材料结构表征重点

1、1紫外光谱1紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200-400nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和定量分析。产生：外层电子从基态跃迁到激发态。2四种电子能级跃迁所需能量大小顺序： n < < n < 3生色基：可以产生* 和 n*跃迁的基团。如C=C， N=N，C=O， C=S， 芳环，共轭双键4助色基;本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，影响生色基的吸收波长，增大吸收系数，因常使化合物的颜色加深，故称助色基。5红移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后， 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）

2、。6蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后， 吸收峰位置向短波方向的移动，叫蓝移（紫移，短移）7吸收谱带的类型：R吸收带，K吸收带，B吸收带，E吸收带8.高强度的吸收为共轭重键，270nm以上左右的低强度吸收可能为醛酮的羰基吸收，210nm左右的低强度吸收可能为羧基及其衍生物，250300nm左右的中等强度吸收表明有芳环存在2红外光谱1红外光谱定义：当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。又称为分子振动转动光谱。2红外光

3、谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长（微米）和波数1/ 单位：cm-1。可分为两个区，即官能团区和指纹区。3.Lambert-Beer 定律:A=log(I0/I)=klc A: 吸光度I0,I: 入射光和透射光的强度k: 吸光系数l: 样品厚度c: 样品浓度4.红外光谱(IR)产生的条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。(3)对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。(4)非对称分子：有偶极矩，红外活性。5. 分子中基团的基本振动形式：伸缩振动（包括对称伸缩振动，反对称伸缩振动）弯曲振动（包括面内弯曲与

4、面外弯曲）6. 影响基团频率发生位移的因素：A诱导效应。吸电子基团使吸收峰向高频位移B共轭效应。共轭效应使碳碳双键的伸缩振动频率向低频位移 C空间效应;场效应，空间位阻，环张力D氢键效应：伸缩振动向低频位移，弯曲振动向高频位移7常见的基团频率：羰基伸缩振动在16001900cm-1之间，往往是谱图的第一强峰，特征非常明显；C=C伸缩振动出现在16001660cm-1之间，一般强度较弱；单核芳烃的C=C伸缩振动出现在15001480cm-1和16001590cm-1两个区域。是鉴定芳核的重要标志。20002500cm-1是叁键和累积双键区。13701380cm-1为甲基的弯曲振动区8. 多原子的

5、简振振动数目为3n-6，如水分子共有三个简振振动，直线型分子有3n-5个简振振动。简振振动包括伸缩振动（键长发生变化）与弯曲振动（键角发生变化）9. 不饱和度=（2×碳原子数+2-氢原子数-卤原子数+氮原子数）÷2，氧硫原子不影响不饱和度，Na与氢原子等价。10.材料结构表征的三个任务：成分分析，结构测定，形貌观察。结构测定以衍射方法为主，形貌观察主要是依靠显微镜。3核磁共振氢谱1.产生核磁共振的条件：（1） I0的自旋核（2） 外磁场B0（3） 与B0相互垂直的射频场B1，且 v1 = v0，v= B0/22. 弛豫过程：在电磁波的作用下，当hv对应于分子中某种能级（分子

6、振动能级、转动能级、电子能级、核能级等）的能量差E时，分子可以吸收能量，由低能态跃迁到高能态。在电磁波的作用下，激发态的分子可以放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布。即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态重建Boltzmann分布。两种弛豫过程：自旋-晶格弛豫与自旋-自旋弛豫3. 核外电子云的密度高，屏蔽常数较大，核的共振吸收高场（或低频）位移，核外电子云的密度低，较小，核的共振吸收低场（或高频）位移4. 为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质? (1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(值规定为0)，绝大多数吸收峰均出现在它的左边。（2）结构对称，是一个单峰。(3)容易回收(b

7、.p低)，与样品不反应、不缔合。5.NMR图谱：图中的横坐标为化学位移. =0处的峰为TMS的谱峰.横坐标左向右, 磁场增强, 频率减小。纵坐标：峰的强度阶梯状曲线为积分曲线 ,积分高度为对应积分面积,可定量反映氢核的信息6影响化学位移的因素：（1）诱导效应，使化学位移增大；（2）共轭效应，取代基的共轭效应分拉电子和推电子，分别使化学位移增大和减小。如苯环上键入OH和OCH3，均为给电子基团，使得邻位碳上电子云密度增加，屏蔽效应增加，化学位移向高场移动，值减小。而CHO为拉电子基团，使得邻位碳上的氢表现为顺磁去屏蔽，化学位移向低场移动，值增大（3）化学键的各向异性：乙烯，乙炔，苯分子中化学位移

8、顺序是苯（7.3）乙烯 乙炔。炔类氢化学位移介于烷烃氢和烯烃氢之间。烯烃氢化学位移一般在4.58.0之间。碳碳单键的价电子是电子，也能产生各向异性效应，当碳上的逐渐被烷基取代时，剩下的氢受到越来越强的去屏蔽效应，而使共振信号移向低场，化学位移增大。（4）氢键效应：氢键使质子在较低场发生共振，无论是分子间氢键还是分子内氢键均使氢核受到去屏蔽作用而向低场移动，即化学位移增大7.对于邻碳磁等价核之间的偶合,其偶合裂分规律如下：1）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的n个磁等价质子偶合,将产生n+1重峰。如,CH3CH2OH（2+1；3+1；1）2）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的两组质子(分别为m个和n

9、个质子)偶合,如果该两组碳上的质子性质类似的,则将产生m+n+1重峰,如CH3CH2CH3；如果性质不类似,则将产生(m+1)(n+1)重峰,如CH3CH2CH2NO2；3）裂分峰的强度比符合(a+b)n展开式各项系数之比；4）一组多重峰的中点,就是该质子的化学位移值5）磁全同质子之间观察不到自旋偶合分裂,如ClCH2CH2Cl,只有单重峰。 6)化学等价:分子中若有一组氢核，它们的化学环境完全相同，化学位移也严格相等，则这些核称为化学等价的核。7)磁 等 价:分子中相同种类的核(或相同基团)，不仅化学位移相同，而且还以相同的偶合常数与分子中其它的核相偶合，只表现一个偶合常数，这类核称为磁等同

10、的核。磁等价一定化学等价，但化学等价不一定磁等价。8. 1.孤立体系：单峰： 相邻碳上无H，或没有与C相连(独立体系)季碳，羰基，O-C-，酯基等孤立体系2.耦合体系：双重峰：相邻的碳上只有一个H三重峰：相邻碳上有二个等价H(CH2）或（CH1CHxCH1 ，)四重峰: 相邻碳上有三个H或CH2CHxCH1 ，)4-3裂分峰为，-CH2CH33、 复杂的多重峰：与之相邻有多个碳(2)上都有H；情况较复杂。质谱1. 分子受到裂解后，形成带正电荷的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z（质 荷比）大小依次排列成谱被记录下来，成为质谱（MS）。红外光谱（拉曼光谱）：原子（基团）紫外光谱：外层

11、电子（共轭结构）核磁共振谱：原子核（分子骨架）质谱：离子（碎片信息）2. 质谱表示法：横坐标为质荷比，从左到右逐渐增大。纵坐标为离子流强度，各种离子流强度的百分数之和为100%，最强峰为100%3. 质谱裂解表示法：正电荷表示法，电荷转移表示法。共价键断裂方式：均裂、异裂、半异 裂。质谱中的离子有分子离子，碎片离子，同位素离子（同位素离子峰一般出现在相应分子离子峰或碎片离子峰的右侧附近，m/e用M+1，M+2等表示。）亚稳离子，多电荷离子。4. 氮规则：在分子中只含C,H,O,S,X元素时，相对分子质量Mr为偶数；若分子中除上述元素外还含有N，则含奇数个N时相对分子质量Mr为奇数，含偶数个N时

12、相对分子质量Mr为偶数。5. 各类化合物质谱特征烷烃质谱特征：a、直链烷烃的M常可观察到，其强度随相对分子质量增大而减小；b、M-15峰最弱，长链烃不易失去甲基；c、直链烷烃有典型的CnH+2n+1离子，其中m/z 43(+C3H7)和m/z 57(+C4H9)总是很强（基准峰，很稳定）；枝链烃往往在分枝处裂解形成的峰强度较大（仲或叔正离子），且优先失去最大烷基使得CnH+2n+1 和CnH+2n离子明显增加；d、环烷烃的M峰一般较强；环开裂时一般失去含两个碳的碎片，出现m/z 28(C2H4)+.， m/z 29(C2H5)+和M-28、M-29的峰烯烃质谱特征：a、烯烃易失去一个电子，其分

13、子离子峰明显，强度随相对分子质量增大而减弱；b、烯烃质谱中最强峰（基准峰）是双键位置C-C键断裂产生的峰，带有双键的碎片带正电荷；c、烯烃往往发生McLafferty重排裂解，产生CnH2n离子;d、环己烯类发生逆向狄尔斯阿尔德裂解； e、无法确定烯烃分子中双键的位置。芳烃质谱特征：a、分子离子峰明显，M+1和M+2可精确量出，便于计算分子式；b、带烃基侧键的芳烃常发生苄基型裂解，产生Tropylium ion m/z=91(往往是基准峰）； 若基准峰的m/z比91大n×14，则表明苯环-碳上另有甲基取代；c、带有正丙基或丙基以上侧键的芳烃（含-H)经McLafferty重排产生C7

14、H8+.离子 （m/z=92)；d、侧键裂解发生机会很小，但也有可能。 X射线衍射1. X射线的波长范围为0.0110nm，特征：X射线对物质有很强的穿透能力，可用于无损检测等；X射线的波长正好与物质结构中的原子，离子间的距离相当，使它能被晶体衍射；X射线光子的能量与原子内层电子的激发能相当2. X射线连续谱实验规律：  连续谱的形成与短波限的解释：X射线标识谱的定义：当加在X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值V 在连续谱的某一特定的波长位置上，会出现一系列强度很高，波长范围很窄的线性光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的识标故称识标

15、X谱3光电效应：以光子激发原子所发生的激发和辐射过程，就叫做光电效应。4X射线衍射分析的基本原理：衍射线的分布规律由晶胞的大小，形状和位向决定的;而强度则由原子在晶胞中得位置，数量和种类决定的5布拉菲点阵：14种，7个晶系（立方 四方 三方 六方 正交 单斜 三斜） 面间距公式：立方,四方，正交。课本224页6布拉格方程：2dsin=n，为入射线或反射线与反射面的夹角，为X射线的波长，n为整数，称为反射级数。布拉格方程是X射线在晶体中产生衍射的基本条件，反映了衍射线方向与晶体结构之间的关系。7衍射线的相对强度主要由哪几个因子决定？答：结构因子，多重性因子，角因子，吸收因子，温度因子8

16、德拜相机底片的安装及衍射花样的计算公式 ：底片安装方式有正装法，倒装法，不对称装法。正装法：若相机半径为R，则 = S/4R（：弧度）倒装法： = /2 - S/4R（弧度）不对称装法: 4/S = 180o/W（前反射） (360o - 4) /S=180o/W（背反射）9. 照相机的分辨本领与什么因素有关？照相机的分辨本领是指衍射花样中两条相邻线条分离程度的定量表征。1相机半径越大，分辨本领越高2，角越大，分辨本领越高3，X射线的波长越大，分辨本领越高4面间距越大，分辨率越低。10. 获取物质衍射图样的方法按使用的设备可分为两大类，粉晶照相法和衍射仪法11.X射线衍射仪包括X射线

17、发生器，测角仪、自动测量与记录系统等一整套设备。衍射仪法的优点：衍射仪法是用计数管来接受眼射线的，它可省去照明法中暗室内装底片，长时间曝光，冲洗和测量底片等繁复费时的工作，又具有快速，精确，灵敏，易于自动化操作及扩展功能的优点。 12.衍射花样的基本要素：1衍射线的峰位：可以测定晶体常数；2，衍射线线形：可以测晶粒大小;3,衍射线强度：可以测物相含量等。 10.定量分析原理及主要方法：原理在多物质中各相的衍射线强度I随其含量x的增加而提高；主要方法：内标法，外表法，无标样相分析法11.定性分析的原理及步骤：原理根据晶体对X射线的衍射特征衍射线的方向及强度来达到鉴定结晶物质的

18、。步骤：A用照相法或衍射法摄得试样的衍射谱,B确定衍射线峰位，C取三强线作为检索依据查找Hannawalt索引。 应用：1，多晶体点阵常数的精确测定；2，晶面取向度的测定；3，晶体结晶度的测定；4，转动晶体法测聚合物结构；5，晶粒尺寸的测定1. 试确定下面晶体的衍射图样中，最小的三个2角，入射X射线波长为0.154 nm:1) 简单立方（a = 0.300 nm）;2) 简单正方（a = 0.200 nm，c = 0.300 nm）；3) 简单正方（a = 0.300 nm，c = 0.200 nm）2. 现有某种立方系晶体，其每个单位晶胞含有位于：0 ½ 0 ; 

19、9; 0 0 ; ½ ½ ½ ; 0 0 ½ 上的四个同类原子，试导出F2的简化表达式，并讨论消光条件以及（100），（002），（111），（011）晶面的F2值是多少？ 3. 利用 = 0.1790 nm的X射线照射一个立方晶系的晶体，其反射依次发生在下列Bragg角处：10.6，17.6，20.8，21.7，25.4，31.6，33.8度，试计算a值，并确定其晶体类型。 1.二次电子：入射电子射到试样后，使表面物质发生电离，被激发的电子离开试样表面而形成的电子。二次电子对试样表面状态非常敏感，能非常有效地显示试样表面的微观形貌2.饿歇电子

20、：由于从高能级跃迁到低能级而电离逸出试样表面的电子。 3透射电子：当试样很薄时，入射电子与试样作用引起弹性或非弹性散射透过试样的电子。 4透射电镜（TEM）的成像原理：是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领，高放大倍数的电子光学仪器。 5.透镜的误差及改善方法：球差球差恒大于零，只能通过适当减少孔径角来减少球差，但孔径角会影响亮度，而且会产生衍射差；畸变解决方法一是在不破坏真空条件下根据所需要的放大倍率选择不同孔径的极靴。低倍率时，用孔径较大的极靴可得到畸变量较小的低倍率，另方法是使用两个投影镜，使他们的畸变相反，达到相互抵消的目的；象

21、散在物镜，第二聚光镜或中间镜中加一个消除象散。 6.电镜高质量的三大要素：高地分辨率，适宜的放大倍率，衬度 。透射电镜像的三类衬度：吸收衬度，衍射衬度，位相衬度 7.透射电镜的主要构成：1,电子光学部分：照明系统，成像系统，观察和记录系统 2、真空系统 3、电源系统 8.成像系统中哪个镜要求最高？物镜，决定了透射电镜的分辨本领9.为什么要求尽可能高地真空度：没有良好的真空，电镜就不能进行正常的工作。这是因为高速电子与气体分子相遇相互作用导致随电子散射，引起炫光和消弱像的忖度；电子枪会发生电离和放电，引起电子束不稳定或“烁光”；残余气体

22、腐蚀灯丝，缩短灯丝寿命，而且会污染样品，特别在高分辨率拍照时更为严重。 1.材料结构表征的任务：成分分析、结构测定和形貌观察。2.红外光谱的定义：当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。又称为分子振动转动光谱。 红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长 （ mm ）和波数1/ 单位：cm-1。3.红外光谱产生的条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。4.影响峰位变化的因素：a诱导效应：吸

23、电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）；b氢键效应:(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动C.共轭效应；d.键应力的影响。5.傅立叶变换红外光谱仪1）原理：光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。2）特点：多路优点；分率提高；波数准确度高；测定的光谱范围宽；扫描速度快。3）对试样的要求：试样应该是单一组分的纯物质；试样中不应含有游离水；试样的浓度和测试厚度应选择适当。4）制样方法：固体样品的制备：压片法、糊状法；液体样品的制备： 液膜法、液体吸收池法；气态样品的制备:气态样品一般都灌

24、注于气体池内进行测试；特殊样品的制备薄膜法:熔融法、热压成膜法、溶液制膜法。6.红外光谱应用：分析与鉴别高聚物；定量测定聚合物的链结构；聚合物反应的研究；高聚物结晶过程研究；高聚物物理老化的研究；高分子共混相容性的研究；高聚物取向的研究；材料表面研究、无机材料、有机金属化合物研究。7拉曼散射：当一束频率为V0的入射光照射到气体、液体或透明晶体样品上时，绝大部分可以透过，大约有0.1的入射光光子与样品分子发生碰撞后向各个方向散射。如果这一碰撞不发生能量交换，即称为弹性碰撞，这种光散射称为瑞利散射。反之，若入射光光子与样品分子之间发生碰撞有能量交换，即称为非弹性碰撞，这种光散射称为拉曼散射。 拉曼

25、位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。8. 拉曼光谱与红外光谱的关系：1）相同点：同属分子振-转动光谱2）红外：分子对红外光的吸收，强度由分子偶极矩决定；拉曼：分子对激光的散射，强度由分子极化率决定3）互补：红外：适用于研究不同原子的极性键振动-OH, -CO，-CX；拉曼：适用于研究同原子的非极性键振动-NN-, -CC-。9.拉曼散射光谱的优点： 任何尺寸、形状、透明度的样品，均可直接测量；水溶液样品、玻璃毛细管等由于拉曼散射效应小，可直接进行测量；拉曼散射的选择定则限制小，非极性官能团如S-S、C-C、C=C、N=N等在拉曼光谱中信号较强；激光具有聚焦作用，可应用于

26、级微量样品的测量。10.核磁共振CT的原理：就人体而言，体内的大部分(75%)物质都是水，且不同组织中水的含量也不同。用核磁共振CT手段可测定生物组织中含水量分布的图像，这实际上就是质子密度分布的图像。当体内遭受某种疾病时，其含水量分布就会发生变化，利用氢核的核磁共振就能诊断出来。11.核磁共振CT仪器组成：人体成像装置核磁共振成像系统由磁体系统、谱仪系统、计算机系统和图象显示系统组成。谱仪系统是产生磁共振现象并采集磁共振信号的装置，主要由梯度场发生器和控制系统、MR信号接收和控制等部分组成。计算机图象重建系统要求配备大容量计算机和高分辨的模数转换器，以完成数据采集、累加、傅里叶转换、数据处理

27、和图象显示。12.核磁共振基本原理：1）核自旋, 核磁矩：原子核是带正电的微粒（由质子 +中子组成），大多数原子核都具有自旋现象。2）产生核磁共振的条件： I0的自旋核；外磁场B0； 与B0相互垂直的射频场B1，且 v1 = v0，v= B0/2。3）弛豫过程：在电磁波的作用下，当hv对应于分子中某种能级（分子振动能级、转动能级、电子能级、核能级等）的能量差E时，分子可以吸收能量，由低能态跃迁到高能态。在电磁波的作用下，激发态的分子可以放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布。即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态重建Boltzmann分布。两种弛豫过程：自旋-晶格弛豫与自旋-自旋

28、弛豫13.化学位移：由于分子中各组质子所处的化学环境不同，而在不同的磁场产生共振吸收的现象称为化学位移。 为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质?(1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(值规定为0)，绝大多数吸收峰均出现在它的左边。（2）结构对称，是一个单峰；(3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。 影响化学位移因素：诱导效应使化学位移增大、化学键的各向异性、共轭效应取代基的共轭效应分拉电子和推电子，分别使化学位移增大和减小、浓度、温度、溶剂对值的影响、溶剂对值的影响14.自旋-自旋分裂：相邻的质子之间相互干扰的现象称之为自旋-自旋耦合。该种耦合使原有的谱线发生分裂的现象称之为自旋-

29、自旋分裂。 15.核磁共振碳谱的特点：灵敏度低、分辨能力高、化学位移范围大、自然丰度低。16.质谱：分子受到裂解后，形成带正电荷的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z（质荷比）大小依次排列成谱被记录下来，成为质谱（MS）。 红外光谱（拉曼光谱）：原子（基团）；紫外光谱：外层电子（共轭结构）；核磁共振谱：原子核（分子骨架）；质谱：离子（碎片信息）17.质谱的特点：应用领域广、灵敏度高、分析速度快,可多组分同时检测、仪器结构复杂，价格昂贵18.质谱表示法：横坐标为质荷比，从左到右逐渐增大。纵坐标为离子流强度，各种离子流强度的百分数之和为100%，最强峰为100%19.质谱裂解表示法：正电

30、荷表示法，电荷转移表示法。共价键断裂方式：均裂、异裂、半异 裂。质谱中的离子有分子离子，碎片离子，同位素离子（同位素离子峰一般出现在相应分子离子峰或碎片离子峰的右侧附近，m/e用M+1，M+2等表示。）亚稳离子，多电荷离子。20.氮规则：在分子中只含C,H,O,S,X元素时，相对分子质量Mr为偶数；若分子中除上述元素外还含有N，则含奇数个N时相对分子质量Mr为奇数，含偶数个N时相对分子质量Mr为偶数。21.各类化合物质谱特征烷烃质谱特征：a、直链烷烃的M常可观察到，其强度随相对分子质量增大而减小；b、M-15峰最弱，长链烃不易失去甲基；c、直链烷烃有典型的CnH+2n+1离子，其中m/z 43

31、(+C3H7)和m/z 57(+C4H9)总是很强（基准峰，很稳定）；枝链烃往往在分枝处裂解形成的峰强度较大（仲或叔正离子），且优先失去最大烷基使得CnH+2n+1 和CnH+2n离子明显增加；d、环烷烃的M峰一般较强；环开裂时一般失去含两个碳的碎片，出现m/z 28(C2H4)+.， m/z 29(C2H5)+和M-28、M-29的峰烯烃质谱特征：a、烯烃易失去一个电子，其分子离子峰明显，强度随相对分子质量增大而减弱；b、烯烃质谱中最强峰（基准峰）是双键位置C-C键断裂产生的峰，带有双键的碎片带正电荷；c、烯烃往往发生McLafferty重排裂解，产生CnH2n离子;d、环己烯类发生逆向狄尔

32、斯阿尔德裂解；e、无法确定烯烃分子中双键的位置。芳烃质谱特征：a、分子离子峰明显，M+1和M+2可精确量出，便于计算分子式；b、带烃基侧键的芳烃常发生苄基型裂解，产生Tropylium ion m/z=91(往往是基准峰）； 若基准峰的m/z比91大n×14，则表明苯环-碳上另有甲基取代；c、带有正丙基或丙基以上侧键的芳烃（含-H)经McLafferty重排产生C7H8+.离子 （m/z=92)；d、侧键裂解发生机会很小，但也有可能。22.X射线的性质：1）X射线本质与可见光、红外线、紫外线以及宇宙射线完全相同，均属电磁波或电磁辐射；2）X射线的波长： 10-2 102 Å

33、3）X射线的波长 （ Å）、振动频率 （Hz）和传播速度C（m·s-1）符3）X射线具有波粒二象性，可看成具有一定能量E、动量P的X光流子23.X射线与其他电磁波的不同点：波长短一些；很强的穿透力；在光滑平面上不反射；穿过样品时不发生折射。uuu24.X射线的产生：把用一定的材料制作的板状阳极和阴极密封在一个玻璃一金属管壳内，给阴极通电加热至炽热，使它放射出热辐射电子。在阳极和阴极间加直流高压V，则阴极产生的大量热电子e将在高压电场作用下奔向阳极，在它们与阳极碰撞的瞬间产生X射线。 25.连续X射线：电子枪产生的大量电子到达靶上的时间和条件不会相同，并且绝大多数达到靶上的电

34、子要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量的光子序列，这样就形成了连续X射线。 特点：电压不变，随着电流的升高，短波限和最大强度的峰值不变，连续谱的强度不断增加；电流不变，随着电压的升高，短波限降低，连续谱的强度不断增加，最大强度的峰值向短波方向移动，最短波长界限l0减小；当电压和电流都不变时，随着靶材料原子序数的升高，短波限和最大强度的峰值不变，连续谱的强度不断增加。26.X射线的滤波：当某一物质的K吸收限K在入射光的 K和 K之间时，它对K特征谱峰的吸收很强烈，而对K则很少吸收，这样就可以实现单色的特征辐射。 27.X射线的散射：X射线在穿过物质后强度衰减，除主要部分是由与真

35、吸收消耗于光电效应和热效应外，还有一部分是偏离了原来的方向，即发生了散射。28倒易点阵：.以长度倒数为量纲与正点阵按一定法则对应的虚拟点阵称为倒易点阵，或倒格子。定义倒易点阵的基本矢量垂直于正点阵异名矢量构成的平面。29.倒易点阵性质1） r*矢量的长度等于其对应晶面间距的倒数 r*hkl =1/dhkl；2）其方向与晶面相垂直， r*/N(晶面法线) 30.布拉格方程：2dsin=n，为入射线或反射线与反射面的夹角，为X射线的波长，n为整数，称为反射级数。布拉格方程是X射线在晶体中产生衍射的基本条件，反映了衍射线方向与晶体结构之间的关系。31.衍射线的相对强度主要由哪几个因子决定？ 

36、;结构因子，多重性因子， 角因子， 吸收因子 ，温度因子32.德拜相机底片的安装及衍射花样的计算公式 ：底片安装方式有正装法，倒装法不对称装法正装法：若相机半径为R，则 = S/4R（：弧度）倒装法： = /2 - S/4R（弧度）不对称装法: 4/S = 180o/W（前反射） (360o - 4) /S=180o/W（背反射）33.照相机的分辨本领与什么因素有关？照相机的分辨本领是指衍射花样中两条相邻线条分离程度的定量表征。 1相机半径越大，分辨本领越高 2，角越大，分辨本领越高 3 X射线的波长越大，分辨本领

37、越高 4， 面间距越大，分辨率越低。P24034.获取物质衍射图样的方法按使用的设备可分为两大类，粉晶照相法和衍射仪法35X射线衍射仪包括X射线发生器，测角仪、自动测量与记录系统等一整套设备。衍射仪法的优点：衍射仪法是用计数管来接受眼射线的，它可省去照明法中暗室内装底片，长时间曝光，冲洗和测量底片等繁复费时的工作，又具有快速，精确，灵敏，易于自动化操作及扩展功能的优点。 36.衍射花样的基本要素：1衍射线的峰位：可以测定晶体常数；2，衍射线线形：可以测晶粒大小;3,衍射线强度：可以测物相含量等。 37.定量分析原理及主要方法：原理在多物质中各相的衍射线强

38、度I随其含量x的增加而提高；主要方法：内标法，外表法，无标样相分析法38.定性分析的原理及步骤：原理根据晶体对X射线的衍射特征衍射线的方向及强度来达到鉴定结晶物质的。步骤：A用照相法或衍射法摄得试样的衍射谱,B确定衍射线峰位，C取三强线作为检索依据查找Hannawalt索引。 应用：1，多晶体点阵常数的精确测定；2，晶面取向度的测定；3，晶体结晶度的测定；4，转动晶体法测聚合物结构；5，晶粒尺寸的测定39. 电子与物质的相互作用： 二次电子：入射电子射到试样后，使表面物质发生电离，被激发的电子离开试样表面而形成的电子。二次电子对试样表面状态非常敏感，能非常有效地显示试样表面

39、的微观形貌，背散射电子：入射电子与试样作用，产生弹性或非弹性散射后离开试样表面的电子称为背散射电子，通常背散射电子的能量较高。.饿歇电子：由于从高能级跃迁到低能级而电离逸出试样表面的电子。 透射电子：当试样很薄时，入射电子与试样作用引起弹性或非弹性散射透过试样的电子。吸收电子：入射电子与试样作用后，由于非弹性散射失去了一部分能量而被试样吸收，称为吸收电子。40. 电镜的像差： 球差是由于透镜中心区域和边缘区域对光线会聚能力不同而造成的。通常远轴光线通过透镜时被折射得比近轴光线厉害得多，因而有同一物点发出的光经过透镜后不交在一点上，而是在透镜相平面上变成了一个漫射圆斑。畸变是

40、由球差引起的。球差的存在使得透镜对边缘区域的聚焦能力比中心部分大。反映在像平面上的情况是：像的放大倍率将随离轴径向尺寸的不同，图像产生不同程度的位移，即图像发生了畸变。像散是由于透镜的本身光轴不对称所引起的一种像差。透镜对不同平面上光线的折射能力不一样，光线经透镜后形成界面为椭圆状的光束，是圆形物点的像变成了一个漫射圆斑。色差是由于透镜对不同波长的光有不同折射率引起。41.Airy盘：点光源经过理想透镜B（无像差）成像后，不能得到一个完好的点像。而是得到明暗相间的同心圆斑，称为Airy盘。 42.透射电子显微镜的基本结构：电子光学部分（照明系统、成像系统、观察和记录系统）、真空部分（各种真空泵

41、、显示仪表）、电子学部分（各种电源、安全系统、控制系统）。1）照明系统分为电子枪和聚光镜：电子枪是电镜的照明源，必须有很高的亮度，高分辨率要求电子枪的高压要高度稳定，以减小色差的影响。聚光镜的作用是将电子枪所发出的电子束汇聚到试样平面上，并调节试样表面处的孔径角、束流密度和照明斑点的大小。2）成像系统一般由物镜、中间镜和投影镜组成。其中物镜决定分辨率，其他两个透镜将物镜所形成的一次放大像进一步放大成像。物镜(成一次像)，决定透镜电镜的分辨本领，要求它有尽可能高的分辨本领，足够高的放大倍数和尽可能小的像差。中间镜(成二次像)，弱激磁的长焦距变倍透镜。投影镜，短焦距强磁透镜，最后一级放大像，最终显

42、示到荧光屏上，称为三级放大镜，具有很大的景深和焦深。43.电子衍射与X射线衍射的比较：电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，另外，由于晶体样品很薄，造成倒易点阵点发生形变，使得本不能出现衍射的晶面也能产生衍射，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构。此外，由于试样薄，使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。X射线衍射反映的是样品中电子密度分布，而电子衍射反应的是样品中电场分布；X射线衍射的强度与原子序数的平方成正比，而电子衍射的强度与原子序数的4/3次方成正比，因此，重元素对轻元素衍射强度的影响较弱；物质对电子散射

43、主要是核散射，因此散射强，约为X射线一万倍，曝光时间短；电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来；电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。44.X射线能谱仪工作原理：从试样中产生的X射线被Si(Li)半导体检测，得到电荷脉冲信号经前置放大器和主放大器转换放大得到与X射线能量成正比的电压脉冲信号后，送到脉冲信号处理器进一步放大再经模数转换器转换成数字信号送入多道分析器由计算机处理后，在显示器上显示分析结果并由打印机打印。 能谱仪的优缺点：优点：分析速

44、度快；灵敏度高。缺点：能量分辨率低，峰背比低；工作条件要求严格。 波谱仪的优缺点：优点：波长分辨率很高。缺点：x射线在样品内部进行的路线不同，使分析产生误差；难以在低束流和低激发强度下使用。45.X射线光电子能谱分析(XPS)原理：用一束具有一定能量的X射线照射固体样品，入射光子同样品相互作用，光子被吸收而将其能量转移给原子的某一壳层上被束缚的电子，此时电子把所得能量的一部分用来克服结合能和功函数，余下的能量作为它的动能而发射出来，成为光电子，这个过程就是光电效应。46.谱峰出现规律：(1)主量子数n小的峰比n大的峰强；(2)n相同，角量子数L大的峰比L小的峰强；(3)内量子数J大的峰比J小的

45、峰强；47.化学位移：原子所处化学环境的变化引起的谱峰位移 产生原因：1)价态改变：内层电子受核电荷的库仑力和荷外其他电子的屏蔽作用；电子结合能位移DEb；结合能随氧化态增高而增加，化学位移增大；2)电负性：三氟乙酸乙酯中碳元素的结合能随与碳相连接的元素的电负性增加而增加。 现象解释：内层电子一方面受到原子核的库仑作用而具有一定的结合能，另一方面又受到外层电子的屏蔽作用。当外层电子密度减少时，屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加；反之则结合能将减少。因此当被测原子的氧化价态增加，或与电负性大的原子结合时，都导致其结合能的增加。由此可从被测原子内层电子结合能变化来了解其价态变化和所处化学环境。一、在对聚合物进行各种光谱分析时，红外光谱主要来源于分子振动转动能级间的跃迁；紫外-可见光谱主要来源于分子的电子能级间的跃迁；核磁共振谱主要来源于置于磁场中的原子核能级间的