類學術與應用相關領域的研究工作。在原子科學研究所主修「放射化學」學程的學生,基本上,他們不必具備很深的數學、物理或量子力學等背景,一般大學學生修習過微積分、普通物理、普通化學、分析化學、化學數學或物理化學等基本課程即可以選修放射化學。因此,選修這門課的學生除了本研究所主修放射化學學程的學生以外,亦常有其他相關系所的學生,例如保健物理、化學、生物、生科等研究所的學生來選修。數年前,在清大校方一系多所的政策下,原子科學研究所改制為原子科學系碩士班、博士班並增設大學部,因此放射化學被列為大學部必修課程,以銜接研究所學程之要求。國內大專院校相關或專門之學系如放射技術、醫學影像、化學、生技、醫檢、核工等科系(所),也因課程安排及教學目標之需要亦將放射化學列為必修或選修科目。

  除了上述正規學制的養成教育外,清華大學原子科學研究所亦經常舉辦各種中、短期有關核能科技理論與應用的訓練班,例如:同位素基礎訓練班,同位素在醫學、農業、工業方面的應用訓練班或相關之國際學術研討會。另外,也接受台灣電力公司委託辦理中、長期的核能基礎訓練班,做為員工的在職教育與進修。在這些訓練班或學術研討會中,放射化學的理論及同位素相關的應用技術皆是重要的教授課程和研究領域。

  本書的內容就課程設計而言,適合列入大學部相關科系組二、三年級學生的必修課程或作為高年級與研究所初期研究生選修,並銜接高等放射化學等碩、博士班學程與研究。以一學期三學分或兩學期各二個學分為宜,教師可依實際需要及開設學分數,作內容單元的取捨或增補,或規劃設計小論文與專題研究。此外,亦可提供相關產業或學術研究單位如核子工程或生物化學、醫學影像、生物科技、核子醫學以及生命科學等專業人士作為參考書籍。而本書更期盼能提供學生或有興趣的讀者一個較為完整且有系統的基本概念和認知,尤其是放射性同位素在各領域之研究與應用發展。

  本書的內容共分為十章。第一章為「原子核與核種」,簡述原子與原子核結構及原子核模型並介紹核種與相關常用術語及定義,讓初學者對原子核及核種有一較完整清晰之概念。其中,探討原子軌域與電子組態及原子核角動量與核自旋等部份,係針對普通化學中有關原子結構再作進一步闡述,相關量子理論部份教師在授課過程,可斟酌參考或略過。第二章為「原子核的穩定性與放射性核種」,介紹原子核相關的核物理與核化學特性,並討論原子核穩定性與能量的關係。第三章介紹「放射性衰變」,包含各種核衰變模式及衰變過程的守恆定律,並以實例計算說明各種核反應的能量變化。第四章為「放射性衰變之速率」,介紹放射性衰變反應之動力學以及測定放射性核種半衰期的各種實驗方法,其中也說明三種不同狀態的連續衰變平衡,包括過渡平衡、永久平衡及無平衡狀態。第五章為「核反應」,介紹有關核反應過程中各種反應機制及型態,提供學習放射化學更廣泛的理論架構和研究方向。第六章主要介紹「輻射與物質的相互作用」,包含重荷電粒子如阿伐粒子,及其他常見的放射源如貝他粒子、加馬射線及中子等與物質之相互作用模式及特性,本章亦可提供作為游離輻射之安全屏蔽設計之理論依據,同時,亦可瞭解輻射照射對物質影響之效應。第七章為「放射性偵測及其度量儀器」,主要介紹放射線偵測基本原理與技術以及度量儀器基本系統組合。相關偵檢器方面,著重在較具實用性及學術研究之充氣式偵檢器、閃爍偵檢器及固態半導體偵檢器。第八章為「放射計數統計」,延續第七章放射偵測及度量之觀念,提供放射計數相關誤差運算及統計學入門之重要觀念,內容包含有標準誤差、百分標準誤差、準確度、精密度、計數率標準誤差及計數誤差之演算,與計數時間最佳分配值探討等介紹。第九章為「放射性同位素之製備與放射性示蹤劑之應用」,著重在同位素生產製程之理論模式、種類及其產率,並介紹同位素作為放射性示蹤劑之條件設定及選擇。第十章為「放射性同位素在不同科技領域中的和平用途與應用」,內容主要著重在一般物理和化學、醫學、農業和工業領域方面,並舉過去我國在放射性同位素技術應用方面之成果和經驗作為範例介紹和參考。

  本書為兼顧理論與實用,並考量內容的廣度和深度,故章節設計上力求內容簡明嚴謹而不失精確,篇幅廣泛多元而不失凌亂,相關文字敘述亦注意口語化及順暢。此外,為提昇讀者學習興趣及學習效果,且能易於抓住各章節重點,本書亦於各章篇末附錄各類練習題,內容包含原理、計算與應用實務,並以選擇、填充、申論或計算等多元方式呈現,期能達到溫故知新並收事半功倍之成效。四版仍延續一~三版原有之章節規劃,增列彩色元素週期表與元素相關電子組態表以及醫用放射同位素表(附錄D)部分內容,方便讀者參閱。另外並針對游離輻射防護法規舊的部分內容更新及文字增補或修正,每章節練習題亦增加及搜集國內外大專院校、國家考試、證照考試等題目,附上詳細解說提供練習及參考,如第六章與第十章。第三版應讀者之建議增加放射計數統計之單元,另原第二版第八章「輻射防護」章節限於篇輻及法規修正,加上與其他專業領域如保健物理學等科目有重覆之編排,故亦予以調整更換。

  當然,一本書在漫長的書寫、製圖、編排及校對過程中,錯誤、遺漏及缺點在所難免,本書自出版以來,歷經一~四版出書,逐年加強充實改進,加求品質與研讀成效不斷提升,謹祈望碩學先進、讀者諸君能不吝批評指正,使本書精益求精、更臻完善之境。最後,要感謝清華大學中文所謝安安同學、慈濟科技大學醫放系柯端端小姐、戴君妃同學,協助本書內容的整理與文字、圖表的繕打;新文京開發出版股份有限公司編輯部全體同仁協助本書美工、圖表及編排設計,業務楊子宏先生提供各項出版業務的支援與聯繫,皆使得本書得以順利完成及出版。尤其,更要感謝清華大學原子科學院前院長江祥輝教授、慈濟科技大學前校長洪當明教授百忙之中為我們作序,受益良多更增添無比光彩和榮耀。
 
編著者 蔡長書 謹識
中華民國一○八年十月

 

用户评价

评分

**第五段** 從一個已經念完碩士班,現在準備撰寫博士論文的研究生角度來看,《放射化學(第四版)》的價值體現在它的「穩定性」與「全面性」。在我的研究領域中,需要頻繁地回溯基礎的核反應動力學和萃取分離的原理。這本書將這些看似獨立的知識點串聯成一個有機的整體,特別是對於同位素分離的理論,描述得極為深入,涉及的熱力學和動力學分析非常到位。它沒有過度追逐那些尚未完全成熟的熱門前沿(那部分可以留給專門的研討會論文),而是將核心基礎打得堅不可摧。第四版的優點在於它知道什麼是「經典」,什麼是「必須更新」。它保留了傳統的深度,同時巧妙地加入了對新一代加速器技術在核種製備上的影響分析。對於像我這樣需要進行高階研究的人來說,這本書是一個可靠的知識錨點,確保我的研究方向不會偏離科學的根本。

评分

**第四段** 坦白講,第一次看到這本《放射化學(第四版)》的定價時,是覺得有點「貴桑桑」的,畢竟內容是學術性的,但市面上的教材選擇性不少。然而,當我真正開始深入研讀後,便明白這個價格是物有所值的。這套書的印刷品質和裝幀設計也提升了不少,紙質好,不易反光,長時間閱讀眼睛也不容易疲勞。更重要的是,它在闡釋一些複雜的物理化學概念時,使用了大量清晰的圖表輔助,這對於理解粒子與物質的交互作用至關重要。我個人對其中關於「輻射防護與劑量學」那幾章節的處理方式印象深刻,它不僅講述了計算公式,更融入了實際操作中的安全規範與倫理考量,這對於培養未來從業人員的責任感極有幫助。它不是一本只教你如何計算的書,它還在教你如何成為一個負責任的放射化學專業人士。這種全方位的教育視野,是許多新興教材所欠缺的。

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**第三段** 我對這本《放射化學(第四版)》的評價是,它成功地平衡了「學術深度」與「教學廣度」。許多教科書要嘛太偏理論,讀起來像在啃哲學書,要嘛又太過於基礎,深度遠遠不夠。這本第四版卻掌握得恰到好處。它並沒有因為是第四版就掉以輕心,而是紮實地補強了許多新興領域的介紹,雖然篇幅不多,但足以讓人建立初步的概念。舉例來說,它對核醫學影像中涉及的放射性核種的特性分析,描述得非常精煉到位。對於我們科系中負責基礎課程的老師而言,這本書提供了極佳的課程骨架,老師可以根據學生的程度,選擇性地深入或淺出。我尤其欣賞作者群在附錄中加入的「常用核種數據速查表」,這對於課堂講解和學生複習都是極大的便利,省去了翻閱其他工具書的時間。這本書的設計思維,完全體現了對讀者時間的尊重。

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**第二段** 說實在話,這本《放射化學(第四版)》對我這種在業界摸爬滾打多年的工程師來說,更多的是一本「回歸本源」的工具書。我們日常工作接觸的多半是實際操作層面的問題,理論基礎有時候會被經驗所取代。但每次遇到棘手的分析數據或需要進行新的實驗設計時,翻開這本書,總能找到最原始、最可靠的理論依據。第四版相較於舊版,在儀器分析與數據處理的部分做了不少更新,這對於我們處理現代高靈敏度儀器所產生的數據尤為重要。它沒有過多花俏的敘述,直奔核心,那種專業的氣場是難以模仿的。我特別注意到它對「活化分析」那幾個章節的重新梳理,邏輯更順暢了,對於如何避免干擾、優化參數的論述也更具實戰價值。雖然書很厚,看起來有點嚇人,但其實每一頁都充滿了寶貴的知識密度,翻閱起來完全不會覺得拖沓。它更像是一本案頭百科全書,隨時可以取用。

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**第一段** 拿到這本《放射化學(第四版)》的時候,其實心裡有點忐忑。畢竟現在學術界更新的速度快得嚇人,上一版可能還沒摸透,新的理論和應用就已經跑出來了。不過,翻開目錄後,那種熟悉的紮實感立刻就回來了。這本書的編排邏輯非常清晰,從最基礎的原子結構、放射性衰變理論,到後續的儀器分析與應用,層層遞進,讓人很有信心地往下讀。特別是對於那些剛踏入這個領域的學生來說,它就像一座導航塔,指引著複雜的知識脈絡。我特別欣賞它在理論闡述上的嚴謹,每一個公式推導都清清楚楚,絕不含糊其辭。那種「知其然,更知其所以然」的學習體驗,在許多教科書中已經很難找得到了。對於準備研究所考試的我來說,這本書的習題設計得也非常實用,常常能點出課本知識的盲點。整體來說,這本第四版在保留原有精華的基礎上,似乎還加入了更多與時俱進的案例,讓這門看似傳統的學科,重新煥發出活力。

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