材料近代分析復(fù)習(xí)二

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料近代分析技術(shù)-PART 2名詞解釋：屏蔽效應(yīng)：有機(jī)物分子中不同類型質(zhì)子的周圍的電子云密度不一樣，在加磁場作用下, 由于電子產(chǎn)生的感應(yīng)磁場對外加磁場有的抵消作用稱為屏蔽效應(yīng)。自旋偶合：我們把這種由于鄰近不等性質(zhì)子自旋的相互作用（干擾）而分裂成幾重峰的現(xiàn)象稱自旋偶合自旋分裂：應(yīng)用高分辨率的核磁共振儀時，得到等性質(zhì)子的吸收峰不是一個單峰而是一組峰的信息。這種使吸收峰分裂增多的現(xiàn)象稱為峰的裂分。化學(xué)位移：由于氫原子在分子中的化學(xué)環(huán)境不同，因而在不同磁場強(qiáng)度下產(chǎn)生吸收峰,峰與峰之間的差距稱為化學(xué)位移。拉莫進(jìn)動：外磁場的作用使核磁手動啊垂直于磁矩的扭力，這樣的核磁就繞著外磁場

2、的方向回旋，好比一個在重力場中的陀螺，核磁這種回旋運(yùn)動就叫做拉莫進(jìn)動核磁譜圖：差熱分析(DTA)：在程序控制溫度條件下，測量樣品與參比物之間的溫度差與溫度關(guān)系的一種熱分析方法。差示掃描量熱法(DSC)：在程序控制溫度條件下，測量輸入給樣品與參比物的功率差與溫度關(guān)系的一種熱分析方法。熱重法(TG)：在程序控制溫度條件下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種熱分析方法。DTG：微商熱重，是記錄TG曲線對溫度或時間的一階導(dǎo)數(shù)的一種方法，即質(zhì)量變化速率作為溫度或時間的函數(shù)被連續(xù)記錄下來。外推始點(diǎn)：是指峰的起始邊斜率最大處所作切線與外推基線的交點(diǎn)，其對應(yīng)的溫度稱為外推起始溫度（Ta）紅外非活性振動：在振動過程

3、中，分子電偶極距發(fā)生改變的振動不吸收紅外光子的能量，不產(chǎn)生紅外吸收譜帶，這種振動稱為紅外非活性振動紅外活性振動：在振動過程中，分子電偶極距發(fā)生改變的振動才能吸收紅外光子的能量，產(chǎn)生紅外吸收譜帶，這種振動稱為紅外活性振動特征峰：紅外、紫外吸收光譜一樣，是物質(zhì)與電磁波相互作用產(chǎn)生的，屬于吸收光譜（波譜）范疇。指紋區(qū)：吸收帶多，整個分子振動轉(zhuǎn)動引起的，反映整個分子的特征。可用于鑒定兩個化合物是否同一化合物。官能團(tuán)區(qū)：吸收帶不多，化學(xué)鍵和官能團(tuán)的特征頻率區(qū)。紅外譜圖：以波長或波數(shù)為橫坐標(biāo)，以吸光度或透過率為縱坐標(biāo)，把這譜帶記錄下來，就得到了該物質(zhì)的紅外（吸收）光譜圖。分配系數(shù)：在一定溫度下，組分在兩相

4、間分配達(dá)到平衡時的濃度（單位：g / mL）比，稱為分配系數(shù)，用K 表示分子離子：分子在離子源中失去一個電子形成的離子即為分子離子。碎片離子：分子獲得能量后，分子中的某化學(xué)鍵斷裂而產(chǎn)生碎片離子峰同位素離子：含有同位素的離子稱為同位素離子。亞穩(wěn)離子：在離子源生成的離子，如果在飛行中發(fā)生裂解，生成子離子和中性碎片，則把這種在飛行中發(fā)生裂解的母離子稱為亞穩(wěn)離子簡答題1) 產(chǎn)生核磁共振的條件是什么？(1)核有自旋(磁性核)(2)外磁場,能級分裂(3)照射頻率與外磁場的比值n0 / H0 = g / (2p )2) 怎樣判斷是磁性原子核？當(dāng)它的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)有一個是奇數(shù)時，它就和電子一樣有自旋運(yùn)動，產(chǎn)

5、生磁矩。自旋量子數(shù)I>0的原子核都具有磁性。原子序數(shù)Z（質(zhì)子數(shù)）中子數(shù)N質(zhì)量數(shù)A（A=Z+N）自旋量子數(shù)I 例子 偶數(shù) 偶數(shù) 整數(shù) 0 奇數(shù) 偶數(shù) 偶數(shù) 奇數(shù) 奇數(shù) 奇數(shù) 半整數(shù)1/2，3/2，5/2I=1/2： I=3/2： I=5/2： 奇數(shù) 偶數(shù) 偶數(shù) 整數(shù) I-13) 裂分峰數(shù)怎么計(jì)算？多重峰分裂強(qiáng)度有什么樣的規(guī)律？從峰分裂數(shù)中可以獲取什么信息？裂分峰數(shù)用n + 1規(guī)則來計(jì)算（n鄰近等性質(zhì)子個數(shù)；n + 1裂分峰數(shù)）例如：當(dāng)鄰近氫原子有幾種磁不等性氫時，裂分峰數(shù)為（n + 1）（n+ 1）（n+ 1）多重峰的相對強(qiáng)度為二項(xiàng)展開式（a+b)n的系數(shù)，n為等價(jià)核的個數(shù)。即可由下表表示

6、:n（核的個數(shù)）譜線相對強(qiáng)度0 11 1 12 1 2 13 1 3 3 14 1 4 6 4 15 1 5 10 10 5 1峰分裂數(shù)中可以獲?。簯?yīng)用高分辨率的核磁共振儀時，得到等性質(zhì)子的吸收峰不是一個單峰而是一組峰的信息。4) 影響化學(xué)位移的因素有哪些？怎么樣進(jìn)行影響的？屏蔽效應(yīng)和化學(xué)位移之間的關(guān)系是怎樣的？­ d ­誘導(dǎo)效應(yīng)：電負(fù)性越大，電子云密度越小，屏蔽效應(yīng)越小，共振在較低磁場發(fā)生，化學(xué)位移越大吸電子基團(tuán)減小電子云密度，從而使屏蔽作用減小，化學(xué)位移移向低場，化學(xué)位移值增大吸電子基團(tuán)距離越遠(yuǎn)，對質(zhì)子的電子元密度影響越小，最靠近的質(zhì)子收到的影響最大，因而電子元密度越小

7、，屏蔽作用越小，化學(xué)位移值越大氫核周圍電子云密度屏蔽效應(yīng)化學(xué)位移（） 共振吸收峰小小大 低場大大小 高場5) 為什么用TMS作為核磁共振的基準(zhǔn)? (1) 12個氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個尖峰； （2）屏蔽強(qiáng)烈，位移最大。與有機(jī)化合物中的質(zhì)子峰不重迭； （3）化學(xué)惰性；易溶于有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低，易回收。6) 1HNMR譜圖能提供哪些化合物的結(jié)構(gòu)信息？ 信號的數(shù)目：說明在分子中不同“種類”的質(zhì)子有幾種。 信號的位置（化學(xué)位移）：說明每種質(zhì)子的電子環(huán)境的某些情況。 信號的強(qiáng)度（峰的面積）： 說明每種質(zhì)子有幾個。 信號的裂分：自旋-自旋偶合，可提供鄰近質(zhì)子數(shù)目、類型及相對位置的情況。 7) 影

8、響DTA曲線的儀器、試樣、實(shí)驗(yàn)條件因素有哪些，怎樣進(jìn)行影響的？儀器因素：是指與差熱分析儀有關(guān)的影響因素。主要包括：爐子的結(jié)構(gòu)與尺寸；坩堝材料與形；熱電偶性能等樣品粒度：試樣顆粒越大，峰形趨于扁而寬。反之，顆粒越小，熱效應(yīng)溫度偏低，峰形變小。 顆粒度要求：100目-300目（0.04-0.15mm）實(shí)驗(yàn)因素：1 參比物與樣品的對稱性：包括用量、密度、粒度、比熱容及熱傳導(dǎo)等，兩者都應(yīng)盡可能一致，否則可能出現(xiàn)基線偏移、彎曲，甚至造成緩慢變化的假峰；2 升溫速率：影響峰形與峰位；升溫速率增加，即單位時間產(chǎn)生的熱效應(yīng)大，產(chǎn)生的溫度差當(dāng)然也越大，峰就越高；由于升溫速率增大，熱慣性也越大，峰頂溫度也越高。另

9、外，曲線形狀也有很大變化。3 氣氛的影響：氣氛的成分對DTA曲線的影響很大，可以被氧化的試樣在空氣或氧氣氛中會有很大的氧化放熱峰，在氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w中就沒有氧化峰了。8) 影響TG曲線的儀器、試樣、實(shí)驗(yàn)條件因素有哪些，怎樣進(jìn)行影響的？儀器因素（1） 升溫速率（2）爐內(nèi)氣氛（3）坩堝材料（4）支持器和爐子的幾何形狀（5）天平和記錄機(jī)構(gòu)的靈敏度樣品因素（1）樣品量（2）樣品的幾何形狀（3）樣品的裝填方式（4）樣品的屬性 9) DTA和DSC的異同點(diǎn)？DTA：測量參數(shù)：溫度;定性分析，測量范圍大16502400度依據(jù)差熱分析曲線特征，如各種吸熱與放熱峰的個數(shù)、形狀及相應(yīng)的溫度等，可定性分析物質(zhì)的物

10、理或化學(xué)變化過程，還可依據(jù)峰面積半定量地測定反應(yīng)熱。 橫坐標(biāo):時間或溫度 縱坐標(biāo):溫度差TDSC：測量參數(shù)：熱量定量分析，測量范圍800度以下以熱流率（dH/dt）為縱坐標(biāo);以時間（t）或溫度（T）為橫坐標(biāo);以熱流率（dH/dt）為縱坐標(biāo);即dH/dt-t（或T）曲線。10) 常見熱效應(yīng)是怎樣進(jìn)行判斷的？吸熱效應(yīng)+失重，可能為脫水或分解過程。放熱效應(yīng)+增重，可能為氧化過程。吸熱，無重量變化，有體積變化時，可能為晶型轉(zhuǎn)變。11) 紅外吸收光譜的產(chǎn)生條件？紅外吸收光譜的產(chǎn)生及條件:1） 輻射光子具有的能量與發(fā)生振動躍遷所需的躍遷能量相等2） 輻射與物質(zhì)之間有耦合作用 為滿足這個條件，分子振動必須伴

11、隨偶極矩的變化。12) 分子的振動形式有哪幾種？簡正振動模式（形式）一般分為兩類：1）伸縮振動 ：對稱伸縮振動s 不對稱伸縮振動 nas2）彎曲振動 ： 面內(nèi)彎曲振動 ： 剪式振動s；面內(nèi)搖擺 面外彎曲振動：面外搖擺； 扭曲振動 13) 振動自由度的概念，所能表達(dá)的意義是怎樣的？概念：分子的簡正振動數(shù)目稱為振動自由度不同振動形式按能量高低為： nas > s > s 高頻區(qū) ¬ 低頻區(qū) 含n個原子的分子，自由度為：線性分子有 ：3n-5 個 非線性分子有： 3n-6 個根據(jù)它們的振動方向不同，振幅不等，可以吸收各種波長不同的光，形成復(fù)雜的紅外光譜。14) 歸納一下不同有機(jī)

12、化合物種類的特征峰信息？烷烴：基本結(jié)構(gòu)信息： C-H 伸縮振動（3000 2850 cm-1 ） C-H 彎曲振動（1465 1340 cm-1 ） 一般飽和烴 C-H 伸縮均在 3000 cm-1 以下接近 3000 cm-1 的頻率吸收。特殊結(jié)構(gòu)信息：1380 cm-1 只有一個峰存在甲基,則不存在異丙基和叔丁基；若為異丙基 CH(CH3)2 1385 cm-1 , 1370 cm-1 兩個等強(qiáng)度吸收峰且伴隨有11701145 cm-1 碳骨架振動吸收峰若為叔丁基 C(CH3)3 1395 cm-1 , 1370 cm-1 一弱一強(qiáng)兩個吸收峰且伴有1250 cm-1 ,1210 cm -1

13、 碳骨架振動吸收峰烯烴： 烯烴 C-H 伸縮（3100 3010 cm-1） 末端烯烴 3080 cm-1 C=C 伸縮 (1675 1640 cm-1) 烯烴 C-H 彎曲振動（1000 675 cm-1）特殊結(jié)構(gòu)信息：RHC=CH2 995 cm 1 , 910 cm 1 970 cm 1 675725cm 1 炔烴：伸縮振動（2250 2100 cm-1）炔烴 C- H伸縮振動（3300 cm-1附近）炔烴 C- H彎曲振動（635 cm-1附近）芳烴： 3100 3000 cm-1 芳環(huán)上 C-H 伸縮振動 1600 1450 cm-1 C=C 骨架振動 880 680 cm-1 C-

14、H 面外彎曲振動芳香化合物的重要特征: 一般在 1600，1580， 1500 和 1450 cm-1可能出現(xiàn)強(qiáng)度不等的4個峰 C-H 面外彎曲振動吸收 880 680 cm-1 依苯環(huán)上取代基個數(shù)和位置不同而發(fā)生變化，在芳香化合物紅外譜圖分析中常常用此頻區(qū)，吸收判別異構(gòu)體單取代: 770730cm-1, 710690 cm-1對位取代 : 840810cm-1間位取代:810750cm-1,710690cm-1,900cm-1鄰位取代: 770735cm-1醇和酚：主要特征吸收是 O-H 和 C-O 的伸縮振動吸收O-H 的伸縮振動：3700 3100 cm-1，饅頭峰 C-O 伸縮振動 ：

15、1300 1000 cm-1O-H 面外彎曲 ：769 659 cm-1醛和酮：醛的主要特征吸收:1750 1700 cm-1（C=O 伸縮）；2820，2720 cm-1（醛基 C-H 伸縮）醚 ：特征吸收 C-O-C 1300 1000 cm-1 的伸縮振動脂肪醚 150 1060 cm-1 ,940cm-1 強(qiáng)的吸收峰 芳香醚 ：兩個 C-O 伸縮振動吸收 1050 1000 cm-1（為 R-O 伸縮）；1270 1230 cm-1（為 Ar-O 伸縮）-OCH3 2830cm-1羧酸： 3300 2500 cm-1 寬,強(qiáng)的 O-H 伸縮吸收 ；1720 1706 cm-1 C=O

16、吸收 1320 1210 cm-1 C-O 伸縮 ；920 cm-1 成鍵的 O-H 鍵的面外彎曲振動胺 ：3500 3300 cm-1 N-H 伸縮振動吸收 ，伯胺兩個峰,仲胺一個峰 1650 1500 cm-1 H-N 的彎曲振動吸收 900 650 cm-1 H-N 的面外彎曲振動吸收(寬峰并且常在850)酰胺:3500 3100 cm-1 N-H伸縮振動 ；1680 1630 cm-1 C=O 伸縮振動（酰胺I譜帶）1655 1590 cm-1 N-H 彎曲振動（酰胺II譜帶）； 1420 1400 cm-1 C-N 伸縮腈：腈類的光譜特征:三鍵伸縮振動區(qū)域脂肪族腈 2260 2240

17、 cm-1 芳香族腈 2240 2222 cm-1 15) 如何辯認(rèn)分子離子峰?1)原則上除同位素峰外，分子離子峰是最高質(zhì)量的峰。2)分子離子峰應(yīng)符合“氮律”。在C、H、O組成的化合物中，分子離子峰的質(zhì)量數(shù)一定是偶數(shù)；在含C、H、O、N化合物中，含0個或偶數(shù)個N的分子量為偶數(shù)，含奇數(shù)個N的分子量為奇數(shù)3）分子離子峰與鄰近峰的質(zhì)量差是否合理。有機(jī)分子失去碎片大小是有規(guī)律的：如失去H、CH3、H2O、C2H5.,因而質(zhì)譜圖中可看到M-1，M-15，M-18，M-28等峰。16) 質(zhì)譜分析的基本過程？1. 確定分子離子峰，以確定分子量。2. 利用質(zhì)譜的分子離子峰（M）和同位素峰（M+1）,3. （M

18、+2）的相對強(qiáng)度可得出最可能的分子式。4. 由質(zhì)譜的分子離子峰，碎片離子峰可推知可能存在的分子片斷，根據(jù)分子離子峰與碎片離子峰以及各碎片離子峰m/e的差值可推知可能失去的分子片斷，從而給出可能的分子結(jié)構(gòu)。17) 同位素峰和分子離子峰的強(qiáng)度比的關(guān)系？分子離子峰：甲苯 m/e 91(C7H7+) 為基峰 C6H5CH2+ ；烷基芳烴 91+14n 基峰 烷基 C3, 則 H 重排，成 m/e 92 峰同位素離子峰：分子中含一個氯原子 M：M+2=100：32.03：1 分子中含一個溴原子 M：M+2=100：97.31：1 分子中含三個氯 M：M+2：M+4：M+627：27：9：1色譜的分類、定

19、義、實(shí)質(zhì)是什么？定義：利用物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)建立的分離、分析方法實(shí)質(zhì)：分離目的：定性分析或定量分析分類：按兩相分子的聚集狀態(tài)分：流動相 固定相 類型液體 固體 液-固色譜液體 液體 液-液色譜 液相色譜氣體 固體 氣-固色譜 氣體 液體 氣-液色譜 氣相色譜18) 怎樣根據(jù)質(zhì)譜圖確定分子式？根據(jù)分子離子峰質(zhì)荷比可確定分子量，通常分子離子峰位于質(zhì)譜圖最右邊，但由于分子離子的穩(wěn)定性及重排等，質(zhì)譜圖上質(zhì)荷比最大的峰并不一定是分子離子峰。一般，分子離子峰的質(zhì)荷比等于分子量。通過確定化合物的分子量，通過計(jì)算法、查表法等可得到其分子式。圖譜解析：1某化合物的化學(xué)式為C8H8O，根據(jù)紅外譜圖寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式。（1） 計(jì)算不飽和度不飽和度是指分子內(nèi)含有環(huán)、雙鍵和叁鍵（相當(dāng)于兩個雙鍵）的總和。飽和烴類不飽和度為