现代仪器检测分析课后题.doc

1.聚合物链结构的主要表征手段有哪些；答案:紫外光谱法(UV) .红外光谱法（IR）.核磁共振法（NMR）,质谱(MS)2.聚合物凝聚态结构的表征手段。答案:X射线衍射法 .差示扫描量热法和差热分析法 .热重法 TG ,各种显微技术 ,凝胶色谱法 GPC一、紫外-可见吸收光谱的原理；答案:物质的分子的电子能级,振动能级都是量子化的,只有当辐射光子的能量恰好等于俩能级间的能量差时,分子才能吸收能量. 二、电子跃迁有哪几种方式，并说明其特点；答案:1、ss*跃迁 它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。 2、ns*跃迁 实现这类跃迁所需要的能量较高， 3、pp*跃迁 它需要的能量低于ss*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区,在200 nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般emax104，为强吸收带。 4、np*跃迁 这类跃迁发生在普通紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。三、名词解释： 生色团:能产生特征吸收带的具有不饱和键和未共用电子对的基团。助色团:含有未共用的n电子对的氧原子、氮原子或卤素原子的基团。红移:由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化，使吸收峰向长波方向移动的现象。蓝移:由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化，使吸收峰向短波方向移动的现象。增色:由于取代基或溶剂的影响，使吸收峰强度增加的现象。减色:由于取代基或溶剂的影响，使吸收峰强度减小的现象。容剂效应:由于溶剂的极性不同引起某些化合物吸收峰发生红移、蓝移及增色、减色现象。一,简述光的吸收定律、各参数的意义；答案: 吸收定律（朗伯-比尔定律）: 当用一适当波长的单色光照射吸收物质的溶液时，其吸光度与溶液浓度和透光液层厚度的乘积成正比。表达式 A=K c b 透光率T（%）,吸光度 A,吸光系数, 对数吸光系数 , 吸光率A（%）二、紫外光谱分析样品溶液的配制时溶剂的选择；答案:(1)溶质易溶，两者不发生化学作用； (2)在测定的波长范围内，溶剂本身没有吸收；(3)具有适当的沸点； (4)具有适当的透光范围； (5)价廉易得，使用后易回收。参比液: 参比液也称空白溶液，是不含被测组分的某种溶剂。基本概念： 红外光谱: 当样品分子受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动能级跃迁（伴随有转动能级跃迁），从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。CH2基团类型: 对称伸缩 ,不对称伸缩, 面内剪式样, 面内摇摆, 面外摇摆, 面外扭绞.红外吸收条件: 必要条件：辐射光的能量与分子振动的能级差相当。充分条件：振动过程中能够改变分子偶极矩！指纹区和官能团区: 一般在红外吸收光谱图中，以1300cm-1为分界线。在1300cm-1以下，谱图的谱带数目很多，很难说明其归属，但一些同系物或结构相近的化合物的谱带，在这一区域往往有一定的差别，犹如人的指纹，顾称为指纹区；而在1300-4000cm-1，基团和频率的对应关系明确，顾称为官能团区。红外谱图解析三要素:峰的位置, 峰的强度, 峰的形状1、写出4-甲基戊烯酮两种同分异构体的分子的结构简式，并指出当使用IR和UV两种方法对下列两组样品进行鉴定时，试问哪种方法更适合？2、芳香化合物C7H8O的IR谱图有下列波数的谱带3380、3040、2940、1460、690、740cm-1；没有下列波数的谱带1736、2720、1380、1182cm-1。请判别该化合物可能的结构。 3、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚碳酸酯四种聚合物在200-400nm的紫外区有吸收吗？为什么？一,核磁共振的基本原理；答案: 当用频率为兆赫数量级，波长约为0.610m，能量很低的电磁波照射分子时，能使具有磁性的原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁，从而产生吸收信号。这种原子核对射频辐射的吸收称为核磁共振波谱。二、名词解释：、化学位移: 在有机化合物中，各种氢核所处的化学环境不同，其周围的电子云密度不同，屏蔽常数不同，共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。 自旋-自旋分裂: 分子内部相邻碳原子上氢核之间的自旋相互干扰作用称为自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多现象称为自旋裂分。偶合常数: 分裂峰之间的距离称为耦合常数, 用J表示，说明了两原子核之间相互作用的能量，是化合物结构的属性，与外磁场无关。化学等价核:同一分子中化学位移相同的质子。化学等价质子具有相同的化学环境。:磁等价核: 如果有一组化学等价质子，当它与组外的任一磁核偶合时，其偶合常数相等，该组质子称为磁等价质子。二者间关系：化学等价，不一定磁等价；但磁等价的一定是化学等价的。2,化学位移与分子结构的关系:答案: (1)电负性的影响 , (2)各向异性效应, (3)氢键的影响3、1H NMR谱中可以得到有机化合物结构的信息。（1）峰的数目：（2）峰的强度(面积)：（3）峰的位移(d )：（4）峰的裂分数：（5）偶合常数(J)：1,常规NMR测试样品要配置为一定浓度的溶液，试问溶剂选择有哪些要求。答案:1、不产生干扰试样的NMR信号；2,较好的溶解性能；3.不与试样发生化学反应，最常用的是氯化碳和氘代氯仿。名词解释：、。 基峰: 以质荷比m/e为横坐标，离子相对丰度（强度）为纵坐标来表示质谱数据。以质谱中最强峰的高度为100%。最强峰称为基峰。分子离子: 分子离子峰一定是质谱图中除同位素峰以外的最高质量数的峰。同位素离子: 有些元素具有天然存在的稳定同位素，所以在质谱图上出现一些M+1，M+2，M+3的峰，由这些同位素形成的离子峰称为同位素离子峰。碎片离子: 分子离子产生后可能具有较高的能量，将会通过进一步碎裂或重排而释放能量，碎裂后产生的离子形成的峰称为碎片离子峰。问:如何判断分子离子峰。答案: 1、分子离子一定是奇电子离子：有机物都含偶数个电子，丢失一个电子后就带奇数个电子。分子离子峰的质量数应该符合氮规律,凡不符合氮规律的离子峰一定不是分子离子峰。2. 利用碎片峰的合理性判断分子离子峰, 3、利用同位素峰识别分子离子峰, 4、分子离子稳定性规律 , 5、由分子离子峰强度变化判断分子离子峰 问:光的干涉、散射和衍射的意义。答案: 干涉：两个或两个以上的光波(电磁波)相遇时，在一定情况下会相互影响(光程差等于n时，相互叠加)。散射：光束(电磁波)通过不均匀媒质时，部分光束(电磁波)将偏离原来方向而分散传播，从侧向也可以看到光的现象。衍射：当光(电磁波)的波长与障碍物尺寸相差不大时可以绕过障碍物继续向前发射，并且强度明显增加的现象。2 Bragg方程 : 2dsinq=nl （=波长 =入射角 d=晶面间距） 1:用XRD定性判断聚合物结晶与取向的方法。答案1.由照片判断: 非晶无取向：弥散环非晶取向：赤道线上的弥散斑结晶无取向：系列同心圆环（德拜环）结晶取向：系列对称弧结晶高度取向：对称斑点2, 由衍射仪判断: “宽隆峰”：为无定型；“尖锐”峰：表明存在结晶或近晶，峰越尖锐则结晶越完善一、 名词解释：热分析；差热分析。热分析（thermal analysis）：在程序控制温度条件下，测量物质的物理性质随温度变化的函数关系的技术。差热分析(DTA)：在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。差示扫描量热法(DSC)：是使试样和参比物在程序控温的相同环境中，用补偿器测量使两者的温度差保持为零所必须的热量对温度（时间）的依赖关系的一种技术。二、 DTA曲线的几何要素: 零线, 基线, 吸热峰, 放热峰, 起始温度（Ti）, 终止温度（Tf）, 峰宽峰顶温度（Tp）二、 在DSC 谱图中怎样确定试样的熔点及玻璃化转变温度。答案.玻璃化转变温度: 拐弯处的切线与前基线外延线的交点p 一、名词解释：热重法（TG）：在程序控制温度条件下，测量物质的质量与温度关系的一种热分析方法。:二、简述影响热重曲线（TG）的因素: 仪器方面的影响因素 操作条件方面的影响因素 样品方面的影响因素 一、名词解释：双折射: 各向异性的介质，一束光线透过它时被分解成折射率不同的两束光线，称为双折射。二、正交偏光显微镜的成像原理p 一、名词解释：衬度: 衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。二、常见的聚合物制样技术。一、扫描电镜的分辨率、放大倍数;二、扫描电镜衬度的影响因素。