現(xiàn)代儀器分析技術(shù)復(fù)習(xí)綱要

第一章 熱分析方法1、熱分析是測(cè)量物質(zhì)的物理或化學(xué)參數(shù)對(duì)溫度的依賴關(guān)系的一種分析技術(shù)。2、所謂程序控制溫度，就是把溫度看著是時(shí)間的函數(shù)。3、熱分析的定義是：在程序控溫下測(cè)量物質(zhì)的物性與溫度關(guān)系一類技術(shù)統(tǒng)稱為“熱分析”4、熱重法TG：在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。5、微商熱重法DTG：給出熱重曲線對(duì)時(shí)間或溫度一級(jí)微商的方法。6、熱差分析法：在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)與參比物之間溫度差與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。7DSC：在程序控制溫度關(guān)系的一種技術(shù)。第一節(jié)TG及DTG1、TG及DTG的測(cè)試原理：通過(guò)用熱天平測(cè)量加熱時(shí)物質(zhì)的質(zhì)量變化，凡是物質(zhì)加熱或冷卻過(guò)程中有重量變化的都可以用這兩種方法進(jìn)行測(cè)量。2、兩種測(cè)量方式：零位法、變位法3對(duì)流的影響、還有試樣盤的形狀、試樣量、4、TG及DTG在高分子材料研究中的應(yīng)用：共聚物和共混物的分析揮發(fā)物的分析固化過(guò)程分析（8）熱分解動(dòng)力學(xué)研究（差示法、多種加熱速率法）。及DTG方法來(lái)分析高分子材料時(shí)能得到多方面的信息.如配方的分析、熱穩(wěn)定性共聚物的研究和某些化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究等

5、評(píng)價(jià)熱穩(wěn)定性：簡(jiǎn)單的相同條件比較法（相對(duì)熱穩(wěn)定性比較（特征溫度比較）、ipdt（積分程序分解溫度）法（陰影面積少穩(wěn)定性差）（即曲線的峰頂溫度就是最大失重速度點(diǎn)溫度）、ISO法和法等測(cè)定增塑劑、水分的含量第二節(jié) 和DSC一、（或時(shí)間（或時(shí)間曲線。1、影響基線偏移儀器的零基線的因素：試2、DTA在分析物質(zhì)時(shí)所得到的信息總結(jié)起來(lái)有兩點(diǎn)：（1）物質(zhì)的一些熱物理量的變化（2）物質(zhì)發(fā)生的熱效應(yīng)二、DSC得塔”E與溫度的關(guān)系。1、和DSC的應(yīng)用：（1）玻璃化溫度的測(cè)定（2）結(jié)晶熔點(diǎn)及結(jié)晶度的測(cè)定聚合物的氧化和熱裂解的研究比熱容的測(cè)定純度的測(cè)定加工工藝溫度的預(yù)測(cè)。它們的最大特點(diǎn)是：能測(cè)定一切有熱效應(yīng)的過(guò)程。3..的物化變化第二章紅外光譜1、原子光譜是由原子中電子能級(jí)的躍遷而叫做轉(zhuǎn)動(dòng)光譜或遠(yuǎn)紅外光譜。近紅外區(qū)頻率：4000-12820cm負(fù)一次方，主要涉及O-H,N-H,C-H；中紅外區(qū)：200-4000cm涉躍遷以及晶格振動(dòng)。2、分子的基本振動(dòng)稱為簡(jiǎn)正振動(dòng)，簡(jiǎn)正振3、伸縮振動(dòng)：原子沿著鍵軸方向伸縮使鍵面外彎曲振動(dòng)分為扭絞振動(dòng)和非平面搖擺振動(dòng)。4、分子吸收紅外輻射必須滿足兩個(gè)條件：（1）振動(dòng)過(guò)程發(fā)生偶極距發(fā)生變化（2）輻射能量與振動(dòng)能級(jí)差相當(dāng)。5、振動(dòng)的頻率隨基團(tuán)的折合質(zhì)量的增大而減少，隨鍵的力常數(shù)增大而增大。伸縮振動(dòng)的力常數(shù)比變形振動(dòng)的大，所以伸縮振動(dòng)的吸收出現(xiàn)在較高的頻率區(qū)，而變形振動(dòng)出現(xiàn)在較低的頻率區(qū)。6、由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷所產(chǎn)生第三…激發(fā)態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的譜帶稱為倍頻。7、如果光子能量嚴(yán)格等于兩種基頻躍遷的8、當(dāng)倍頻或合頻（和頻和差頻）位于一基頻附近時(shí)，則倍頻峰或合頻峰的強(qiáng)度常被加強(qiáng)，而基頻強(qiáng)度被減弱，這種現(xiàn)象叫做費(fèi)米共振。

9、具有相同化學(xué)鍵或官能團(tuán)的一系列化合物有近似的共同的紅外吸收頻率，這種頻率稱為特征振動(dòng)頻率或基團(tuán)頻率。10對(duì)于每個(gè)化稱這個(gè)區(qū)域?yàn)橹讣y區(qū)。12、常用兩種紅外光譜儀：光柵型紅外光譜儀，傅立葉變換紅外光譜儀。1315、多重衰減內(nèi)反射紅外光譜光而是穿過(guò)樣品表面內(nèi)一定深度后再返回表16譜帶的形狀、譜帶的相對(duì)強(qiáng)度。17（鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)變化的分析、結(jié)晶度的測(cè)定、取向度的測(cè)定、表面分析、聚合反應(yīng)和聚合物老化的研究等。18、差譜就是一個(gè)光譜減去另一個(gè)光譜以分析兩個(gè)光譜的差異。19、光聲探測(cè)器和紅外光譜技術(shù)結(jié)合即為紅外光聲光譜。20的研究、表面結(jié)構(gòu)研究。b.c.儀器小巧置、譜帶的形狀、譜帶的相對(duì)強(qiáng)度；吸收峰強(qiáng)度的大小來(lái)進(jìn)行的。11. 各官能團(tuán)的基團(tuán)頻率：C=—1540~187（羧酸的羰基在1700附近，而羥基在2500~3500，峰值在3000附近，很具有特征性。） O-H基在3100~3700 區(qū)域。N-H 也在這個(gè)區(qū)域3200~3500。 醚類C-O-C在1100~1300區(qū)域。過(guò)氧化物C-O-O在1176~1198區(qū)域。 含硫磷化合物在1100~1250區(qū)域9.分子吸收紅外輻射必須滿足兩個(gè)條件：10.傅立葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點(diǎn)：具有很譜范圍寬、能量輸出大、光譜重復(fù)性好。1.影響基團(tuán)紅外吸收譜帶位移的因素？答：影響基團(tuán)紅外吸收譜帶位移的因素：(1隨著取代基的電負(fù)性不同而產(chǎn)生不同程度3)鍵應(yīng)力和空間效應(yīng)的影響(4)氫鍵效應(yīng)(5)偶合效應(yīng)(6)費(fèi)米共振(7)物態(tài)變化及溶劑的影響。分子吸收紅外輻射必須滿足兩個(gè)條件？起吸收強(qiáng)度主要由哪些因素決定？答：（1）振動(dòng)過(guò)程發(fā)生偶極距發(fā)生變化輻射能量與振動(dòng)能級(jí)差相當(dāng)。紅外吸動(dòng)時(shí)偶極矩變化越大，吸收強(qiáng)度越大。些制樣方法？它們各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）溶液鑄膜法。優(yōu)點(diǎn)：制得的樣品厚度均勻。缺點(diǎn)：制樣花費(fèi)時(shí)間較多，而且在聚合物里殘留溶劑的消除比較麻煩。熱壓成膜法。優(yōu)點(diǎn)：一定壓力下可以得到厚度適當(dāng)?shù)谋∧?，是一種最簡(jiǎn)單的方作。（3）顯微切片。需要樣品有一定的硬度，太軟不行，太硬也不行。（4）鹵化物壓片法。（5）熱裂解方法。很多交聯(lián)樹(shù)脂或橡膠類步溶不熔的聚合物用此法。

光譜法比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？具有很高的分辨率。波數(shù)（3）（4）寬。（5）能量輸出大。8.C是從結(jié)晶度AB得到的差示光譜，已得到純的晶區(qū)光譜。1（4）氫鍵物態(tài)變化及溶劑的影響。14、紅外光譜測(cè)試的樣品制備方法：溶液適合做定量分析，缺點(diǎn)是制樣花費(fèi)時(shí)間較交聯(lián)物采用高溫裂解。五、透射電鏡：樣品必須50nm（一般支持膜厚度應(yīng)小于20nm），以便透過(guò)更多的入射電子。液相滴附法切片法（3）復(fù)型法。投影法、蝕刻法、6離子轟擊減薄法。如何研究嵌段共聚物的組成？染色技染色TEM二烯的質(zhì)量比為80/20的照片在垂直和平行道60/40后，垂直和平行膜面的切片上，聚和苯乙烯嵌段層疊狀結(jié)構(gòu)。四、掃描電鏡：掃描電鏡制備樣品的要求：答：（1）觀察的樣品必須為固體，同時(shí)在真空條件下能夠保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定。含有水封或者有機(jī)溶劑的樣品，應(yīng)事先干燥，或在預(yù)抽氣室適當(dāng)“預(yù)抽”。（2）掃描電鏡觀察的樣品應(yīng)有良好的導(dǎo)電性，或至少樣品表面要有良好的導(dǎo)電性。（3）小心保護(hù)樣品的原始狀態(tài)。15可進(jìn)行綜合分析。4、分辨率主要取決于物鏡。

2、透射電子顯微鏡主要包括電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器。3、對(duì)磁透鏡的要求：一是要短焦距，二是高放大率。5、透射電子顯微鏡的主要性能指標(biāo)：分辨率、放大率、加速電壓、衍射相機(jī)長(zhǎng)度、自動(dòng)化程度、所具備的功能等。6、放大率是指電子圖像相對(duì)于試樣的線形放大倍數(shù)。7、圖像的襯度：圖像上明暗的差異?；蚍Q8、散射：樣品中元素的原子核和核外電子的電場(chǎng)使入射電子運(yùn)動(dòng)的速度和方向發(fā)生變化的現(xiàn)象。9、散射襯度：由于試樣上各部位散射能力不同所形成的襯度。10、衍射襯度：由于試樣對(duì)電子的衍射產(chǎn)生的襯度。1112置于有支持膜的載網(wǎng)上。13復(fù)型、塑料薄膜）轟擊減薄法。14、透射電子顯微鏡在高分子研究中的應(yīng)用：研究多組分多相高分子體系的微觀織態(tài)結(jié)構(gòu)、研究高分子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、研究高分子乳液顆粒形態(tài)。第五節(jié) 掃描電子顯微鏡17、掃描電子顯微鏡在高分子研究中的應(yīng)用：研究結(jié)晶高分子的形態(tài)結(jié)構(gòu)、研究高分子多相復(fù)合體系的形態(tài)結(jié)構(gòu)、研究纖維和織物的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、研究聚合物薄膜的表面形態(tài)、X射線顯微分析6.（必須為固體高分子樣品在觀察前要預(yù)先在分析表面上蒸鍍一層厚度為（10nm）的金屬膜，這是因?yàn)椋阂韵呻姮F(xiàn)象。8.透射電鏡的成像原理為:利用成像電磁透鏡成像,并一次成像；掃描電鏡成像原理：則不需要成像透鏡,其圖像是按一定時(shí)間空間順序逐點(diǎn)形成,并在鏡體外顯像管上顯示三．核磁共振：特點(diǎn)？答：與氫譜相比碳譜有以下特點(diǎn)：、信號(hào)強(qiáng)度和靈敏度低、化學(xué)位移范圍寬、耦合常數(shù)大（13C-1H耦合）、馳豫時(shí)間長(zhǎng)、共振方法多、譜圖簡(jiǎn)單。影響NMR些?答：誘導(dǎo)效應(yīng)|（核外電子云的抗磁性屏蔽是影響質(zhì)子化學(xué)位移的主要因素）、相連碳原子的雜化態(tài)影響、各向異性效應(yīng)（反向起屏蔽作用，在高場(chǎng)；同向起去屏蔽作用，在低場(chǎng)）、范德華效應(yīng)、氫鍵的影響（氫鍵形成降低核外電子云密度）、溶劑效應(yīng)、交換反應(yīng)、溫度，PH值、同位素等。數(shù)是如何產(chǎn)生的？它們?cè)诰酆衔镅芯恐懈饔惺裁从猛?？答：化學(xué)位移：由于核周圍分子環(huán)境不同而使其共振頻率發(fā)生位移?？梢岳没瘜W(xué)位移堅(jiān)定化合物中的含有氫原子的基團(tuán)。偶合常數(shù)：由自旋偶合產(chǎn)生的譜線間距叫做偶合常數(shù)。作用：利用它與化學(xué)位移之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)鑒定化合物的結(jié)構(gòu)。烯和苯乙烯的組成比？答：由于NMR譜峰的強(qiáng)度與物質(zhì)相應(yīng)的元素有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，尤其是對(duì)于1H-NMR，共振峰的積分面積正比于相應(yīng)的質(zhì)子數(shù)，所以可以通過(guò)直接測(cè)定質(zhì)子數(shù)之比而得到各基團(tuán)的定量結(jié)果。設(shè)化學(xué)位移δ=7.處峰面積為收峰面積之和定義其中每個(gè)H相應(yīng)峰面積為則共聚物中芳香氫有個(gè)，烷烴氫有個(gè)。苯乙烯單元數(shù)為由于在苯乙烯單元中還有個(gè)烷基氫，因此丁二丁二烯單元數(shù)為：（At-3/5A）/6Aa=（5At-3A）/30Aa由此得到苯乙烯和丁二烯的組成比：6A/（5At-3A）13.核磁共振普中不同質(zhì)子產(chǎn)生不同化學(xué)位化學(xué)環(huán)境不同而引起Larmor進(jìn)動(dòng)頻率不同，化學(xué)位移自然不同。5.聚丙酸乙烯脂和聚丙烯酸乙酯的鑒別?

答:在譜圖上首先確認(rèn)Hb(-CH3)的峰，由于Ha相鄰的而被分裂成四重峰，而Hb相鄰-CH2與羰基1.1-CH2-相連被分裂為三重峰；2.25處的四重峰可推斷為-CH2-7.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)四甲基硅烷（TMS），規(guī)定化學(xué)位移是δ=1TMS12個(gè)（2）屏蔽強(qiáng)烈，位移最大，與有機(jī)化合物的質(zhì)子峰不重疊；(3)化學(xué)惰性，易溶于有機(jī)溶劑，沸點(diǎn)低，易回收。第三章核磁共振波譜法（NMR）1、核磁共振波譜是分子中原子核自旋能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，吸收頻率較低，是一種分析高聚物的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)象、弛豫現(xiàn)象的有效手段。被測(cè)對(duì)象分為氫譜和碳譜。2、核磁共振是指處于外磁場(chǎng)中的物質(zhì)原子核系統(tǒng)受到相應(yīng)頻率（兆赫數(shù)量級(jí)的射頻）的電磁波作用時(shí)，在其磁能級(jí)之間發(fā)生的共振躍遷現(xiàn)象。3Boltzmann平衡的過(guò)能量的過(guò)程，又稱為縱向馳豫?？v向馳豫57、化學(xué)位移：電子云密度和核所處的化學(xué)H0測(cè)定時(shí)對(duì)于一個(gè)相同化學(xué)環(huán)境的核有相同8、由于鄰近核的自旋磁場(chǎng)所造成的相互影響而使NMR自規(guī)律：即個(gè)質(zhì)子就會(huì)使與其偶合的質(zhì)子產(chǎn)生（n+1）個(gè)分裂峰；偶合作用所產(chǎn)生的兩條譜線間距離為J，稱作為偶合常數(shù)。測(cè)出。偶合是通過(guò)成鍵電子對(duì)間接傳遞的，不是通過(guò)空間磁性傳遞的。表示偶合的磁核之間相互干擾程度的大小，以赫茲為單位。偶合常數(shù)與外加磁場(chǎng)無(wú)關(guān)，與兩個(gè)核在分子中相隔的化學(xué)鍵的數(shù)目和種類有關(guān)。J的大小還與化學(xué)鍵的性質(zhì)及立體化學(xué)因素有關(guān)。偶合常數(shù)有三類：同碳偶合、鄰碳偶合、遠(yuǎn)程偶合影響偶合常數(shù)的因素：與發(fā)生偶合的兩個(gè)（組）磁核之間相隔的化學(xué)鍵數(shù)目有關(guān)；與電子云密度有關(guān)；與核所處的空間相對(duì)位置有關(guān)。核外電子云的抗磁性屏蔽是影響質(zhì)子化學(xué)位移的主要因素）、相連碳原子的雜化態(tài)影響、各向異性效應(yīng)（反向起屏蔽作用，在高場(chǎng)；氫鍵的影響（氫鍵形成降低核外電子云密度）同位素等。10、化學(xué)等價(jià)核：化學(xué)位移相同的核?；瘜W(xué)不等價(jià)核：化學(xué)位移不同的核。11、磁等價(jià)核（磁全同核）：如果兩個(gè)原子

核不僅化學(xué)位移相同（即化學(xué)等價(jià)），還以相同的耦合常數(shù)與分子中的其他核耦合，則這兩個(gè)原子核就是磁等價(jià)的。復(fù)雜光譜的簡(jiǎn)化：去偶法、位移試劑、采用不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)測(cè)定。12NMR（第四節(jié) 核磁共振碳譜12大（13C-1H耦合）、馳豫時(shí)間長(zhǎng)、共振方法多、譜圖簡(jiǎn)單。13（氫譜化學(xué)位移的決定因素是抗磁屏蔽項(xiàng)15劑峰和雜質(zhì)峰、分析化合物結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、按化學(xué)位移值分區(qū)確定碳原子類型、碳原子級(jí)數(shù)的確定、對(duì)碳譜中各譜線進(jìn)行歸屬。16、碳十三-NMR的去偶技術(shù)：質(zhì)子寬帶去偶（n+1規(guī)律Overhause效應(yīng)（化學(xué)位移的因素：碳的雜化、劑酸度。18（產(chǎn)生一個(gè)恒定磁場(chǎng)探頭（檢測(cè)核磁共振信號(hào)）、譜儀（內(nèi)裝有19、核的共振取決于磁場(chǎng)強(qiáng)度和射頻頻率。固定磁場(chǎng)強(qiáng)度連續(xù)改變射頻頻率則可以找射頻頻率連續(xù)改變場(chǎng)強(qiáng)則可以找到一定場(chǎng)譜圖是等價(jià)的。掃描速度不能太快。20（指儀器特別適用于樣品不能溶解的聚合物和需要了解樣品在固體狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)信息。22、核磁共振波譜法在聚合物研究中的應(yīng)聚合物鏈的序列結(jié)構(gòu)分析、高分辨國(guó)體NMR的應(yīng)用3.不能為零；②有自旋的原子核必須置于一外加磁場(chǎng)H③必須有一外加的頻率為的電磁輻射，其能量正好是作旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)的原子核的兩能級(jí)到高能態(tài)，從而發(fā)生核磁共振。12．13C譜特點(diǎn)：研究C骨架，結(jié)構(gòu)信息豐富化學(xué)位移范圍大；0～250ppm（3）13C-13C偶合的幾率很小；13C天然豐度1.1％（4）13C-H偶合可消除，譜圖簡(jiǎn)化質(zhì)量數(shù)為奇數(shù)，核電荷數(shù)為偶數(shù)的原子

核，其自旋量子數(shù)為零。（錯(cuò)）究最多用途最廣的是（I=1/2）.是（C.相對(duì)化學(xué)位移）.子云密度增加時(shí)（A.屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)，相對(duì)化學(xué)位移大，峰在高場(chǎng)出現(xiàn)）核磁共振波譜法在廣義上說(shuō)是一種吸收光譜法，但它與紫外譜法的關(guān)鍵差異之一（D.場(chǎng)中測(cè)定）.A、BC系數(shù)大小次序?yàn)棣褺＞σA＞σC何？（C>A>B）表示紅外分光光度法通常用（IR）紅外吸收光譜是（）括轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，故又稱為振轉(zhuǎn)光譜。（對(duì)）對(duì)稱結(jié)構(gòu)分子，如H2O活性（錯(cuò)）補(bǔ)充：CO2沒(méi)活性Vc=o（A.CH3—CO—OCH3）CA.C