仪器分析课程知识点总结

课程知识点归纳

1. 电磁辐射的波粒二象性，分别用哪些参数表示（波动性：折射、衍射、干涉和散射现象，可以用波长、频率和速度等参数来描述；粒子性：能量E=hv）

υ=λv

E=hv=hc/λ

波长：λ 每个光子能量：E J/mol 频率：v 辐射传播速度：υ

h=6.626×10-34J·s

2. 电磁辐射能量与波长、频率的关系

E=hv

3. 紫外-可见吸收光谱法的波长范围

180nm-780nm

4. 生色基团、助色基团、红移、蓝移

发色基团（生色基团）凡是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，不论是否显色都是发色基团。

助色集团，它们孤立的存在于分子式中时，在紫外-可见光区内不一定产生吸收。但当它与发色基团相连时，能使发色基团的吸收谱带明显地发生改变。

红移由于取代基作用或溶剂效应导致发色基团的吸收峰向长波长移动的现象。

蓝移由于取代基作用或溶剂效应导致发色基团的吸收峰向短波长移动的现象。

5. 影响化合物紫外-可见光谱的因素

1. 共轭效应的影响

同分异构体之间双键位置或基团排列位置不同，分子的共轭程度不同，它们的紫外-可见吸收波长及强度也不同。

2. 分子离子化的影响

若化合物在不同的pH介质中能形成阳离子或阴离子，则吸收带会随分子的离子化而改变。

3. 取代基的影响

取代基对吸收带波长的影响程度与取代基的性质及其在分子中的相对位置有着密切的关系。

4. 溶剂的影响 在不同溶剂中测一种纯物质的紫外-可见光谱时，所获得的谱带形状、最大吸收波长和吸收强度可能因溶剂不同而不同。

6. 朗伯比尔定律（公式、透光率T、吸光度A、摩尔吸光系数ε、计算题、摩尔吸光系数的物理意义）

T=I/I0

透光率：T ％ 出射光强：I 入射光强：I0

A=εlc=-lgT

吸光度：A L/(g·cm)或L/(mol·cm) 吸光物质浓度：c g/L或mol/L

液层厚度：l cm 吸光系数：ε

吸光系数的物理意义是吸光物质在单位质量浓度及单位液层厚度时的吸光度

7. 偏离比尔定律的主要因素及其减免方法

主要因素

光学因素:

1朗伯-比尔定律的前提条件之一是入射光为单色光。

2难以获得真正的纯单色光。

3分光光度计只能获得近似于单色的狭窄光带。

4复合光可导致对朗伯-比尔定律的正或负偏离。

化学性因素:

朗伯-比尔定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；此假定只有在稀溶液(c < 10-2mol/L)时才基本符合。

当溶液浓度c >10-2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用直接影响了对光的吸收。

减免方法

稀溶液：

严格控制溶液条件，使被测物质保持在吸光系数相同的形式，所测得的吸收光谱称为红外吸收光谱，简称红外光谱。

8. 红外光谱定义

依据物质对红外辐射的特征吸收建立起来的一种光谱分析方法。

分子吸收红外辐射后发生振动能级和转动能级的跃迁，因而红外光谱又称分子振动-转动光谱

9.

红外光区的划分

区域 λ/m 波数/cm-1 能级跃迁类型

近红外(泛频区) 0.8～2.5 12820～4000 O-H、N-H和C-H键的倍频吸收区

中红外(基本振动区) 2.5～25 4000～400 分子的振动、转动

远红外(转动区) 25～1000 400～10 分子的转动，骨架振动

最常用的 2.5～25 4000～40

10. 红外光谱主要测得的是哪一类分子能量？

单原子分子及单核分子之外的分子

11. 基频(基峰)、倍频（名词解释）

由基态振动能级（v = 0）跃迁至第一振动激发态（v = 1）产生的吸收峰称为基频或基峰。其峰位等于分子的振动频率。

由基态振动能级（v = 0）跃迁至第二振动激发态（v = 2）产生的吸收峰称为二倍频峰(也叫倍频峰)。

12. 分子振动自由度的计算（填空、选择）

设分子的原子数为n

对于非线形分子,理论振动数=3n-6

如H2O分子,其振动数为3×3-6=3

对于线形分子,理论振动数=3n-5

如CO2分子,其理论振动数为3×3-5=4

13. 影响红外光谱中基团吸收频率的因素（简答题）

1.外部因素

物态效应、溶剂效应

2.分子结构对基团吸收谱带的影响

诱导效应 共轭效应

偶极场效应

张力效应

氢键的影响

位阻效应

振动耦合

互变异构的影响

14. 红外吸收光谱产生的条件（两个条件）

条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。（必要条件）

条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用。即只有能使偶极矩发生变化(瞬间偶极矩变化)的振动形式才能吸收红外辐射。（充分条件）

15. 傅里叶红外光谱的核心部件

迈克尔逊干涉仪

16. 原子核的基本属性及表示方法

1. 原子核的质量和所带电荷

元素符号的左上角标原子核的质量数，左下角标所带电荷数（12H,21D或21H,126C）

2. 原子核的自旋和自旋角动量

原子核有自旋运动，在量子力学中用自旋量子数I描述原子核的运动状态。

3. 原子的磁性和磁矩

磁性可用核磁矩μ来描述。

17. 自旋量子数与磁量子数的关系

自旋量子数I，磁量子数m

m共有2I+1个值

m可取I,I-1,I-2,……，-I

18. 核磁共振产生的条件

外界电磁波提供的能量恰好等于相邻能级之间的能差

19. 弛豫过程、横向弛豫、纵向弛豫

在核磁共振现象中，终止射频脉冲后，质子将恢复到原来的平衡状态，这个恢复过程叫弛豫。 纵向弛豫: 受激态高能级磁核将能量传递给周围的介质粒子，自身回复到低能磁核的过程。1/T1

横向弛豫: 受激态高能级磁核将能量传递给同种低能级磁核，自身回到低能级磁核的过程。1/T2

20. 在核磁共振波谱法测定化学位移过程中，最常用的标准物质；其用作标准物质的优点是什么。

四甲基硅烷（TMS）

ａ．单一共振峰；ｂ．氢核的屏蔽最大，共振频率最小，不干扰有机物测定，绝大多数有机物质子的化学位移都在TMS的一侧（0-12）ｃ．化学惰性；ｄ．溶解性

21. 影响氢核化学位移的因素。

１、诱导效应

２、化学键的磁各向异性效应

３、氢键、范德华效应：Ｏ－Ｈ和Ｎ

４、共轭效应

５、外界因素的影响

22. 原子吸收的玻耳兹曼分布定律（激发与基态原子数量的关系）

在原子化时，激发态原子数可忽略，认为基态原子数N0可以代表吸收辐射的原子总数。

23. 自然宽度、多普勒展宽、压力展宽、自吸展宽

自然宽度：没有外界条件影响，谱线仍有一定的宽度。

多普勒展宽：由原子无规则的热运动引起, 又称为热。

压力展宽：原子与粒子（原子、离子、电子）相互碰撞而使谱线变宽，原子吸收区蒸气压力愈大，谱线愈宽。

自吸展宽：由自吸现象引起的谱线变宽。

24. 原子吸收光度计的组成及特点

1光源 （空心阴极灯）2原子化系统 3单色器 4检测器 5数据处理和仪器控制系统

25. 原子化器的分类，火焰原子化器的组成及作用 火焰原子化器，非火焰原子化器

火焰原子化器：雾化器，混合室，燃烧器。

26. 火焰原子化器的试液雾化效率。

5%-15%

27. 石墨炉原子化器的工作步骤及其作用。

1干燥： 主要是除去溶剂，干燥的温度一般稍高于溶剂的沸点。

2灰化： 主要是为尽可能除去易挥发的基体和有机物，相当于化学处理过程不仅减少了干扰的物质，而且对被测物质起到富集作用。

3原子化：高温下使以各种形式存在的分析物挥发并离解成中性原子。

4净化：除去石墨管中的残留物，净化石墨管，减少因样品残留所产生的记忆效应。

28. 锐线光源的意义、常用的原子吸收光谱的光源

29. 原子吸收光谱中的化学干扰的定义；影响化学干扰的因素及其消除方法。

被测元素原子与共存组分发生化学反应，生成热力学更稳定的化合物，影响被测元素的原子化。

阳离子的干扰、阴离子的干扰

1加入释放剂2加入保护剂3加入饱和剂4加入助熔剂 5利用适当高温火焰消除干扰 6采用标准加入法

30. 色谱法的定义，色谱的分类（根据两相状态；根据分离机理）

定义：在两相间进行多次分配而使混合物中各组分分离的方法

分类：两相状态：气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法、电色谱法

分离机理：吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、亲和色谱法

31. 调整保留体积、相对保留值（选择因子）

调整保留体积指保留体积扣除死体积后的体积。通常用VR’ 表示。

相对保留值指某组分i与基准组分s的调整保留值之比。通常用ris表示。相对保留值往往可作为衡量固定相选择性的指标，又称选择因子α。

32. 色谱理论，分配系数、容量因子、分离度、归一化法

1.色谱理论：分配系数K和分配比k、塔板理论、速率理论。 2.分配系数K是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比，即：

分配系数是由组分和固定相的热力学性质决定的，它是每一个溶质的特征值，它仅与两个变量有关：固定相和温度。与两相体积、柱管的特性以及所使用的仪器无关。

3.分配比k又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的物质的质量比。即

k值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的容量大，因此又称分配容量或容量因子

它不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关。

4. 分离度R是既能反映柱效率又能反映选择性的指标，称总分离效能指标。分离度又叫分辨率，它定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和之半的比值。R值越大，表明相邻两组分分离越好。一般说，当R<1时，两峰有部分重叠；当R=1时，分离程度可达98%；当R=1.5时，分离程度可达99.7%。 通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。

5. 归一化法的条件：1所有组分都能流出色谱柱2在色谱图上显示色谱峰。优点是简单、准确，操作条件变化时对定量结果影响不大。但此法在实际工作中仍有一些限制，比如，样品的所有组分必须全部流出，且出峰。（公式p186）

33. 色谱定性分析的依据；

色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。