本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。全书共分十五章，内容包括光谱分析法（原子发射、原子吸收及原子荧光、X射线荧光、紫外-可见吸收光谱、分子发光光谱、红外与拉曼光谱、核磁共振光谱）、质谱分析法、电分析化学法（电位、电导、电解与库仑、伏安与极谱）、色谱分析法（气相色谱、高效液相色谱、高效毛细管电泳、色谱 -质谱联用）、电子显微分析技术、电子能谱法和热分析法等。介绍了这些常用分析方法的基本原理、仪器结构、方法特点及应用范围等。
本书可作为高等理工院校化学、应用化学、石油化工、材料、制药、能源及环境工程等专业的仪器分析课程教材，也可供其他相关专业师生、有关的科技及分析工作者参考。

董慧茹，北京化工大学教授，先后讲授《分析化学》（32学时）、《工业分析》（32学时）、《仪器分析》（64学时）和《复杂物质剖析》（24学时）等本科课程和《群论在分子光谱中的应用》（40学时）的研究生课程。

第一章　绪论 001
第一节　仪器分析的内容及方法 001
一、光学分析法 003
二、质谱分析法 003
三、电分析化学法 003
四、色谱分析法 004
第二节　仪器分析的特点及局限性 005
第三节　仪器分析的发展趋势 005
总结 006
思考题 006
课后练习 007

第二章　光谱分析法导论 009
第一节　电磁波的性质 009
一、电磁波的波动性 009
二、电磁波的微粒性 010
三、电磁波谱 011
第二节　原子光谱和分子光谱 011
一、原子光谱 012
二、分子光谱 012
第三节　发射光谱和吸收光谱 013
一、发射光谱 013
二、吸收光谱 014
第四节　光谱分析法分类及特点 014
总结 016
思考题 016
课后练习 016
计算题 016

第三章　原子发射光谱法 019
第一节　概述 020
一、发射光谱的分类及分析过程 020
二、原子发射光谱法发展概况 021
三、原子发射光谱法的特点 021
第二节　原子发射光谱法的基本理论 022
一、原子发射光谱的产生 022
二、谱线强度及其影响因素 024
第三节　原子发射光谱仪器 025
一、激发光源 025
二、分光系统 028
三、光谱记录及检测系统 031
四、光谱仪类型 033
第四节　原子发射光谱分析及应用 035
一、光谱定性分析 035
二、光谱半定量分析 037
三、光谱定量分析 037
四、应用 040
第五节　原子质谱法简介 041
一、基本原理 041
二、质谱仪 041
三、电感耦合等离子体质谱法 041
总结 043
思考题 044
课后练习 044
计算题 045

第四章　原子吸收及原子荧光光谱法 047
第一节　概述 048
第二节　原子吸收光谱法的基本理论 049
一、共振线和吸收线 049
二、谱线轮廓和变宽因素 049
三、基态原子和激发态原子的玻耳兹曼分布 051
四、原子吸收与原子浓度的关系 052
第三节　原子吸收分光光度计 053
一、仪器主要部件的结构及工作原理 054
二、原子吸收分光光度计的主要类型 058
第四节　干扰及其消除方法 059
一、物理干扰 059
二、化学干扰 060
三、光谱干扰 061
四、电离干扰 062
第五节　定量分析方法及应用 062
一、原子吸收分析的灵敏度和检出限 062
二、测量条件的选择 064
三、定量分析方法 066
四、应用 067
第六节　原子荧光光谱法简介 067
一、原子荧光光谱法的基本原理 068
二、原子荧光光谱分析仪器 070
三、原子荧光光谱法的应用 070
总结 071
思考题 071
课后练习 072
计算题 072

第五章　X 射线荧光光谱法 075
第一节　基本原理 076
一、X 射线的产生与X 射线谱 076
二、X 射线荧光的产生及X 射线荧光光谱 078
三、X 射线的散射、吸收及衍射 079
第二节　X 射线荧光光谱分析方法 080
一、定性分析 080
二、定量分析 081
第三节　X 射线荧光光谱仪 083
一、波长色散型X 射线荧光光谱仪 083
二、能量色散型X 射线荧光光谱仪 083
三、X 射线荧光光谱仪的主要组成部分 084
第四节　X射线荧光光谱法的特点及应用 086
一、X 射线荧光光谱法的特点 086
二、X 射线荧光光谱法的应用 086
总结 086
思考题 087
课后练习 087
计算题 087

第六章　紫外-可见吸收光谱法 089
第一节　概述 090
一、紫外-可见吸收光谱法分类 090
二、光辐射的选择吸收 091
三、紫外-可见吸收光谱法的特点 091
第二节　紫外吸收光谱 091
一、无机化合物的紫外吸收光谱 091
二、有机化合物的紫外吸收光谱 092
第三节　光的吸收定律 099
一、朗伯-比尔定律 099
二、吸光度的加和性 100
三、偏离比尔定律的原因 101
第四节　紫外-可见分光光度计 102
一、仪器的分类 102
二、仪器的主要组成部件 102
三、仪器的主要类型 104
第五节　显色反应及显色条件的选择 105
一、显色反应的类型 105
二、显色条件的选择 106
三、显色剂 107
第六节　吸光度测量条件的选择 108
一、吸光度测量范围的选择 108
二、入射光波长的选择 109
三、参比溶液的选择 109
第七节　紫光-可见吸收光谱的定量方法 110
一、单组分的测定 110
二、高含量组分的测定 110
三、多组分的同时测定 111
四、双波长吸收光谱法 111
五、导数吸收光谱法 112
第八节　漫反射紫外-可见光谱法简介 113
一、漫反射紫外-可见光谱法的基本原理 113
二、漫反射装置——积分球 114
三、测试方法 115
四、制样技术 116
五、影响漫反射光谱测定的主要因素 116
六、漫反射紫外-可见光谱法的应用 116
总结 118
思考题 119
课后练习 119
简答题 120
计算题 120

第七章　分子发光光谱法 123
第一节　分子荧光和分子磷光光谱法 124
一、分子荧光和分子磷光光谱法的基本原理 124
二、分子荧光和分子磷光光谱仪 130
三、分子荧光和分子磷光光谱法的应用 131
第二节　化学发光分析法 132
一、化学发光分析法的基本原理 132
二、化学发光反应的类型 133
三、化学发光分析仪 134
四、化学发光分析法的特点及应用 135
总结 135
思考题 136
课后练习 136
简答题 136

第八章　红外光谱法 139
第一节　概述 140
第二节　红外光谱法的基本原理 141
一、红外光谱的形成及产生条件 141
二、分子振动频率的计算公式 141
三、简正振动和振动类型 143
第三节　红外谱图的峰数、峰位与峰强 144
一、振动自由度与峰数 144
二、红外光谱的吸收强度及影响因素 144
三、特征基团吸收频率的分区及影响基团频率的因素 145
第四节　各类化合物的特征基团频率 148
一、烃类化合物 148
二、酚和醇 151
三、醚 151
四、羰基化合物 151
五、含氮化合物 155
六、有机卤化物 158
七、含P、S、Si 和B 的化合物 158
八、高分子化合物 160
九、无机化合物 160
第五节　红外光谱图解析 161
一、谱图解析步骤 161
二、谱图解析实例 163
第六节　红外光谱仪 167
一、色散型红外光谱仪 167
二、傅里叶变换红外光谱仪 168
第七节　试样的处理与制备 169
一、红外光谱法对试样的要求 169
二、制样方法 170
第八节　红外光谱法的应用 170
一、定性分析 170
二、定量分析 171
第九节　衰减全反射傅里叶变换红外光谱法简介 172
一、衰减全反射傅里叶变换红外光谱法的基本原理 172
二、衰减全反射的光路设置以及样品采集方法 175
三、衰减全反射傅里叶变换红外光谱法的特点 176
四、衰减全反射傅里叶变换红外光谱法的应用 176
第十节　激光拉曼光谱法简介 178
一、拉曼光谱法的基本原理 178
二、激光拉曼光谱仪 180
三、拉曼光谱法的制样技术 182
四、拉曼光谱法的应用 183
总结 183
思考题 184
课后练习 185
简答题 185
谱图解析 186

第九章　核磁共振光谱法 191
第一节　核磁共振的基本原理 193
一、原子核的磁性质 193
二、自旋核在磁场中的行为 194
三、核磁共振条件 195
四、弛豫过程 197
第二节　化学位移 198
一、化学位移的产生 198
二、化学位移的表示方法 200
三、影响化学位移的因素 200
四、不同类型氢的化学位移 204
第三节　自旋偶合与自旋裂分 208
一、自旋偶合及自旋裂分的基本原理 208
二、偶合常数与分子结构的关系 209
三、自旋体系的分类 210
第四节　核磁共振光谱法的应用 217
一、定性分析 217
二、定量分析 220
第五节　解析复杂图谱的一些辅助方法 222
一、使用强磁场的核磁共振仪 222
二、位移试剂 222
三、双共振技术 223
第六节　核磁共振仪及实验技术 224
一、连续波核磁共振仪 224
二、脉冲傅里叶变换核磁共振仪 225
三、实验技术 226
第七节　13C 核磁共振光谱 227
一、13C 核磁共振光谱 227
二、13C 的化学位移 227
三、影响13C 化学位移的主要因素 227
四、13C-NMR 的测定方法 230
五、13C-NMR 谱解析实例 233
第八节　二维核磁共振谱简介 235
一、概述 235
二、几种常用的二维核磁共振谱 237
总结 241
思考题 242
课后练习 242
简答题 243
谱图解析 244

第十章　质谱分析法 247
第一节　基本原理 249
一、质谱的基本原理 249
二、质谱的表示方法 250
第二节　仪器 250
一、质谱仪的基本结构 251
二、真空系统 251
三、进样系统 251
四、离子源 251
五、质量分析器 256
六、离子检测器 259
第三节　离子的类型 260
一、分子离子 260
二、准分子离子 260
三、同位素离子 261
四、碎片离子 262
五、亚稳离子 262
六、多电荷离子 263
七、负离子 263
第四节　离子的开裂规律 263
一、开裂的表示方法 263
二、影响离子开裂的因素 264
三、离子的开裂类型 265
第五节　常见有机化合物的EI 质谱特征 271
一、烷烃 271
二、烯烃 272
三、芳烃 273
四、醇类 274
五、酚和芳醇 276
六、醚类 277
七、醛类 278
八、酮类 279
九、羧酸 280
十、酯类 280
十一、胺类 281
十二、酰胺 282
十三、腈类 283
十四、硝基化合物 283
十五、卤化物 284
十六、含硫化合物 284
第六节　质谱的解析 285
一、EI 质谱的解析 285
二、软电离源质谱的解析 289
第七节　质谱法的应用 294
一、质谱在有机结构分析中的应用 294
二、质谱在定量分析中的应用 296
三、串联质谱法及其应用 298
第八节　谱图综合解析 299
一、谱图综合解析步骤 300
二、谱图综合解析实例 300
总结 308
思考题 309
课后练习 309
简答题 309
谱图解析 310

第十一章　电分析化学法 319
第一节　电分析化学法的理论基础 321
一、化学电池 321
二、电极电位 322
三、液体接界电位及其消除 322
四、电极的极化与超电位 323
第二节　电位分析法 324
一、电位分析法的基本原理 324
二、参比电极 325
三、指示电极 327
四、直接电位法 334
五、电位滴定法 337
六、电位分析法的应用 339
第三节　电导分析法 340
一、电导分析的基本原理 340
二、电导的测量方法 341
三、电导分析方法及应用 341
第四节　电解与库仑分析法 343
一、电解分析法 343
二、库仑分析法 346
第五节　伏安与极谱分析法 350
一、基本原理 350
二、影响扩散电流和半波电位的因素 352
三、定量分析方法 354
四、现代极谱分析法 355
五、伏安分析法 357
总结 360
思考题 361
课后练习 361
计算题 362

第十二章　色谱分析法 365
第一节　概述 366
一、色谱法的进展 366
二、色谱法的分类 367
三、色谱法的特点 368
第二节　色谱法基本理论 368
一、色谱图及有关术语 368
二、色谱基本参数 369
三、塔板理论 371
四、速率理论 372
五、分离度 376
第三节　定性定量分析 376
一、定性分析 377
二、定量分析 378
第四节　气相色谱法 381
一、气相色谱仪 381
二、气相色谱固定相 388
三、气相色谱操作条件的选择 394
四、毛细管气相色谱法简介 395
第五节　高效液相色谱法 397
一、概述 397
二、高效液相色谱法的主要类型 398
三、高效液相色谱固定相及流动相 401
四、高效液相色谱仪 405
第六节　高效毛细管电泳 410
一、概述 410
二、毛细管电泳基本原理 411
三、毛细管电泳的分离模式 412
四、毛细管电泳仪 414
五、高效毛细管电泳的应用 416
第七节　色谱-质谱联用技术及应用 418
一、气相色谱-质谱联用（GC-MS） 418
二、液相色谱-质谱联用（LC-MS） 421
三、毛细管电泳-质谱联用（CE-MS） 424
总结 425
思考题 425
课后练习 426
计算题 427

第十三章　电子显微分析技术 429
第一节　电子显微分析技术概述 430
第二节　电子光学基础 431
一、分辨率极限与有效放大倍数 431
二、电磁透镜与透镜成像 431
三、电子与物质的相互作用 431
第三节　透射电子显微分析 432
一、基本原理 432
二、透射电子显微镜的基本结构 433
三、试样的制备方法 434
第四节　扫描电子显微分析 435
一、基本原理 435
二、仪器结构 437
三、试样的制备 438
第五节　扫描探针显微镜简介 439
一、扫描隧道显微镜 439
二、原子力显微镜 440
三、扫描探针显微镜的进展 440
总结 441
思考题 441
课后练习 441
简答题 441

第十四章　X 射线光电子能谱法 443
第一节　X 射线光电子能谱法的基本原理 444
一、光电效应与Einstein 光电效应理论 444
二、电子结合能及化学位移 445
三、电子非弹性平均自由程与衰减常数 446
第二节　X 射线光电子能谱分析方法 446
一、X 射线光电子能谱图 446
二、定性分析方法 447
三、定量分析方法 448
第三节　X 射线光电子能谱仪 449
一、X 射线光电子能谱仪的构造 449
二、X 射线光电子能谱仪的主要部件 449
第四节　X 射线光电子能谱法的特点及应用 452
一、X 射线光电子能谱法的特点 452
二、X 射线光电子能谱法的应用 453
总结 454
思考题 454
课后练习 454
简答题 455

第十五章　热分析法 457
第一节　热分析法概述 458
一、热分析法的定义与分类 458
二、热分析法的基本原理 458
三、热分析仪器的组成 459
第二节　热重法 459
一、热重法的基本原理 459
二、热重分析仪 460
三、热重分析曲线 461
四、热重分析的影响因素 462
五、热重法的应用 463
第三节　差热分析法 464
一、差热分析法的基本原理 464
二、差热分析仪 464
三、差热分析曲线 465
四、差热分析的影响因素 465
五、差热分析法的应用 465
第四节　差示扫描量热法 466
一、差示扫描量热法的基本原理 466
二、差示扫描量热仪 467
三、差示扫描量热分析曲线 467
四、差示扫描量热分析的影响因素 468
五、差示扫描量热法的应用 468
总结 469
思考题 470
课后练习 470
简答题 470

附录 471
附录一　原子量表 471
附录二　标准电极电位表（18～25℃） 471
附录三　部分贝农（Beynon）表 473

参考文献 478