.-.-.可修編.可修編-光譜分析復(fù)習(xí)和思考題一、光譜法根底學(xué)問(wèn)1、光譜法定義或者原理的放射、吸取或散射電磁輻射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)展分析的方法。2、光譜法的分類二、原子放射光譜1、原子放射光譜是怎樣產(chǎn)生的？為什么各種元素的原子都有其特征的譜線？1處于各種激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定的電子(壽命<10-8s)快速回到低能態(tài)時(shí)，就要釋放出能量，假設(shè)以光輻〔2〕由于各種元素原子的核外電子能級(jí)不同，所躍遷產(chǎn)生光譜線的波長(zhǎng)也不同，所以各種元素的原子都有其特征的譜線。2、影響原子放射光譜的譜線強(qiáng)度的因素是什么？產(chǎn)生譜線自吸及自蝕的緣由是什么？〕譜線強(qiáng)度的根本公式：Ii

N ieg0geg0KT

Ah，i iN0單位體積的基態(tài)原子數(shù)gg0—激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重Ei激發(fā)電位； K—Boltzmann常數(shù)；T—溫度/K；Ai—為躍遷幾率；υi—為放射譜線的頻率。主要影響因素為統(tǒng)計(jì)權(quán)重、躍遷幾率；激發(fā)電位、激發(fā)溫度；電離度、蒸發(fā)速率常數(shù)、逸出速率常數(shù)?！?〕譜線自吸：某元素放射出的特征光由光源中心向外輻射過(guò)程中，會(huì)被處于光源邊緣局部的低能級(jí)的同種原子所吸取，使譜線中心放射強(qiáng)度減弱，這種現(xiàn)象叫自吸〔3〕自蝕：在重的自吸稱自蝕。3、解釋以下名詞：激發(fā)電位和電離電位。激發(fā)電位：低能態(tài)電子被激發(fā)到高能態(tài)時(shí)所需要的能量。電離電位：每個(gè)氣體化合物被離子化的能量稱為電離電位。共振線：由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時(shí)輻射的譜線稱為共振線。共振線：由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時(shí)輻射的譜線稱為共振線。原子線：原子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所放射出的譜線。M*M離子線：離子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所放射出的譜線。 M+*M+ ；M2+*M2+靈敏線：由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)的譜線稱為第一共振線L1。第一共振線一般也是元素的最靈敏線L1。最終線：當(dāng)該元素在被測(cè)物質(zhì)里降低到肯定含量時(shí)，消滅的最終一條譜線，這是最終線L1。4、攝譜儀的類型及分光原理答：攝譜儀的類型有棱鏡攝譜儀和光柵攝譜儀。棱鏡攝譜儀分光原理：利用光的折射原理進(jìn)展分光。光柵攝譜儀分光原理：利用光的衍射現(xiàn)象進(jìn)展分光。5、標(biāo)法定量分析的根本公式答：logR=log(I/I)=blogC+logA三、原子吸取和原子熒光光譜1、原子吸取光譜和原子熒光光譜是如何產(chǎn)生的？〔〕原子吸取光譜：當(dāng)光源放射出的具有待測(cè)元素特征光輻射的光通過(guò)樣品蒸氣時(shí)素含量的方法。〔2〕原子熒光光譜：氣態(tài)自由原子吸取特征輻射后躍遷到較高能級(jí)，然后又躍遷回到基態(tài)發(fā)光，二次發(fā)光。2、解釋以下名詞：⑴譜線輪廓；⑵積分吸取；⑶峰值吸取；⑷銳線光源?！?〕時(shí)0 0有吸取線，此外，透射光強(qiáng)度與吸取系數(shù)K及原子蒸氣寬度L有關(guān)。當(dāng)燃燒器的縫長(zhǎng)肯定時(shí)，L為肯定值，而吸取系數(shù)K隨入射光的頻率而變化，但吸取線并不是只有單一波長(zhǎng)的格外細(xì)的譜線，而是具有肯定的寬度，通常稱為吸取線的輪廓?！?〕積分吸?。涸谠游」庾V分析中，原子蒸氣所吸取的全部能量。公式：Kde2Nf mc峰值吸?。涸诱羝谧V線中心頻率時(shí)的能量吸取值。銳線光源：與待測(cè)元素一樣的純金屬或化合物制成的空心陰極燈。放射光的中心頻率等于吸取光的中心頻率，且放射光的半寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸取光的半寬度。3表征譜線輪廓的物理量有哪些？引起譜線變寬的主要因素有哪些？答：表征譜線輪廓的物理量有〕：吸取系數(shù)極大值時(shí)的頻率〔〕峰值0吸取系數(shù)K：吸取系數(shù)的極大值〔3〕譜線半寬度：吸取系數(shù)等于極大值的一半(K /2)0時(shí)，吸取線上兩點(diǎn)間的距離。

0力變寬(碰撞變寬)。引起譜線變寬的主要因素有：多普勤變寬和壓力變寬(碰撞變寬)。4、原子吸取光譜儀與原子熒光光譜儀有何不同？答：熒光儀與原子吸取儀相像，但光源與其他部件不在一條直線上，而是900直角，為避開(kāi)激發(fā)光源放射的輻射對(duì)原子熒光檢測(cè)信號(hào)的影響。分析方法S組成S

原子吸取光譜儀稀釋后體積稀釋后體積器、檢測(cè)器、處理與掌握

原子熒光光譜儀光源與其他部件不在一條直線上，而是90°直角樣品 液體〔固體樣品配制溶液，分析時(shí)為原子蒸氣根本分析工程與應(yīng)用 元素定量分〔可測(cè)幾乎全部金屬和B、Si、Se、Te屬元素約70種〕應(yīng)用特點(diǎn) 靈敏度〔特別適用于元素微量和超微量分析，準(zhǔn)確度較作單元素測(cè)定；儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作便利，分析速度快。

樣品分析時(shí)為原子蒸氣元素定量分析〔可測(cè)元素近40種〕儀器；能同時(shí)進(jìn)展多元素測(cè)定；痕量分析方法；不如AES、AAS應(yīng)用廣泛。5、標(biāo)準(zhǔn)參加法定量分析中，工作曲線的橫縱坐標(biāo)分別是什么？答：操作過(guò)程：取至少四份體積一樣的樣品溶液，從其次份開(kāi)頭分別按比例參加不同量C的待測(cè)元素s的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋肯定體積。參加標(biāo)準(zhǔn)溶液后樣液的濃度分別為CC+CC+2CC+4C，分別測(cè)得吸光度，以Ax x 0 x 0 x 0對(duì)C作圖。其中A為吸光度，Cs為待測(cè)元素的濃度Cs

標(biāo)樣濃度標(biāo)樣體積(3)延長(zhǎng)直線A-CS，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為待測(cè)元素養(yǎng)量分?jǐn)?shù)當(dāng)A=0時(shí)，Cs=-Cx 即，Cx=-Cs6、三種原子光譜的相互聯(lián)系與區(qū)分及各自的應(yīng)用特點(diǎn)。答：應(yīng)用特點(diǎn)：原子放射光譜分析：靈敏度高，準(zhǔn)確度較高；樣品用量少〔~幾十毫克品作全元素分析，分析速度快〔光電直讀光譜儀只需1~2min可測(cè)20多種元素〕原子吸取光譜分析：靈敏度高〔特別適用于元素微量和超微量分析定性分析，不便于作單元素測(cè)定；儀器設(shè)備簡(jiǎn)潔，操作便利，分析速度快。AES、AAS7、原子吸取光譜法的干擾效應(yīng)及消退方法。答：光譜干擾：①待測(cè)元素自身的吸取線重疊，狹縫較寬時(shí)消滅同時(shí)吸取。②待測(cè)元素分析線與陰極燈雜質(zhì)元素的吸取線重疊。③待測(cè)元素分析線與基體中其他元素的吸取線重疊。——的單元素?zé)?、更換其它分析線、更換燈惰性氣體或縮小狹縫。背景干擾〔分子干擾——收的總吸光度，因非共振線不產(chǎn)生原子吸取,用它來(lái)測(cè)量背景吸取的吸光度。兩者之差值即為原子收的吸光度。例:分析線(nm)非共振線(nm)Ag328.1Ag312.3用連續(xù)光源校正背景。電離干擾：在高溫下原子的電離使基態(tài)原子數(shù)削減,吸取下降。消退方法——參加過(guò)〔抑制被測(cè)元素電離電離劑:K—K++e;被測(cè)元素：Ca2++2e—Ca。化學(xué)干擾：共存元素與被測(cè)原子發(fā)生化學(xué)反響生成穩(wěn)定的化合物，影響被測(cè)元素原子——①選擇合適的原子化方法，提高原子化溫度，化學(xué)干擾會(huì)減小，在高溫火焰中P03-不干擾鈣的測(cè)定。4Ca，當(dāng)參加La或SrCaEDTA、8—羥基喹啉等，即有強(qiáng)的絡(luò)合作用，又易于被破壞掉。④加基體改進(jìn)劑如：Al干擾Ti的測(cè)定，但當(dāng)Al大于200g/ml時(shí)，測(cè)定Ti的吸光度穩(wěn)定。⑤分別法：沉淀分別、萃取分別、離子交換等。物理干擾：指試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液物理性質(zhì)的差異而產(chǎn)生的干擾。溶液的粘度、外表力或—溶液可用稀釋法。四、紫外光譜1、紫外可見(jiàn)吸取光譜產(chǎn)生的原理？答：紫外可見(jiàn)光譜是電子光譜，是材料吸取10－800nm波長(zhǎng)圍的光子所引起分子中電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸取光譜。2、什么是生色團(tuán)和助色團(tuán)，并分別列舉兩個(gè)例子？答〔生色團(tuán)是指分子中產(chǎn)生吸取帶的不飽和官能團(tuán)吸取帶的λ 210nm,屬于→、maxn→π*等躍遷類型，如C=C、N=O、C=O、C=S等；生色團(tuán)吸取帶的位置受相鄰取代基或溶劑效應(yīng)的影響，吸取峰會(huì)向長(zhǎng)波或短波移動(dòng)?！?〕-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I3、紫外可見(jiàn)吸取光譜有哪些應(yīng)用，特別是一些特別的應(yīng)用，如構(gòu)造分析和物理化學(xué)參數(shù)的測(cè)定。答：定性分析、構(gòu)造分析、定量分析、物理化學(xué)參數(shù)的測(cè)定〔穩(wěn)定參數(shù)、酸堿離解常數(shù)、化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)常數(shù)等?！?〕構(gòu)造定性分析〔有機(jī)化合物鑒定和構(gòu)造分析〔2〔某些〕3〕組分定量分析〔單一物質(zhì)，化合物組分，混合物組分含量〔〕化學(xué)和物理數(shù)據(jù)的測(cè)定〔氫鍵強(qiáng)度、化合物相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定等。IR、NMR等協(xié)作進(jìn)展有機(jī)化合物鑒定和構(gòu)造分析。4、排出以下化合物的 及 的挨次：CHCl；CHBr；CHI3 3 3答:λ CHCl<CHBr<CHImax: 3 3 3λ /nm： 173 204 258max5、紫羅蘭酮有兩種異構(gòu)體，α異構(gòu)體的吸取峰在 228nm(ε＝14000)，β異構(gòu)體吸取峰在(Ⅰ)(Ⅱ)296nm(ε(Ⅰ)(Ⅱ)答：I為β，II為α。這是由于〔I〕中含有三個(gè)雙鍵的共軛體系，而〔II〕中含有兩個(gè)雙鍵的共軛體系，所以〔I〕的吸取峰波長(zhǎng)較長(zhǎng)，為β。(a)(b)(a)(b)(c)(d)答：(c)(d)7、排出以下化合物的及的挨次：乙烯、1,3,5－己三烯、1,3－丁二烯。a：兩個(gè)雙鍵，兩個(gè)共軛，b：兩個(gè)雙鍵，無(wú)共軛，c：三個(gè)雙鍵，三個(gè)共軛，7、排出以下化合物的及的挨次：乙烯、1,3,5－己三烯、1,3－丁二烯。答：:答：:1,3,5－己三烯>1,3－丁二烯>乙烯紅外吸取光譜法產(chǎn)生的原理及產(chǎn)生紅外吸取的條件？紅外吸取光譜是材料吸取了波長(zhǎng)為0.75－1000μm圍的光子所引起分子中振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷所產(chǎn)生的吸取光譜。產(chǎn)生條件：(1)輻射能應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量；(2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用，產(chǎn)生偶極矩的變化，沒(méi)有偶極矩變化的振動(dòng)躍遷，無(wú)紅外活性。影響化學(xué)鍵伸縮振動(dòng)頻率的直接因素是什么？鍵力常數(shù)，即取決于分子的構(gòu)造特征。1950〕各官能團(tuán)所在的紅外吸取波長(zhǎng)的圍？1950〕第一區(qū)域其次區(qū)域第三區(qū)域第四區(qū)域40002500cm-125002000cm-120001300cm-11300600cm-1氫鍵區(qū)叁鍵區(qū)、積存雙雙鍵區(qū)單鍵區(qū)鍵區(qū)O-H〔s,wide)－CCC=C-C-C-〔22602120〕-C-H(v.multi)CNC=OC-N=C-H(m,multi)〔22602220〕C-H(s,sh)N-HC=C=C 〔影響吸取強(qiáng)度的外部因素是什么？答：部因素：電子效應(yīng)(I效應(yīng))—誘導(dǎo)效應(yīng)基團(tuán)與高電負(fù)性取代基〔吸電子基〕相連，使吸取峰向高頻方向移動(dòng)〔藍(lán)移〕中介效應(yīng)(M效應(yīng))不飽和基團(tuán)與帶有未成對(duì)的p電子基團(tuán)〔供電子基團(tuán)〕相連，形成p→π共軛，電子云平均化，不飽和鍵變長(zhǎng)，使吸取峰向低頻方向移動(dòng)〔紅移〕共軛效應(yīng)(C效應(yīng))π→π共軛數(shù)增大，使相應(yīng)的雙鍵譜帶位移向低波數(shù)，單鍵譜帶位移向高波數(shù)。氫鍵效應(yīng)〔X-H〕形成氫鍵使電子云密度平均化〔締合態(tài)〕，使體系能量下降，基團(tuán)伸縮振動(dòng)頻率降低，其強(qiáng)度增加，但峰形變寬。振動(dòng)耦合〔微擾產(chǎn)生共振，譜帶一分為二〔高頻和低頻〕?？臻g效應(yīng)由于空間阻隔，分子平面與雙鍵不在同一平面，此時(shí)共軛效應(yīng)下降，紅外峰移向高波數(shù)。力效應(yīng)：環(huán)雙鍵的波數(shù)隨環(huán)數(shù)的增加而上升，環(huán)外雙鍵的波數(shù)隨環(huán)數(shù)的增加而降低。外部因素：物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。溶劑效應(yīng)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性增加而降低。不飽和度計(jì)算的公式？并說(shuō)明公式中各量的含義？不飽和度為0、1、2或者4時(shí)代表什