第九章配合物的结构研究方法
结构研究法的一般特点：利用各种能
量的电磁波（或微粒）作为能源投照在被
研究物质样品上，利用特定的检测器测量
这种相互作用过程中某一物理量的变化，
并将所测试的结果在记录器上进行显示。
第九章配合物的结构研究方法
I9.1 紫外-可见吸收光谱
I9.2 振动光谱
I9.3 光电子能谱
I9.4 核磁共振波谱
I9.5 X-射线衍射
9.1 紫外-可见吸收光谱
1. 电子跃迁和光谱
电子光谱是由于分子中的价电子吸收了光源
能量后从低能级的分子轨道跃迁到高能级的
分子轨道而引起的
2. 跃迁选律
谱线的强度理论上与电子的跃迁几率有关
(1)宇称选律：对于具有对称中心的分子，允许的
跃迁是g→u或u→g。即Δl = ±1 的跃迁才是允
许的。
(2)自旋选律：不同自旋多重度之间的跃迁是禁阻
的，即ΔS＝0的跃迁才是允许的。
Ni 2+(d 8)离子的Orgel 图
2. 跃迁选律
谱线的强度理论上与电子的跃迁几率有关
(1)宇称选律：对于具有对称中心的分子，允许的
跃迁是g→u或u→g。即Δl = ±1 的跃迁才是允
许的。
(2)自旋选律：不同自旋多重度之间的跃迁是禁阻
的，即ΔS＝0的跃迁才是允许的。
(3) 同时激发一个以上电子的跃迁是禁阻的。
3. 选律的松动
在下列情况下，禁阻的跃迁也能部分地
发生，表现出很弱的吸收。
(1) d－p混合
(2)电子－振动偶合
(3)自旋－轨道偶合
(1)d －p 混合
四面体配合物中不存在对称中心，在
t
2轨道中可以同时含有d 和p 的成分。在d
－d 跃迁中，当电子从e 轨道跃迁到t
2轨道
时，就可以包含有从d
z 2或d x 2-y 2轨道跃迁到
p
x ，p y ，p z 轨道的成分，呈现部分d －p 允
许跃迁。
(2)电子－振动偶合
分子在不停的振动着，不同的时刻分
子的对称性会有明显的改变，使宇称选律
部分的松动。
(3)自旋－轨道偶合
自旋－轨道偶合可以使单重态和三重
态具有相同的总角动量，这两个状态可以
相互作用，使自旋多重度发生混合。
各种跃迁强度总结
(1)自旋允许，宇称允许：ε?104～105L.mol-1.cm-1
(2)自旋允许，宇称禁阻：ε?10～102L.mol-1.cm-1
(3)自旋允许，存在d-p混和:ε?5×102L.mol-1.cm-1
(4)自旋禁阻，宇称禁阻：ε?10-2～1L.mol-1.cm-1
4. 过渡金属配合物的光谱
I过渡金属配合物的光谱分为三类
（1）d-d跃迁产生的配位场光谱
（2）金属与配体之间的电荷迁移光谱
（3）配体内的电子跃迁光谱
(1) d-d跃迁谱带
d－d跃迁（宇称禁阻）：电子从中心原
子的d轨道跃迁到较高能级的d轨道。
d－d间的能级差不大，因此吸收常位于可
见区。当配合物中的水被强场配体取代时，d
－d间的能级差变大，d－d跃迁移向短波。
例：说明无水CuSO4, Cu(H2O)62+和Cu(NH3)42+的
颜色特征？解释原因。
解释CrO
42-橙色, MnO
4
-紫色
(2)电荷迁移谱带(CT)
包括M→L和L→M，类似氧化还原过程。
如果形成配合物时，金属离子（或配体）的最高充
满轨道(HOMO)和配体（或金属离子）最低空轨道
(LUMO)的能级差比较小，则M与L之间发生电子转
移，M被氧化，L被还原。如果二者能级差大到能够生
成稳定配合物，则能观察到CT，无氧化还原产物生成。
跃迁并不意味着电子完全转移。
例：[FeF
6]3-无色, [FeCl6]3-黄色, [FeBr6]3-褐色。电
荷迁移能逐渐降低，至I-，电荷迁移能更小，以
至于电子完全转移，Fe3+自发的氧化I-。
结论：中心原子的氧化能力越高，配体的还原能
力越高，则所需要的激发能就越小。
电荷迁移光谱一般出现在紫外区。所
以过渡金属离子的颜色大都是d-d跃迁引
起的。但有时CT能级差较小，因而它也
可能出现在可见光谱区而掩盖了d-d跃迁。
例：Fe(CN)
63-配合物的红颜色就是由
CT引起的。
(a) 配体→中心原子（L→M）：
电子由填充的配体轨道跃迁到空的金属轨道。
在可氧化的配体和高氧化态的中心原子之间
可出现。
例：CrO
42-橙色, MnO
4
-紫色都是由于氧上π轨
道的电子迁移到金属离子引起的。
随M氧化态增高，L→M所需能量减少，故
MnO
4-吸收峰出现在波长最长的位置。
(b) 中心原子→配体(M →L)：
电子由金属离子充满或近满的t
2g 轨道跃迁至
配体空的π轨道。
不饱和配体和低氧化态中心原子形成配合物
时容易出现该类CT ，尤其是反馈型配合物。
如:[Fe(bpy)
3]2+(红色)
1. 红外光谱法（IR） 红外光谱在多糖的结构分析上的应用主要是确定糖苷键的构型以及常规官能团。如：多糖化合物在890cm- 1处吸收是β-吡喃糖苷键特征峰，而820 cm- 1和850cm- 1则是α-吡喃糖苷键特征峰。 2.核磁共振法( NMR) 主要用于确定多糖结构中糖苷键的构型以及重复结构中单糖的数目。 3. 原子力显微镜（AFM） 该技术是在扫描隧道显微镜( STM )基础上发展起来的一种新颖的物质结构分析方法。其用很尖的探针扫描待测样品表面, 探针附在一根可活动的微悬臂的底端上, 当探针与样品接触时, 产生的微小作用力引起微悬臂的偏转, 通过光电检测系统对微悬臂的偏转进行检测和放大, 信号经过转换可得到样品的三维立体图像。 如：该技术研究了香菇多糖在不同浓度NaOH 溶液下构型和构象的转变。 4. X- 射线衍射法(XRD) X - 射线衍射法可得到晶体的晶胞参数和晶格常数, 再加上立体化学方面的信息，包括键角、键长、构型角和计算机模拟, 就可以准确的确定多糖的构型。 5. 圆二色谱( CD) 从CD 可以知道绝对构型、构象等信息, 是研究多糖的三维结构的有效办法。中性多糖因缺少一般紫外区可提供信息的结构, 难以直接得到由CD 谱提供的结构信息，通常可进行衍生化或者将多糖与刚果红络合后测定。 6. 快原子轰击质谱( FAB - M S) FAB- MS适合于分析极性大、难挥发、热不稳定的样品。在快原子轰击过程中, 样品通过正离子方式增加一个质子或阳离子, 或通过负离子方式失去一个质子产生准分子离子作为谱图的主要信号, 并给出反映连接顺序等信息的碎片。因此FAB- MS可用来测定寡糖链的分子量。通过FAB- MS形成[M - H ] - 离子是确定寡糖中单糖组成的一种方便的方法。 7. 气质联用(GC - M S) 气相色谱与质谱联用可以得到有关单糖残基类型、链的连接方式、糖的序列和糖环形式、聚合度等多种结构信息。气相色谱要求试样具有良好的挥发性和热
研究报告的结构 题目 题目是课题的最高概括，要点明研究的对象、问题、方法。应以陈述句式表达，字数不要超过20个字；忌使用疑问句式。 课题的提出 （一）课题研究的背景 研究意义通常是研究者从社会发展、教育实际、现实意义等方面阐述研究的重要性与必要性。表述应针对所要研究的具体问题，忌脱离工作实际，空话套话；强调逻辑的严谨。 （二）国内外相关研究综述与本课题相关研究的现状。包括：主要成绩；存在的问题；存在问题的原因、研究的空白点等内容。这部分内容要在广泛深入了解的基础上体现出“综合”与“评述”的特点。忌只就一两个实例发挥没有综合的特点。同时忌脱离具体研究问题，泛泛而谈，更忌不做考察,枉下结论。 （三）研究的创新点根据相关研究综述，说明本课题的与众不同之处。应从研究内容、对象、方法、途径、侧重点等方面表述；忌缺乏参照，主观想象。 （四）概念的界定界定研究中关键词的内涵、本质。应抓住课题研究的主题进行界定；忌过于宽泛、界定共识性概念。 研究的依据 （一）理论依据是指与课题研究紧密相关，对研究目标的达成具
有指导与支撑的作用的理论。表述应与研究的问题形成密切关联；忌理论罗列，逻辑松散。 （二）政策依据说明研究符合教育教学改革与发展方向，为教育行政所认可。应从具体的实际出发；忌简单罗列，缺乏针对性。 （三）实践依据说明本类研究所关注的问题在实践层面上开展的状况。上述三项依据表述上均要先概括，再展开。 研究的原则 研究的原则是本研究必须遵守的基本要求。应紧密结合所本研究的具体情况进行论述；忌缺乏针对性。表述上要先概括，再展开。 研究的目标与内容 （一）研究目标 教育目标：研究要达成的人才培养目标，体现在研究对象的发展与进步。即通过什么方法，促使研究对象发生什么样的变化与效果。 科研目标：研究要获得规律的目标，表现在知识的增长，经验的丰富，方法技巧的创新，认识的发展。即通过研究收获什么样的策略、方法、模式等。 工作目标：研究所要达成的教育工作改革和发展目标，表现在教学等工作的效益上。上述三项目标的表述均应为将来时态。 （二）研究内容 研究内容是研究目标的具体细化，是把目标加以分解成一系列可操作的具体研究项目。强调内容与目标要对应，忌两者不对称；强调语言简捷，具体说明研究什么内容，忌描述过多、忌将具体措施表述
结构优化方法研究综述 结构优化方法研究综述 【摘要】建筑结构优化对建筑整体的稳定性、可靠性、耐久性有非常重要的作用。文章针对建筑结构优化设计的主要因素，以及结构优化的方法等方面做简要的分析，以提高建筑结构的整体的稳定性、耐久性等性能。 【关键词】结构设计；结构优化；结构类型 0引言 建筑结构优化，即在一些建筑结构的设计方案中选取最优的或最适宜的设计方案，它参照数学中的模型最优化原理应用到建筑工程结构设计方案的优化比选中。研究发现，建筑结构在使用过程中是否稳定、耐久、合理等，主要决定于在建筑结构设计时选定的结构类型是否最优、是否最符合工程结构的需要。对于同一座建筑工程项目，不同的结构设计师知识储备不同，因此可能会设计出不同的结构类型、结构体系，但经过结构方案的优化、从而选取最优化的结构类型，提高建筑结构的使用寿命、稳定性能。 1建筑结构优化的主要因素 1.1荷载设计 研究发现，任何一座建筑结构都需要受到水平力和竖向荷载的作用，同时建筑还要承受较大的风荷载、地震力的作用等。当建筑结构的整体高度比较低时，由结构本身的重力引起的竖向荷载对结构的作用比较明显，而水平荷载作用在结构上，产生的内力和位移比较小，往往在计算时不考虑水平荷载的作用；若在较高层建筑设计中，虽然所受到的竖向荷载仍对结构产生较大程度的影响，但水平荷载对建筑结构本身的影响比竖向荷载产生的影响更加强烈。研究表明，随着建筑结构整体高度的逐渐增加，水平荷载对建筑结构产生的影响越将会越来越大，因此，在建筑结构高度较高时，结构所承受的水平荷载对结构的影响则不可忽视。 1.2选取结构类型较轻的
在建筑结构优化过程中，要尽量选取结构体较轻的。在现代结构优化设计中，设计人员越来越重视选用轻质高强材料，从而做大程度上减轻整体结构的自重。由于在多层建筑结构中，水平荷载对结构产生的影响处于较次要地位，结构所承受的主要荷载是竖向荷载。由于多层建筑楼层较少，整体高度相对比较低，结构自重相对来说较轻，对材料的强度要求不是特高。 但随着建筑结构高度的增加，在较多的楼层作用下，结构产生的自重荷载则会比较大，使得建筑结构对基础产生较大的竖向荷载，同时在水平荷载的作用下，结构的竖向构件（柱）中会产生较大的水平剪力和附加轴力。为了使得结构满足刚度和强度的要求，通常采取加大结构构件的截面尺寸，但是加大构件的截面尺寸会使得结构的整体自重增加。因此在高层建筑结构首先应该考虑如何减轻结构的自重。 研究表明，当在高层或超高层建筑结构优化设计时，选用结构强度高、自重较轻的钢结构、高强混凝土结构可以很大程度上减小建筑结构的自重。 1.3 侧向位移 据相关资料表明，建筑结构的侧向位移随着建筑高度的增加而逐渐增大，因此，在建筑结构的优化设计中，对层数较少、高度较低的结构，可以不考虑其侧向位移对结构的影响。但随建筑结构高度的增加，整体结构的侧移对结构产生的影响则不可忽视。 研究表明，由于水平荷载对结构作用产生的侧移随着建筑高度的增加而逐渐增大，且侧移量与结构高度成一定的关系。 在进行高层建筑结构优化设计时，既需要充分考虑建筑结构整体是否具有足够的承载能力，能否承受风荷载的冲击作用，又要求结构具有足够的抗侧移性能，当建筑结构受到较大的水平力作用下，其可以很好地控制产生过大的侧移量，确保结构整体的稳定性能。 与低层或多层建筑相比，高层建筑结构的刚度稍微差一些，在发生地震灾害时，结构的侧向变形更大。为了确保高层建筑结构在进入塑性阶段后，结构整体仍具有较强的抗侧移性能，保持结构的稳定性，则需要在高层建筑结构的构造上采取合适的措施，确保结构具有足够的延性，从而满足结构的刚度要求。
构造地质学的研究方法。 答：研究方法处常规的地质研究方法外，还有以下几方面：（１）地质制图；（２）显微构造与组构的几何分析；（３）实验构造地质学（模拟实验）。 构造地质学的研究意义。 答：构造地质学的研究意义理论上在于阐明地质构造在空间上的相互关系和时间上的发育顺序，探讨地壳构造的演化和地壳运动的规律及其动力来源；而实践意义在于应用地质构造的客观指导产生实践，解决矿产分布、水文地质、工程地质、地震地质及环境地质等方面有关的问题。 不整合的识别及其理论意义和实践意义 答：（１）地层古生物方面：上、下地层间缺失某些地层或化石带； (2)沉积方面的标志；上、下两套地层在岩性和上岩相上截然不同，两套地层间往往有古侵蚀面，并保存着古风化壳、古土壤或与之有关的残积矿床等。上覆地层的底层常有由下伏地层的岩石碎块、砾石组成的底砾岩。 （３）构造方面：上、下两套地层产状不一致，构造变形强度不同，褶皱、断裂情况也各异；（４）岩浆活动和变质作用方面：上、下两套地层经受的岩浆活动、变质作用期次、强度、类型及特征不同。理论上，地层不整合是研究地质发展历史及鉴定地壳运动特征和时期的一个重要依据，也是划分地层单位的之重要依据之一，有助了解古地理古环境变化；实践上，不整合面及其上下相邻岩层中，常形成铁锰磷及铝土矿等沉积矿床；是构造上的薄弱带，有利于岩浆及含矿溶液活动，有利于形成交代和充填矿床；对油、气、水的储集也具有重要意义。另工程上可作为稳定性评价的条件之一。 比较风力搬运与河水搬运的异同? 【答案】（1）相同点风力搬运与河水搬运都属于外力地质作用的搬运作用，（2）不同点①风力搬运只有机械搬运方式，搬运的是母岩风化后的碎屑物质，而河水搬运既有机械搬运方式又有化学搬运方式。河水的化学搬运方式是溶运，即易溶岩石及矿物成份溶解于河水，以离子状态进行搬运。 ②风力的机械搬运以悬浮、跳跃和蠕动三种方式进行。河水的机械搬运以悬运、拖运方式进行，拖运又分为跳跃和滚滑动方式。二者有相似之处但又有区别。 ③风的悬浮搬运以小于0.2mm的颗粒为主，即除粘土、粉砂外还包括细砂等颗粒，而河水的悬浮搬运以粘土、粉砂等较小颗粒。风的跳跃和蠕动搬运以0.2~2mm 颗粒为主，即砂级的粒度，而河水的跳跃搬运以砂为主，滚滑动以砾石为主。 ④比较风与河水的机械搬运，风的悬浮搬运粒度比河水的搬运粒度要大，而跳跃与滚动的方式是河水搬运的粒度大。 试述干旱气候区湖泊的化学沉积作用。 【答案】干旱气候地区的湖水，主要消耗在蒸发上。因此，湖水含盐度不断增高，致使淡水湖逐渐变成咸水湖，甚至盐湖。在盐湖中，各种盐类按其溶解度大小，依次沉淀出来（碳酸盐一硫酸盐~氯化物），由于水分不断蒸发，湖水面逐渐下降，加之沉积物不断淤积使湖底变浅，最后盐湖干涸，直至湖泊最后完全消失。可以归纳为以下几个阶段: （1）碳酸盐阶段溶解度较低的碳酸盐先达到饱和而结晶沉淀。钙的碳酸盐沉淀最早，镁、钠碳酸盐次之，此类湖泊称碱湖或苏打湖。 （2）硫酸盐阶段湖水进一步咸化，深度变浅，溶解度较大的硫酸盐类沉淀下来，此类湖
结构力学的研究方法 结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在结构设计和研究中，这三方面往往是交替进行并且是相辅相成的进行的。 使用分析就是在结构的使用过程中，对结构中出现的情况进行分析比较和总结，这是易行而又可靠的一种研究手段。使用分析对结构的评价和改进起着重要作用。新设计的结构也需要通过使用来检验性能。 实验研究能为鉴定结构提供重要依据，这也是检验和发展结构力学理论和计算方法的主要手段。实验研究分为三类：模型实验、真实结构部件实验、真实结构实验。例如，飞机地面破坏实验、飞行实验和汽车的碰撞实验等。 结构的力学实验通常要耗费较多的人力、物力和财力，因此只能有限度地进行，特别是在结构设计的初期阶段，一般多依靠对结构部件进行理论分析和计算。 在固体力学领域中，材料力学为结构力学的发展提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学又是结构力学的理论基础，另外结构力学还与其它物理学科结合形成许多边缘学科，比如流体弹性力学等。 结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，又为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给结构力学提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。另外，结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。 评定结构的优劣，从力学角度看，主要是结构的强度和刚度。工程结构设计既要保证结构有
开题报告的结构及研究方法 开题报告，就是确定了课题研究方向后，课题负责人在调查研究的基础上撰写的报请上级(一般是学术委员会)批准的选题计划。下面是为大家搜索整理的关于开题报告的结构及研究方法，欢迎大家参考阅读，希望对您有所帮助。 一、开题报告的结构 (一)论文名称 论文名称就是课题的名字。 第一，名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么，研究的对象是什么交待清楚，论文的名称一定要和研究的内容相一致，不能太大，也不能太小，要准确地把你研究的对象、问题概括出来。 第二，名称要简洁，不能太长。不管是论文或者课题，名称都不能太长，能不要的字就尽量不要，一般不要超过20个字。 (二)论文研究的目的、意义 研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述，指出现实当中存在这个问题，需要去研究，去解决，本论文的研究有什么实际作用，然后，再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点，有针对性一点，不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括：(1)研究的有关背景(课题的提出)：即根据什么、受什么启发而搞这项研究。(2)通过分析本地(校)
的教育教学实际，指出为什么要研究该课题，研究的价值，要解决的问题。 (三)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述) 规范的开题报告应该有文献综述，如果是小课题可以省略该部分。文献综述一般包括：其研究的广度、深度和已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题，从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。 (四)论文研究的指导思想 指导思想就是在宏观上应坚持什么方向，符合什么要求等，这个方向或要求可以是哲学、政治理论，也可以是政府的教育发展规划，也可以是有关研究问题的指导性意见等。 (五)论文写作的目标 论文写作的目标就是课题最后要达到的具体目的;要解决哪些 具体问题，就是本论文研究要达到的预定目标，也是本论文写作的目标定位。确定目标时要紧扣课题，用词要准确、精练、明了。常见存在问题是：不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确;目标定得过高，对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。确定论文写作目标时，一方面要考虑课题本身的要求，另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。 (六)论文的基本内容 研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现，目标与内容不一定是一一对应的关系。大家在确定
1.什么是物相？物相分析方法分类及理解。 2.对称操作定义、对称元素定义、点群定义、空间群定义。 3.晶体的宏观对称性中有哪几种独立的基本对称元素，分别画出示意图。 4.旋转反演操作6是否独立，如果不独立等价于什么操作。 5.有哪几种旋转反演轴，哪些是独立的，哪些是不独立并且可用哪些独立操作 元素表示（证明其中任意一种）。 6.有哪几类滑移面，具体定义并画出示意图。 7.选取晶胞的原则。 8.晶系名称及特征对称元素。 9.有哪些螺旋轴，并绘制出其中任意两种的结构示意图。 10.晶体的宏观对称性中有哪七种独立的基本对称元素？并画出示意图。 11.26种微观对称元素有哪些？这些对称元素分别属于哪些晶系？ 12.画出NaCl晶体结构，并证明为什么属于面心立方。 13.利用X射线进行物相定性分析的基本原理。 14.设有两个散射中心，推导光程差和相位差。 15.原子散射因子定义，原子散射振幅与原子序数及衍射角度θ之间的关系，画 出示意图。 16.推导布拉格Bragg衍射方程。 17.结构因子定义，写出结构因子的公式，与哪些因素有关？ 18.计算体心立方结构因子，并分析晶面消光规律。 19.计算面心立方结构因子，并分析晶面消光规律。 20.计算NaCl面心立方结构因子，并分析晶面消光规律。 21.简述Bragg‐Brentano衍射仪光路图。 22.物相定性分析的基本原理及步骤。 23.点阵参数精确测定时为什么选择高角度的衍射峰？ 24.简述用于计算平均晶粒度的Scherrer方程。 25.X射线物相分析时对样品颗粒度的要求有哪些？ 26.什么是Rietveld法结构精修?从Rietveld法结构精修能得到什么? 27.电子衍射主要特点。