《现代分析测试技术》复习知识点Word文档格式.doc

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这种散射称相干散射或汤姆逊（Thomson）散射。

14．非相干散射，，当入射X射线光子与原子中束缚较弱的电子（如外层电子）发生非弹性碰撞时，光子消耗一部分能量作为电子的动能，于是电子被撞出原子之外，同时发出波长变长、能量降低的非相干散射或康普顿（Compton）散射

二、填空

1．在色谱分析中，分配系数是指一定温度、压力下，组分分配达到平衡时，组分在

固定相和流动相中的浓度比。

2.在GC法中，为改善宽沸程样品的分离，常采用程序升温的方法；

在HPLC中，为了改善组分性质差异较大样品的分离，常采用的方法。

3．高效液相色谱仪主要由高压泵、、、检测器组成。

4.用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法，用液体作为流动相的色谱法称为液相色谱法，固定相为固体吸附剂的气相色谱法称为气固色谱法，固定相为液体的气相色谱法称为液固色谱法。

5.在色谱柱中固定液的选择可根据固定液与被测组分的极性来选择。

根据相似相溶原则：

非极性样品选非极性固定液，组分先出峰；

极性样品选极性固定液，组分先出峰；

非极性与极性混合样品选极性固定液，组分先出峰。

6．按照原子化方式分类，原子吸收光谱仪可分为火焰原子化和非火焰原子化原子吸收光谱仪。

7.原子吸收光谱仪一般由光源、原子化系统、分光系统和检测系统四部分组成。

8.原子吸收光谱分析中火焰可分为化学计量火焰、富燃火焰、贫燃火焰三大类。

9.原子吸收光谱分析中常用的定量分析方法有标准曲线法、标准加入法、内标法。

10.原子吸收线变宽的影响因素主要有自然宽度、多普勒变宽、压力变宽、自吸变宽、场致变宽等。

11．在你所学的现代测试分析方法中原子吸收分析法和X射线荧光谱分析法可以测质的成份；

xrd分析法、分析法、分析法等可以测物质的结构

12．获得晶体衍射花样的三种基本方法有转晶法、劳埃法、、粉末法。

13．在分子振动过程中，化学键或基团的偶极矩不发生变化，就不吸收红外光。

14．氢键效应使OH伸缩振动谱带向方向移动。

15．拉曼散射线的频率位移△υ只与散射分子振-转能级有关。

16．引起荧光猝灭的物质，称为猝灭剂，如、、、硝基化合物、重氮化合物、羰基化合物等吸电子极性物质。

17．紫外-可见分光光度计的可见光一般用灯作为光源产生。

18．紫外-可见和荧光分析所用的液体试样池需用低吸光和发光材料，常用池。

三、简答题

1．在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带，常常是实际吸收带比预期的要少得多，其原因是什么？

实际上在绝大多数化合物的吸收光谱图上出现的基频吸收带数目往往小于理论上计算的振动自由度。

原因主要有：

存在非活性振动：

例如CO2分子的对称伸缩振动（1388cm-1）使它的两个键的偶极矩方向相反大小相等，正负电中心重合，没有出现分子偶极矩的变化，所以不产生红外吸收带。

简并：

不同振动形式有相同的振动频率，如CO2分子的面内和面外弯曲振动因频率完全相同而发生简并，故在其红外光谱中只能看到一个667cm-1的吸收谱带。

仪器分辨率不高：

难以分辨那些频率十分接近和强度很弱的吸收峰，或有的吸收峰不在仪器检测范围之内。

2．红外光谱产生的条件是什么？

举例说明。

红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。

样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，导致分子振动或转动引起偶极矩的净变化,使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强度减弱，记录经过样品的光透过率T%对波数或波长的曲线，即红外光谱。

3．红外光谱法对试样的要求有哪些？

4．何谓基频区？

它有什么特点和用途？

5．为何拉曼位移中反stokes线比stokes线弱?

根据玻尔兹曼定律，常温下处于基态Ev=0的分子数比处于激发态Ev=1的分子数多，遵守玻尔兹曼分布，因此斯托克斯线的强度（Is）大于反斯托克斯线的强度（Ias），和实验结果相符

6.在原子吸收光谱分析中，什么是化学干扰？

化学干扰是指由于在样品溶液中或气相中被测元素与其他组分之间的化学作用而影响被测元素在原子化器内的化学行为，包括化合物的形成、解离、原子化，从而引起被测元素原子化效率降低或挥发损失的效应。

包括以下几个方面：

（1）被测元素与其他组分形成热力学上更稳定的化合物；

（2）生成难熔氧化物；

（3）在石墨表面生成难解离碳化物；

（4）被测元素形成易挥发化合物引起挥发损失；

（5）难挥发基体吸留或包裹被测元素。

7．简述原子吸收光谱分析中消除电离干扰的方法。

消除电离干扰的方法：

最有效的方法是加入电离抑制剂，一般采用电离电位低的铯盐或钾盐做电离抑制剂，在火焰中产生大量的自由电子以抑制电离。

消除电离干扰的另一方法是使用温度较低的火焰。

8．写出布拉格方程并简述其应用。

9．简述X射线荧光产生及定性分析的基本原理。

原子中的内层（如K层）电子被X射线辐射电离后在K层产生一个空位。

外层（L层）

电子填充K层孔穴时，会释放出一定的能量，当该能量以X射线辐射释放出来时就可以发

射特征X射线荧光。

每一种元素都有其特定波长（或能量）的特征X射线。

通过测定试样中特征X射线的波

长（或能量），便可确定试样中存在何种元素，即为X射线荧光光谱定性分析。

10．简述X射线荧光产生及定量分析的基本原理。

元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原子数量（即含量）成比例。

因此，通过测

量试样中某元素特征X射线的强度，采用适当的方法进行校准与校正，便可求出该元素在

试样中的百分含量，即为X射线荧光光谱定量分析。

11．简述原子力显微镜的工作原理。

原子力显微镜（AFM）工作原理：

将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触。

由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。

利用光学检测法，可以测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。

12．简述扫描隧道显微镜的工作原理。

STM的工作原理来源于量子力学中的隧道贯穿原理。

其核心是一个能在样品表面上扫描、并与样

品间有一定偏置电压、其直径为原子尺度的针尖。

由于电子隧穿的几率与势垒V（r）的宽度呈现负指数关系，当针尖和样品的距离非常接近时，其间的势垒变得很薄，电子云相互重叠，在针尖和样品之间施加一电压，电子就可以通过隧道效应由针尖转移到样品或从样品转移到针尖，形成隧道电流。

通过记录针尖与样品间的隧道电流的变化就可以得到样品表面形貌的信息。

13．简述质谱分析法的基本原理。

加速后离子的动能不同,在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；

离子在磁场中的轨道半径R取决于：

m/e、H0、V，改变加速电压V,可以使不同m/e的离子进入检测器。

质谱分辨率=M/DM（分辨率与选定分子质量有关）

①单聚焦磁场分析器：

方向聚焦，相同质荷比，入射方向不同的离子会聚，分辨率不高

②双聚焦分析器

方向聚焦：

相同质荷比，入射方向不同的离子会聚；

能量聚焦：

相同质荷比，速度（能量）不同的离子会聚；

质量相同，能量不同的离子通过电场和磁场时，均产生能量色散；

两种作用大小相等，方向相反时互补实现双聚焦；

14．简述毛细管气相色谱分析中为什么要设置分流比及设置原则

分流比：

放空的试样量与进入毛细管柱的试样量之比。

一般在50：

1到500：

1之间调节毛细管柱内径很细，因而带来三个问题：

（1）允许通过的载气流量很小；

（2）柱容量很小，允许的进样量小，需采用分流技术；

（3）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。

解决方法：

灵敏度高的氢焰检测器，采用尾吹技术。

15.简述色谱定量分析中的内标法定义及内标物的选择原则

内标法是将一定量的纯物质作为内标物，加入到准确称取的试样中，根据被测物和内标物的质量及其在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量

（a）试样中不含有该物质；

（b）与被测组分性质比较接近；

（c）不与试样发生化学反应；

（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。

16.高效液相色谱对流动相有什么基本要求?

17.荧光与磷光的的根本区别是什么？

荧光与磷光的的根本区别是：

荧光是由激发单重态最低振动能层至基态各振动能层的跃迁产生的，而磷光是由激发三重态的最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的。

18.那些分子结构的物质能够发生荧光？

分子产生荧光必须具备两个条件：

（1）物质分子必须具有能吸收一定频率紫外光的特定结构；

（2）物质分子在吸收了特征频率的辐射之后，必须具有较高的荧光效率。

荧光物质常见的分子结构有:

1）具有共轭双键体系的分子

a含有低能π→π*跃迁能级的芳香环或杂环化合物；

b含有脂肪族和脂肪族羰基结构或高共轭双键结构的化合物；

2）具有刚性平面结构的分子

刚性的不饱和的平面结构具有较高的荧光效率，分子刚性及平面性越大，荧光效率越高，并使荧光波长长移。

19．何谓连续X射线和特征X射线？

试解释产生的原因。

20．X射线与物质相互作用有哪三种情形？

可分为三部分：

一部分被散射，一部分被吸收，一部分透过物质继续沿原来的方向传播。

四、阐述题

1．试说明在红外光谱分析中影响峰位变化的主要因素。

影响峰位变化的因素：

化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。

所以，各种化合物中相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。

1.电子效应：

（1）诱导效应：

由于取代基具有不同的电负性，通过静电诱导作用，引起分子中电子分布的变化。

从而改变了键力常数，使基团的特征频率发生了位移。

吸电子基团使碳原子上正电荷增加,碳氧键增强,吸收峰向高频方向移动（蓝移）；

（2）共轭效应：

共轭效应存在使电子云密度平均化，使双键的性质降低，力常数减小，双键吸收峰向低波数区移动。

2.氢键效应：

氢键的形成会使原化学间键力减弱：

对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。

此外，还有空间效应、物质状态等都会对分子的吸收光谱产生影响，因此，在分析红外吸收数据时应根据具体问题，充分考虑各种影响因素。

2．阐述拉曼光谱与红外光谱的异同。

拉曼光谱是分子对激发光的散射，入射光子能量与散射光子的能量差等于分子振动能级差；

而红外光谱则是分子对红外光的吸收，所吸收光子的能量等于分子振动能级差；

两者均是研究分子振动的重要手段，同属分子光谱。

分子的非对称性振动和极性基团的振动，都会引起分子偶极距的变化，因而这类振动是红外活性的；

而分子对称性振动和非极性基团振动，会使分子变形，极化率随之变化，具有拉曼活性。

拉曼光谱适合同原子的非极性键的振动。

如C-C，S-S，N-N键等；

对于对称性骨架振动，均可从拉曼光谱中获得丰富的信息。

而不同原子的极性键，如C=O，C-H，N-H和O-H等，在红外光谱上有反映。

相反，分子对称骨架振动在红外光谱上几乎看不到。

拉曼光谱和红外光谱是相互补充的。

3.试阐述火焰和石墨炉原子吸收光谱分析法的优缺点。

4．原子吸收光谱分析中，对于有机物固体试样应如何进行样品处理？

一般分为湿法消化和干法灰化两种。

干法灰化：

是在一定气氛和一定温度范围内加热，灼烧破坏有机物和分解样品，将残留的矿物质灰分溶解在合适的稀酸中作为随后测定的试样。

湿法消化：

是用浓无机酸或再加氧化剂，在消化过程中保持在氧化状态的条件下消化处理试样。

通常是试样加入消化剂后，于100～200℃下加热使其消化，待消化液清亮后，蒸发近干时再用用浓HNO3或HCl溶解，定容待用。

③微波消解法：

这是一种新的样品分解技术，是将样品放置在微波炉内特制的溶样罐中，利用微波辐射加热分解样品，按照严格的程序控制溶样过程。

5．高效液相色谱法和气相色谱法的主要区别？

高效液相色谱法是一种高压、高效、高速，高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。

6．试阐述色谱分析法的特点及气相色谱、液相色谱各适用于分析什么物质。

7．常用的材料显微形貌分析方法有哪些？

并举例说明其优缺点？

（例举三种）

8．举例阐述纳米村料的表征方法有哪些？

（从成分、结构、形貌等方面）

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