現(xiàn)代分析測(cè)試課后思考題

1、現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課后思考題序論思考題1. 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)有哪些?2. 晶體的性質(zhì)。3. 等軸晶系的晶面間距的計(jì)算。4. 核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述。5. 舉例說明泡利不相容原理、能量最低原理和洪德規(guī)則的應(yīng)用。6. 晶體的對(duì)稱特點(diǎn)。7. 晶面、晶棱、面網(wǎng)符號(hào)的計(jì)算及表示方法。XRD思考題8. X射線產(chǎn)生的原理是什么？9. 何謂連續(xù)X射線和特征X射線？試解釋產(chǎn)生的原因。10. 連續(xù)X射線的短波限取決于什么？試說明。11. X射線的強(qiáng)度變化與哪些因素有關(guān)？12. X射線與物質(zhì)相互作用有哪三種情形？13. 布拉格方程的推導(dǎo)和應(yīng)用。14. X射線分析有哪些應(yīng)用？15. 獲得晶體衍射花樣的三種基本方法。

2、各有什么應(yīng)用？16. 解釋相干散射、非相干散射。17. X射線的本質(zhì)。18. JCPDS主要有哪種索引?19. 簡述粉晶X射線物相定性分析原理。XRF思考題20. X射線的本質(zhì)和特點(diǎn)21. 特征X射線熒光是如何產(chǎn)生的22. 簡述Moseley定律和Bragg定律23. X射線熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)與主要類型24. 簡述X射線熒光光譜定性和定量分析的依據(jù)25. X射線熒光光譜法的主要特點(diǎn)分子熒光思考題26. 熒光及磷光的產(chǎn)生機(jī)理？27. 哪些物質(zhì)可以發(fā)射熒光？28. 影響熒光發(fā)射的因素有哪些？29. 熒光光譜儀可測(cè)哪些發(fā)光信息？30. 熒光光譜儀由哪幾部分構(gòu)成？答：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)

3、器。31. 熒光光譜儀有什么特點(diǎn)？答：有兩個(gè)單色器，光源與檢測(cè)器通常成直角。32. 熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜有什么不同？33. 熒光光譜儀可用在哪些方面？氣相色譜思考題34. 簡要說明氣相色譜分析的基本原理 35. 氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什么作用? 36. 討論氣相色譜操作條件的選擇，選擇程序升溫的優(yōu)勢(shì)。37. 常用載氣有哪些 ? 如何選擇和凈化載氣 ? 38. 簡述在氣相色譜分析中,進(jìn)樣口的溫度設(shè)置原則。39. 簡述色譜定量分析中的內(nèi)標(biāo)法定義及內(nèi)標(biāo)物的選擇原則。40. 色譜定性的依據(jù)是什么?主要有那些定性方法?41. 試述“相似相溶”原理應(yīng)用于固定液選擇的合理性及其存在的問題。

4、 42. 闡述色譜分析的過程及固定相、流動(dòng)相的定義43. 闡述毛細(xì)管氣相色譜分析中為什么要設(shè)置分流比及設(shè)置原則44. 高效液相色譜法和氣相色譜法的主要區(qū)別？45. 試闡述色譜分析法的特點(diǎn)及氣相色譜、液相色譜各適用于分析什么物質(zhì)。46. 簡述氣相色譜分析中的分配系數(shù)與分配比的區(qū)別。熱分析思考題47. 熱重分析法的基本原理是什么？48. 影響熱重（TG ）曲線的因素有哪些？49. 差熱分析儀（DTA）的基本原理是什么？50. 差熱（DTA）曲線的影響因素有哪些？51. 差熱分析法的應(yīng)用有哪些方面？52. 差示掃描量熱法的應(yīng)用有哪些方面？53. 熱重分析法的應(yīng)用有哪些方面？請(qǐng)舉例說明。（至少舉5例）

5、54. 檢測(cè)質(zhì)量的變化最常用的辦法就是用熱天平，通常測(cè)量有哪兩種方法？55. 解釋：熱分析、熱重分析、差熱分析、微商熱重法、差示掃描量熱法液相色譜思考題56. 簡述高效液相色譜法和氣相色譜法的主要區(qū)別？57. 液相色譜儀主要由哪幾部分組成，其主要功能是什么？58. 高效液相色譜法的主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是什么？59. 高效液相色譜對(duì)流動(dòng)相有什么基本要求?60. 高效液相色譜流動(dòng)相在使用前要如何處理?61. 高效液相色譜的方法學(xué)考察主要包括什么？紫外可見思考題62. 紫外-可見吸收光譜63. 吸收光譜的測(cè)量-Lambert-Beer 定律64. 紫外-可見光度計(jì)儀器組成65. 分析條件選擇66. UV-

6、Vis-Nir分光光度法的應(yīng)用顯微形貌分析思考題67. 透射電子顯微鏡（TEM）68. 掃描電子顯微鏡（SEM）69. 掃描探針顯微鏡（SPM）思考題答案1. 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)有哪些?答：（1）分析測(cè)試儀器系列化 化學(xué)成分分析、結(jié)構(gòu)分析、譜學(xué)分析、顯微分析、物化性能分析等等。（2）分析測(cè)試儀器數(shù)字化 控制程序化，結(jié)果（數(shù)據(jù)、圖像）數(shù)字化、分析計(jì)算自動(dòng)化、操作界面化、簡單化等。（3）分析測(cè)試儀器多功能化 如電子顯微鏡、掃描探針、X射線衍射儀等。（4）分析測(cè)試速度高速化 如X射線衍射儀、紅外光譜儀、 DNA測(cè)序等（5）分析測(cè)試試樣超微量化 成分和結(jié)構(gòu)的微區(qū)分析、生化分析等。（6）分析測(cè)試儀器

7、超小型化 過去的大型精密儀器，現(xiàn)在都可以放在辦公桌上了，如激光拉曼光譜儀、光學(xué)吸收譜儀等等。2. 晶體的性質(zhì)？答：自限性（自范性）：晶體在一定條件下能自發(fā)形成幾何多面體的形狀。 結(jié)晶均一性：同一晶體的不同部分具有相同的性質(zhì)。各向異性：晶體性質(zhì)隨方位不同而有差異的特性。對(duì)稱性：晶體中的晶面晶棱、角頂、結(jié)點(diǎn)及物理化學(xué)性質(zhì)等在不同方向作有規(guī)律地重復(fù)。最小內(nèi)能性：在相同熱力學(xué)條件下，與同種成分的非晶體液體、氣體相比，其內(nèi)能最小。穩(wěn)定性。3. 等軸晶系的晶面間距的計(jì)算？答：等軸晶系平行面網(wǎng)的面網(wǎng)間距dhkl與面網(wǎng)指數(shù)和晶格常數(shù)a、b、c有下列關(guān)系等軸晶系：a = b = c，= = 90°；晶

8、面符號(hào)的具體數(shù)值等于該晶面在結(jié)晶軸上所截截距系數(shù)的倒數(shù)比，表達(dá)為（h k l） ，即米氏符號(hào)；h : k : l =1/a:1/b:1/c 4. 核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述？答： 主量子數(shù)n 主量子數(shù) n 決定原子軌道的能量。 角量子數(shù) l 角量子數(shù) 決定原子軌道的形狀。 磁量子數(shù)m 磁量子數(shù) m 決定原子軌道在空間的取向。 自旋量子數(shù)ms 決定電子自旋方向綜上所述，n、l 、m 三個(gè)量子數(shù)可以確定一個(gè)原子軌道，而 n、l 、m 、 ms四個(gè)量子數(shù)可以確定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。5. 舉例說明泡利不相容原理、能量最低原理和洪德規(guī)則的應(yīng)用？答：（1）泡利不相容原理：在一個(gè)原子中，不可能存在四個(gè)量子數(shù)完全相同的

9、兩個(gè)電子。由泡利不相容原理，可知一個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)電子，而且這兩個(gè)電子的自旋必須相反。 （2）能量最低原理：在不違背泡利不相容原理的前提下，核外電子總是盡可能排布在能量最低的軌道上，當(dāng)能量最低的軌道排滿后，電子才依次排布在能量較高的軌道上。 （3）洪德規(guī)則：電子在簡并軌道上排布時(shí)，總是以自旋相同的方式分占盡可能多的軌道。作為洪德規(guī)則的補(bǔ)充，簡并軌道在全充滿、半充滿和全空時(shí)是比較穩(wěn)定的。6. 晶體的對(duì)稱特點(diǎn)？答：晶體的宏觀對(duì)稱要素有：對(duì)稱面（P）、對(duì)稱軸（Ln）、 旋轉(zhuǎn)反伸軸（Lin ）、對(duì)稱中心（C）。晶體上所有對(duì)稱要素的組合稱為對(duì)稱型（點(diǎn)群），共有32個(gè)。在晶體的對(duì)稱型中，根據(jù)有無

10、高次軸和高次軸多少，把32個(gè)對(duì)稱型劃分出三個(gè)晶族；又根據(jù)對(duì)稱特點(diǎn)劃分為7個(gè)晶系。宏觀對(duì)稱的主要特征：有限圖形的對(duì)稱；對(duì)稱要素的組合在空間相交于一點(diǎn)（沒有平移操作）。微觀對(duì)稱的主要特征：格子構(gòu)造為無限圖形的對(duì)稱；對(duì)稱要素的組合在空間呈周期性分布（有平移操作）。 晶體內(nèi)部構(gòu)造中除其外形上可能出現(xiàn)的對(duì)稱要素外，還出現(xiàn)特有的與平移有關(guān)的微觀對(duì)稱要素：平移軸、滑移面（象移面）、螺旋軸 7. 晶面、晶棱、面網(wǎng)符號(hào)的計(jì)算及表示方法？答： 晶面符號(hào):它是根據(jù)晶面與各結(jié)晶軸的交截關(guān)系，用簡單的數(shù)字符號(hào)形式來表達(dá)它們?cè)诰w上方位的一種晶體學(xué)符號(hào)。晶面符號(hào)的具體數(shù)值等于該晶面在結(jié)晶軸上所截截距系數(shù)的倒數(shù)比，表達(dá)為（

11、h k l）。由米勒發(fā)明，也稱米氏符號(hào)。 其中：h : k : l =1/p:1/q:1/r p = OX/a, q = OY/b, r = OZ/c。 如晶面符號(hào)為（321）。晶棱符號(hào)：晶棱符號(hào)只涉及方向, 不涉及具體位置。為晶棱上某點(diǎn)在結(jié)晶軸上所截截距系數(shù)的比，表達(dá)為u v w。其中 u:v:w = MR/a : MK/b : MF/c。如圖晶棱符號(hào)為123。面網(wǎng)符號(hào)采用米氏符號(hào)，寫成（hkl），是指面網(wǎng)在晶軸上的分?jǐn)?shù)截距的倒數(shù)（等于在晶軸上的截距系數(shù)的倒數(shù)8.X射線產(chǎn)生的原理是什么？答：X射線的產(chǎn)生主要與原子內(nèi)部電子的激發(fā)有與躍遷有關(guān)。當(dāng)原子受到電子的高速撞擊時(shí)，如果這些電子束的能量足夠

12、大，它們就會(huì)將原子內(nèi)層的電子打出去，這一過程成為激發(fā)。當(dāng)內(nèi)層電子被激發(fā)后，便在原有的位置上留下一個(gè)空穴。外層高能級(jí)上的電子必然會(huì)填補(bǔ)這個(gè)空穴，這一過程成稱為躍遷。躍遷的過程伴隨著能量的釋放，方式有多種。其中一種重要的形式是以光子的形式輻射，這就是X射線的發(fā)生。X射線頻率的計(jì)算公式：h=E2-E1；E1、E2為兩個(gè)能級(jí)的能量。9. 何謂連續(xù)X射線和特征X射線？試解釋產(chǎn)生的原因？答：何謂連續(xù)X射線：正如太陽光包含有紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等許多不同波長的光一樣，從X射線管中發(fā)出的X射線也不是單一波長（單色）的，而是包含有許多不同波長的X射線。這些波長構(gòu)成連續(xù)的光譜，且是從某一最小值開始的一系列連

13、續(xù)波長的幅射。它與可見光中的白光相似，故稱白色X射線或稱連續(xù)X射線。連續(xù)X射線產(chǎn)生的原因：連續(xù)X射線光譜(或稱白色X射線)是由于快速移動(dòng)的電子在靶面突然停止而產(chǎn)生的。每一個(gè)電子，由于突然停下來的結(jié)果，它把它的動(dòng)能的一部分變?yōu)闊崮埽徊糠肿優(yōu)橐粋€(gè)或幾個(gè)X射線量子。由于電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能量的有多有少，所放出的X射線的頻率有所不同。因此，由此產(chǎn)生的X射線譜是連續(xù)的，但是有一個(gè)最短波長的極限，這相當(dāng)于某些電子把其全部的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能量時(shí)，頻率最大的情況。 何謂特征X射線：譜線的波長與管壓和管流無關(guān)，它與靶材有關(guān)，對(duì)給定的靶材，它們的這些譜線是特定的。因此，稱之為特征X射線或標(biāo)識(shí)X射線。產(chǎn)生特

14、征X射線的最低電壓稱激發(fā)電壓。特征X射線產(chǎn)生的原因：特征X射線光譜產(chǎn)生的原因與連續(xù)光譜完全不同。由陰極飛馳來的電子，在其與陽極的原子相作用時(shí)，把其能量傳給這些原子中的電子，把這些電子激發(fā)到更高一級(jí)的能階上；換句話說，就是把原子的內(nèi)層電子打到外層或者甚至把它打到原子外面，而使原子電離，從而在原子的內(nèi)電子層中留有缺席的位置。此時(shí)原子過渡到不穩(wěn)定的受刺激的狀態(tài)。原子停留在這樣的受刺激狀態(tài)的壽命不超過10-3秒，外層的電子立即落到內(nèi)層填補(bǔ)空位。當(dāng)發(fā)生這種過渡時(shí)，原子的能量重新減少，多余的能量就作為X射線量子發(fā)射出來X射線的頻率由下式?jīng)Q定：hv =E2-E1式中E1和E2為原子的正常狀態(tài)能量和受刺激狀態(tài)

15、時(shí)的能量由于各類原子的能階有別，所以特征X射線的波長隨陽極的材料而異。特征X射線的波長與陽極材料的原子序數(shù)的平方成反比。10. 連續(xù)X射線的短波限取決于什么？試說明？答：連續(xù)譜線中最短波長與X射線管的電壓有關(guān)。在極限情況下，若電子將其能量完全轉(zhuǎn)換為一個(gè)光子的能量，則此光子能量最大、波長最短、頻率最高，因此連續(xù)譜有一個(gè)下限波長min。 min與X射線管工作電壓關(guān)系可由下式推導(dǎo)：電子動(dòng)能=電子由陰極至陽極時(shí)電場(chǎng)所做的功=X射線光子能量 即 所以11. X射線的強(qiáng)度變化與哪些因素有關(guān)？答：連續(xù)X射線的總強(qiáng)度取決于電壓、電流、陽極靶原子序數(shù)實(shí)驗(yàn)證明，連續(xù)X射線的總強(qiáng)度與管電流i、管電壓V、陽極靶的原子

16、序數(shù)Z存在如下關(guān)系：12. X射線與物質(zhì)相互作用有哪三種情形？答：X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，產(chǎn)生各種不同的和復(fù)雜的過程。就其能量轉(zhuǎn)換而言，一束X射線通過物質(zhì)時(shí)，可分為三部分：一部分被散射，一部分被吸收，一部分透過物質(zhì)繼續(xù)沿原來的方向傳播。13. 布拉格方程的推導(dǎo)和應(yīng)用？答： 公式推導(dǎo)：射線2比射線1多走了D-B-F的距離，=DB+BD=dsin+ dsin=2 dsin;X射線在該方向上發(fā)生衍射的條件-X射線通過干涉加強(qiáng)的條件是為波長的整數(shù)倍，即=n；故有n=2 dsin。這就是著名布拉格方程。應(yīng)用：（1）已知晶體的d值，通過測(cè)量，求特征X射線的，并通過判斷產(chǎn)生特征X射線的元素。這主要應(yīng)用于X射

17、線熒光光譜儀和電子探針中。（2）已知入射X射線的波長，通過測(cè)量，求面網(wǎng)間距。并通過面網(wǎng)間距，測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)或進(jìn)行物相分析。14. X射線分析有哪些應(yīng)用？答： 物相分析；定量分析；晶胞參數(shù)的精確測(cè)定；晶粒尺寸和點(diǎn)陣畸變的測(cè)定；介孔材料、長周期材料的低角度區(qū)衍射；薄膜的物相鑒定及取向測(cè)定；薄膜的反射率、厚度、密度及界面粗糙度測(cè)定。15. 獲得晶體衍射花樣的三種基本方法。各有什么應(yīng)用？答：（1）勞埃法（勞厄法）。勞埃法也稱固定單晶法。用連續(xù)X射線譜作為入射光源，單晶固定不動(dòng)，入射線與各衍射面的夾角也固定不動(dòng)，靠衍射面選擇不同波長的X射線來滿足布拉格方程。產(chǎn)生的衍射線表示了各衍射面的方位，固此法能夠反映

18、晶體的取向和對(duì)稱性。勞埃法主要用于分析晶體的對(duì)稱性和進(jìn)行晶體定向。（2）旋轉(zhuǎn)晶體法。旋轉(zhuǎn)單晶法是用單色X射線照射單晶體，并且使晶體不斷地旋轉(zhuǎn)。即固定X射線的波長，不斷改變角，使某些面網(wǎng)在一定的角度時(shí)，能滿足布拉格方程，而產(chǎn)生衍射。旋轉(zhuǎn)晶體法主要用于研究晶體結(jié)構(gòu) 。（3）粉末法。粉末法是通過單色X射線照射多晶體樣品，入射X射線波長固定。通過無數(shù)取向不同的晶粒來獲得滿足布拉格方程的角。 當(dāng)波長一定的X射線照射多晶體樣品時(shí)，但由于樣品中有無數(shù)個(gè)晶體，且每個(gè)晶體的取向是不同，總可以找到一些顆粒中的某個(gè)面網(wǎng)，它與X射線的夾角恰好滿足布拉格方程，而產(chǎn)生衍射。粉末法是X射線衍射分析中最常用的方法。主要用于物

19、相分析，點(diǎn)陣參數(shù)的測(cè)定等。16. 解釋相干散射、非相干散射？答：當(dāng)入射X射線光子與原子中束縛較緊的電子發(fā)生彈性碰撞時(shí)，X射線電子的能量不足以使電子擺脫束縛，電子的散射線波長與入射線波長相同，有確定的相位關(guān)系。這種散射稱為相干散射。 當(dāng)入射X射線光子與原子中束縛較弱的電子發(fā)生非彈性碰撞時(shí)，X射線光子將一部分能量傳給電子，使之脫離原有的原子而成為反沖電子，同時(shí)光子本身也改變了傳播方向，發(fā)生散射，且能量減小，也就是說，散射X射線的波長變長了。對(duì)于這種X射線散射，由于散射X射線與入射X射線的波長不同，不能產(chǎn)生干涉效應(yīng)，故稱為非相干散射。17. X射線的本質(zhì)？答：X射線的本質(zhì)是一種電磁波，具有波粒二象性

20、，既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，在X射線衍射分析中應(yīng)用的主要是它的波動(dòng)性，反應(yīng)在傳播過程中發(fā)生干涉，衍射作用，而在與物質(zhì)相互作用，進(jìn)行能量交換時(shí)，則表現(xiàn)出它的離子性。18. JCPDS主要有哪種索引?答：1.字順?biāo)饕礊槊Q索引，是按物質(zhì)的英文名稱或礦物學(xué)名稱的字母順序排列的，每種物質(zhì)的名稱后面列出其化學(xué)分子式，三根最強(qiáng)的d值和相對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以及該物質(zhì)對(duì)應(yīng)的JCPDS卡片的順序號(hào) 2. 數(shù)字索引（哈那瓦特索引）是鑒定未知相時(shí)主要使用的索引，它按衍射花樣的三條最強(qiáng)線d值排列，1972年以后出版的書還列出了另外五條較強(qiáng)的線，即為八強(qiáng)線排列，每種物質(zhì)的三強(qiáng)線或八強(qiáng)線在索引中重復(fù)三次或八次，即每一強(qiáng)線都

21、作為第一根線排列一次。3. 芬克索引它是主要為強(qiáng)度失真和具有擇優(yōu)取向的衍射花樣設(shè)計(jì)的，它也是按八強(qiáng)線排列19.簡述粉晶X射線物相定性分析原理？答: 晶體的射線衍射圖像實(shí)質(zhì)上是晶體微觀結(jié)構(gòu)的一種精細(xì)復(fù)雜的變換，每種晶體的結(jié)構(gòu)與其射線衍射圖之間都有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其特征X射線衍射圖譜不會(huì)因?yàn)樗N物質(zhì)混聚在一起而產(chǎn)生變化，這就是射線衍射物相分析方法的依據(jù)。20. X射線的本質(zhì)和特點(diǎn)?答：本質(zhì)：X射線的本質(zhì)是一種電磁波，具有波粒二象性，既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，在X射線衍射分析中應(yīng)用的主要是它的波動(dòng)性，反應(yīng)在傳播過程中發(fā)生干涉，衍射作用，而在與物質(zhì)相互作用，進(jìn)行能量交換時(shí)，則表現(xiàn)出它的離子性。特點(diǎn)

22、：當(dāng)高速電子束轟擊金屬靶時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩種不同的X射線。一種是連續(xù)X射線，另一種是特征X射線。它們的性質(zhì)不同、產(chǎn)生的機(jī)理不同，用途也不同。21. 特征X射線熒光是如何產(chǎn)生的？答：原子中的內(nèi)層(如K層)電子被X射線輻射電離后在K層產(chǎn)生一個(gè)空位。外層(如L層)電子填充K層空穴時(shí)，會(huì)釋放出一定的能量，當(dāng)該能量以X射線輻射釋放出來時(shí)就可以發(fā)射特征X射線熒光。（俄歇效應(yīng)與X射線熒光效應(yīng)是兩種相互競(jìng)爭的過程。對(duì)于原子序數(shù)較小的元素，俄歇電子產(chǎn)生的幾率高。但隨著原子序數(shù)的增加，產(chǎn)生X射線熒光的幾率逐漸增加，重元素主要以發(fā)射X射線熒光為主。）22. X射線熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)與主要類型？答：光源（X射線光管）、分光晶體

23、、探測(cè)器、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。24.簡述X射線熒光光譜定性和定量分析的依據(jù)？答：定性分析：根據(jù)掃描測(cè)量的譜圖進(jìn)行譜峰的檢索并與標(biāo)準(zhǔn)譜的比對(duì)確定樣品的元素(或化合物)組成。 定量分析：通過將測(cè)得的特征X射線熒光光譜強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成濃度的過程。25. X射線熒光光譜法的主要特點(diǎn)？答：優(yōu)勢(shì)：1.對(duì)于原子序數(shù)4的元素，可進(jìn)行材料元素組成的定性鑒別，當(dāng)濃度大于幾個(gè)ppm時(shí)，鑒別只需幾分鐘2.是可供選擇的定量分析方法之一3.不論在各種固體和液體的材料和混合物中元素的形態(tài)或氧化狀態(tài)如何，均可進(jìn)元素的定量測(cè)定4.可測(cè)定各種基體上薄膜的厚度26.熒光及磷光的產(chǎn)生機(jī)理？答：首先是分子能級(jí)的躍遷，在每個(gè)電子能級(jí)上都存

24、在振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)；電子接收特定頻率的輻射，由基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)，電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài)，返回基態(tài)時(shí)通過輻射躍遷（發(fā)光），和無輻射躍遷等方式失去能量；由第一單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷到基態(tài)的，約10-710 -9 s,所輻射躍遷而發(fā)出的光稱為熒光。由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷到基態(tài)的，約10-410s，所輻射躍遷而發(fā)出的光稱為磷光。27.哪些物質(zhì)可以發(fā)射熒光？答：1.躍遷類型 具有pp ® p*和n ® p* 躍遷結(jié)構(gòu)的分子才能吸收紫外可見光，產(chǎn)生熒光； 具有*躍遷的量子效率比n*躍遷的要大得多（前者大、壽命短）2. 共軛效應(yīng) 具有共軛體系的芳環(huán)或雜環(huán)化合物， p電子

25、共軛程度越大，越易產(chǎn)生熒光; 環(huán)越多，共軛程度越大，產(chǎn)生熒光波長越長（紅移），發(fā)射的熒光強(qiáng)度越強(qiáng)3. 剛性平面結(jié)構(gòu) 具有強(qiáng)熒光的分子多數(shù)有剛性平面結(jié)構(gòu)，可以減少分子的振動(dòng)，使分子與溶劑或其它溶質(zhì)分子的相互作用減少，也減少了碰撞去活的可能性，熒光強(qiáng)度大。4.取代基效應(yīng) 取代基對(duì)熒光物質(zhì)的熒光特征和強(qiáng)度也有很大影響。分成三類：（1）增強(qiáng)熒光的取代基 有 -OH、-OR、 -NH2、-NHR、-NR2等給電子基團(tuán)（2）減弱熒光的取代基 -COOH 、 -NO2 、-COOR 、-NO、-SH 吸電子基團(tuán), 使熒光波長短移，熒光強(qiáng)度減弱（3）影響不明顯的取代基 -NH3+、-R、- SO3H等5. 大

26、多數(shù)無機(jī)鹽類金屬離子，不能產(chǎn)生熒光，但某些螯合物都能產(chǎn)生很強(qiáng)的熒光，可用于痕量金屬離子的測(cè)定不少有機(jī)配體是弱熒光體 或不發(fā)熒光，但與Mn+形成螯合物后變?yōu)槠矫鏄?gòu)型，就會(huì)使熒光加強(qiáng)或產(chǎn)生熒光28.影響熒光發(fā)射的因素有哪些？答：1.溶劑的影響 除一般溶劑效應(yīng)外，溶劑的極性、氫鍵、配位鍵的形成都將使化合物的熒光發(fā)生變化；2.溫度的影響 熒光強(qiáng)度對(duì)溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換去活的幾率增加。3.溶液pH 對(duì)酸堿化合物，溶液pH的影響較大，需要嚴(yán)格控制；4.內(nèi)濾光作用和自吸現(xiàn)象 內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；自吸現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸

27、收光譜的長波長端重疊，產(chǎn)生自吸收；如蒽化合物5. 熒光猝滅熒光物質(zhì)與溶劑或其它物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或發(fā)生碰撞后使熒光強(qiáng)度下降或熒光效率jf 下降稱為熒光猝滅。使熒光強(qiáng)度降低的物質(zhì)稱為熒光猝滅劑；氧分子及產(chǎn)生重原子效應(yīng)的溴化物、碘化物等都是常見的熒光猝滅劑29.熒光光譜儀可測(cè)哪些發(fā)光信息？答：30.熒光光譜儀由哪幾部分構(gòu)成？ 答：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)器。31.熒光光譜儀有什么特點(diǎn)？答：有兩個(gè)單色器，光源與檢測(cè)器通常成直角。32.熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜有什么不同？答：33.熒光光譜儀可用在哪些方面？答：(1)無機(jī)化合物的分析 與有機(jī)試劑配合物后測(cè)量；可測(cè)量約60多種元素。 鈹、鋁

28、、硼、鎵、硒、鎂、稀土常采用熒光分析法； 氟、硫、鐵、銀、鈷、鎳采用熒光熄滅法測(cè)定； 銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測(cè)定； 鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y(cè)定； 鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測(cè)定(2)生物與有機(jī)化合物的分析34簡要說明氣相色譜分析的基本原理 ？答：當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由固定相中流出。與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。

29、35.氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什么作用? 答：載氣系統(tǒng)：包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制；常用的載氣有-氫氣、氮?dú)?、氦氣；凈化干燥?去除載氣中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)（依次通過分子篩、活性炭等）；載氣流速控制-壓力表、流量計(jì)、針形穩(wěn)壓閥，控制載氣流速恒定。進(jìn)樣系統(tǒng)：進(jìn)樣裝置：進(jìn)樣器+氣化室；將液體試樣瞬間氣化的裝置。無催化作用。分離系統(tǒng)：色譜柱：色譜儀的核心部件。 柱材質(zhì)-不銹鋼管或玻璃管，內(nèi)徑3-6毫米。長度可根據(jù)需要確定。 柱填料-粒度為60-80或80-100目的色譜固定相。根據(jù)需要確定。 柱制備對(duì)柱效有較大影響，填料裝填太緊，柱前壓力大，流速慢或?qū)⒅滤?，反之空隙體積大，柱

30、效低。檢測(cè)系統(tǒng)：色譜儀的眼睛，通常由檢測(cè)元件、放大器、顯示記錄三部分組成； 被色譜柱分離后的組分依次進(jìn)入檢測(cè)器，按其濃度或質(zhì)量隨時(shí)間的變化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖控制系統(tǒng)：溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)； 氣化室、分離室、檢測(cè)器三部分在色譜儀操作時(shí)均需控制溫度； 氣化室-保證液體試樣瞬間氣化； 檢測(cè)器-保證被分離后的組分通過時(shí)不在此冷凝；36.討論氣相色譜操作條件的選擇，選擇程序升溫的優(yōu)勢(shì)。答：(1) 固定相的選擇 氣液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原則(2)柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對(duì)提高分離度有利（分離度R正比于柱長L2），但組分的保留時(shí)間tR ，且柱阻力，不便操作

31、。 柱長的選用原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時(shí)間。 填充色譜柱的柱長通常為13米。 可根據(jù)要求的分離度通過計(jì)算確定合適的柱長或?qū)嶒?yàn)確定。 柱內(nèi)徑一般為34厘米。(3)柱溫的確定首先應(yīng)使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi)。柱溫升高，分離度下降，色譜峰變窄變高。柱溫，分離度，分析時(shí)間。 柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點(diǎn)時(shí)的溫度。組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。當(dāng)試樣復(fù)雜時(shí)，分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化，各組分在最佳溫度下分離37.常用載氣有哪些 ? 如何選擇和凈化載

32、氣 ? 答：氫氣、氮?dú)?、氦氣；載氣種類的選擇應(yīng)考慮三個(gè)方面：載氣對(duì)柱效的影響、檢測(cè)器要求及載氣性質(zhì)。在載氣選擇時(shí)，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟(jì)性及來源是否廣泛等因素。凈化干燥管：去除載氣中的水、有機(jī)物等雜質(zhì)（依次通過分子篩、活性炭等）；38.簡述在氣相色譜分析中,進(jìn)樣口的溫度設(shè)置原則。答：色譜儀進(jìn)樣口下端有一氣化器，液體試樣進(jìn)樣后，在此瞬間氣化； 氣化溫度一般較柱溫高3070°C 防止氣化溫度太高造成試樣分解39.簡述色譜定量分析中的內(nèi)標(biāo)法定義及內(nèi)標(biāo)物的選擇原則。答：當(dāng)只需測(cè)定試樣中某幾種組分,而且試樣中所有組分不能全部出峰時(shí),可采用此法。 內(nèi)標(biāo)法是將一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，加入

33、到準(zhǔn)確稱取的試樣中，根據(jù)被測(cè)物和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量及其在色譜圖上相應(yīng)的峰面積比，求出某組分的含量。 內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：（a）試樣中不含有該物質(zhì)；（b）與被測(cè)組分性質(zhì)比較接近；（c）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（d）出峰位置應(yīng)位于被測(cè)組分附近，且無組分峰影響。40.色譜定性的依據(jù)是什么?主要有那些定性方法?答：1.利用純物質(zhì)定性的方法 利用保留值定性：通過對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰，來確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。 利用加入法定性：將純物質(zhì)加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。2.利用文獻(xiàn)保留值定性利用相對(duì)保留值r21定性 相對(duì)保留

34、值r21僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來進(jìn)行定性鑒定。41.試述“相似相溶”原理應(yīng)用于固定液選擇的合理性及其存在的問題。答： 分離非極性組分時(shí)，通常選用非極性固定相。各組分按沸點(diǎn)順序出峰，低沸點(diǎn)組分先出峰。 分離極性組分時(shí)，一般選用極性固定液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。42.闡述色譜分析的過程及固定相、流動(dòng)相的定義？答：試樣混合物的分離過程就是試樣中各組分在稱之為色譜分離柱中的兩相間不斷進(jìn)行著的分配過程。 其中的一相固定不動(dòng)，稱為固定相； 另一相是攜帶試樣混合物流過此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動(dòng)相。43.闡述毛

35、細(xì)管氣相色譜分析中為什么要設(shè)置分流比及設(shè)置原則？答：毛細(xì)管柱內(nèi)徑很細(xì)，因而帶來三個(gè)問題：（1）允許通過的載氣流量很小。（2）柱容量很小，允許的進(jìn)樣量小。需采用分流技術(shù)，（3）分流后，柱后流出的試樣組分量少、流速慢。解決方法：靈敏度高的氫焰檢測(cè)器，采用尾吹技術(shù)。 分流比：放空的試樣量與進(jìn)入毛細(xì)管柱的試樣量之比。一般在50：1到500：1之間調(diào)節(jié)。44.高效液相色譜法和氣相色譜法的主要區(qū)別？答：HPLCGC1、幾乎可以分析各種化合物只能分析揮發(fā)性物質(zhì)，約20%的化合物2、可用于熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析不能用于熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析3、柱效不會(huì)很高可得到很高的柱效4、流動(dòng)相有毒，費(fèi)用較高流動(dòng)相為氣體，無毒、易

36、處理5、儀器制造難度較大儀器制造難度較小45.試闡述色譜分析法的特點(diǎn)及氣相色譜、液相色譜各適用于分析什么物質(zhì)。答：46.簡述氣相色譜分析中的分配系數(shù)與分配比的區(qū)別。答：分配系數(shù)： 組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g / ml）比，稱為分配系數(shù)，用K 表示，即： 分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。分配系數(shù) K 的討論-ª 一定溫度下，組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；ª 試樣一定時(shí)，K主要取決于固定相性質(zhì)；ª 每個(gè)組份在各種固定相上的分配系數(shù)K不同；ª 選擇適宜的固定相可改

37、善分離效果；ª 試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎(chǔ)；ª 某組分的K = 0時(shí)，即不被固定相保留，最先流出。分配比：在實(shí)際工作中，也常用分配比來表征色譜分配平衡過程。分配比是指，在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比：分配比也稱： 容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；1. 分配系數(shù)與分配比都是與組分及固定相的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，隨分離柱溫度、柱壓的改變而變化。 2.分配系數(shù)與分配比都是衡量色譜柱對(duì)組分保留能力的參數(shù)，數(shù)值越大，該組分的保留時(shí)間越長。 3. 分配比可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。47.熱重分析法的基本原理是什么

38、？答：熱重法是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的關(guān)系的一種熱分析技術(shù)熱重法一般有兩種類型，一種是等溫?zé)嶂胤?，即在恒定溫度下測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量與時(shí)間的變化關(guān)系；另一種是非等溫?zé)嶂胤?，即在恒定溫度下測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的變化關(guān)系。48.影響熱重（TG ）曲線的因素有哪些？答：儀器因素：1.基線漂移的影響2.揮發(fā)物的冷凝3.坩堝與試樣的反應(yīng)及坩堝的幾何特性4.溫度標(biāo)定問題 實(shí)驗(yàn)因素：1.升溫速率的影響2.氣氛的影響3.試樣用量、粒度和裝填情況的影響4.試樣反應(yīng)。49.差熱分析儀（DTA）的基本原理是什么？答：50.差熱（DTA）曲線的影因素有哪些？答: 內(nèi)因：試樣本身的性質(zhì)（熱特性）外因： 儀器結(jié)

39、構(gòu)：加熱爐形狀、尺寸；坩堝材料、形狀；熱電偶位置、性能。 操作條件：加熱速度；樣品粒度、用量；壓力、氣氛。（1）升溫速率 影響峰形（面積）與峰位升溫速率越大，峰形越尖，峰高也增加，峰頂溫度也越高。 （2）樣品 樣品粒度100目300目。粒度?。罕砻娣e大，反應(yīng)速度快；可改善導(dǎo)熱條件；但影響氣體擴(kuò)散。粒度大：受熱不均，峰溫偏高，T范圍大。對(duì)易分解產(chǎn)生氣體的樣品，粒度應(yīng)大些。樣品用量大，熱傳導(dǎo)遲緩，熱效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間延長，溫度范圍擴(kuò)大，差熱峰越寬，越圓滑。樣品量越大，易使相鄰兩峰重疊，降低分辨力。一般用量最多至毫克。（3）壓力、氣氛氣氛和壓力可以影響樣品化學(xué)反應(yīng)和物理變化的平衡溫度、峰形，必須根據(jù)樣品的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)臍夥蘸蛪毫?。壓力增加，試樣分解、擴(kuò)散速度降低，反應(yīng)T偏高。易氧化的樣品，可通入N2、Ne等惰性氣體51.差熱分析法的應(yīng)用有哪些方面？答：在熱分析中，DTA分析是使用較早、應(yīng)用較廣和研究得較多的一種方法，其主要應(yīng)用可歸納成以下幾個(gè)方面：（1） 研究結(jié)晶轉(zhuǎn)變、二級(jí)轉(zhuǎn)變