仪器分析简答题

11．原子吸收谱线变宽的主要因素有哪些？

一方面是由激发态原子核外层电子决定，如自然宽度；一方面是由于外界因素，多普勒变宽，碰撞变宽，场致变宽，压力变宽、自吸变宽、电场变宽、磁场变宽等。

1.自然宽度：谱线固有宽度，与原子发生能级间跃迁的激发态原子的有限寿命有关。可忽略

2.多普勒变宽：由于无规则的热运动而变化，是谱线变宽主要因素。

3.压力变宽：由于吸光原子与蒸汽中原子相互碰撞而引起能级的微小变化，使发射或吸收的光量子频率改变而变宽。与吸收气体的压力有关。包括洛伦兹变宽和霍尔兹马克变宽。

场致变宽：在外界电场或磁场作用下，原子核外层电子能级分裂使谱线变宽。

自吸变宽：光源发射共振谱线被周围同种原子冷蒸汽吸收，使共振谱线在V0处发射强度减弱所产生的谱线变宽。

原子吸收谱线变宽主要原因是受多普勒变宽和洛伦兹变宽的影响

12．说明荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因。

由于荧光发射是激发态的分子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态的各振动能级所产生的，所以不管激发光的能量多大，能把电子激发到哪种激发态，都将经过迅速的振动弛豫及内部转移跃迁至第一激发单重态的最低能级，然后发射荧光。因此除了少数特殊情况，如S1与S2的能级间隔比一般分子大及可能受溶液性质影响的物质外，荧光光谱只有一个发射带，且发射光谱的形状与激发波长无关。

13．有机化合物产生紫外-可见吸收光谱的电子跃迁有哪些类型？

在有机分子中存在σ、π、n三种价电子，它们对应有σ-σ*、π-π*及n轨道，可以产生以下跃迁：

1.σ-σ* 跃迁:σ-σ*的能量差大所需能量高，吸收峰在远紫外(<150nm)饱和烃只有σ-σ*轨道，只能产生σ-σ*跃迁，例如：甲烷吸收峰在125nm；乙烷吸收峰在135nm ( < 150nm )

2.π-π*跃迁:π-π*能量差较小所需能量较低，吸收峰紫外区(200nm左右)不饱和烃类分子中有π电子，也有π* 轨道，能产生π-π*跃迁：CH2=CH2 ,吸收峰165nm。（吸收系数大，吸收强度大，属于强吸收）

3. n-σ*跃迁:n-σ*能量较低，收峰紫外区(200nm左右)（与π-π*接近）含有杂原子团如：-OH，-NH2 ，-X，-S 等的有机物分子中除能产生π-π*跃迁外，同时能产生n-σ*跃迁

4. n-π*跃迁:n-π*能量低吸收峰在近紫外可见区(200 ~ 700nm)含杂原子的不饱和基团，如-C=O，-CN等

各种跃迁所需能量大小次序为：σ-σ*> n-σ*>π-π*> n-π*

除外分子内部还有电荷迁移跃迁，指用电磁辐射照射化合物时，电子从给予体向接受体相联系的轨道上跃迁，实质是氧化还原过程，相应的光谱最大特点是摩尔吸光系数较大。

14、简单说明紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、原子吸收光谱法的定量原理和依据是什么？

请画出紫外分光光度法仪器的组成图（即方框图），并说明各组成部分的作用？

答：作用：

光源：较宽的区域内提供紫外连续电磁辐射。

单色器：能把电磁辐射分离出不同波长的成分。

试样池：放待测物溶液

参比池：放参比溶液

检测器：检测光信号（将光信号变成电信号进行检测）

记录器：记录并显示成一定的读数。

四．质谱法

14、请简述质谱仪的组成。

组成:高真空系统、样品导入系统、离子源、质量分析器和离子检测器及记录装置

①高真空系统由旋转泵和扩散泵串联而成，可用分子泵获得更高的真空度。

②样品导入系统可分为直接进样和色谱联用导入样品。

③离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。

④质量分析器是将离子源中形成的离子按质荷比差异分离的装置。

⑤检测器是将微弱的离子流信号接收放大并送至显示单元及数据处理系统得质谱图及数据

15、请简述质谱仪的主要性能指标。

1、质量测定范围表示它能分析试样相对质量的范围。

2、分辨率指分离相邻质量数离子的能力，对两等强度的相邻峰峰谷不大于峰高10%时两峰实现分离。由离子通道的半径、加速器与收集器狭缝宽度、离子源的性质决定，分辨率在500左右。进行准确的同位素质量及有机分子质量的准确测定时需分辨率大于10000的仪器。

3、灵敏度有绝对灵敏度、相对灵敏度和分析灵敏度等。绝对指仪器可检测的最小试样量；相对是仪器可同时检测的大小组分含量之比；分析指输入与输出仪器的信号比。

16、请简述有机分子质谱中的主要裂解形式。

Ⅰ、α—裂解C-X或C=X基团α键的裂解Ⅱ、β—裂解如下：1．苄基裂解2．烯丙基裂解3．麦氏重排裂解4．RDA裂解5．八元环过渡态氢重排β-裂解

17、论述磁分析器、四极滤质器、飞行时间质量分析器在仪器结构、工作原理上的差异。磁分析器仪器结构：分为单聚焦和双聚焦磁。单聚焦是处于扇形磁场中的真空扇形容器。双聚焦磁是将一扇形静电场分析器置于离子源和扇形磁场分析器间。工作原理：基于磁偏转原理，使不同质荷比的离子束按空间位置分开

四极滤质器仪器结构：四根棒状电极组成。工作原理：由直流和射频叠加的四极场构成。不同质荷比离子在给定场中作轨道稳定或不稳定的运动，稳定的离子被收集，不稳定的被滤除。飞行时间质量分析器仪器结构：一长直的离子漂移管。工作原理：由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大到达接收器所用时间越长，据此可把不同质量的离子按m/z值大小分离

18、论述真空系统对质谱仪的重要性。

真空系统的作用是减少离子碰撞损失。如果真空度过低，将会引起：1.大量氧会烧坏离子源灯丝。2.引起其他分子离子反应，使质谱图复杂化。3.干扰离子源正常调节4.用作加速离子的几千伏高压会引起放电。

19 比较不同离子源对有机分子质谱图的影响。

十．色谱法导论

23、色谱法可以分为哪些类型，其所遵循的分类原则是什么？

按流动相和固定相的分子聚集状态：气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法

按操作形式：柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法

按色谱过程的分离机制：分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法24、请简述提高色谱分离度的方法有哪些？

1选择合适的固定，改变流动相组分比例2. 不同样品改变不同参数，如PH值、换柱子、降低进样量、降低流速、降低程序升温速率等3. 改变洗脱剂的比例4. 增加柱温5.降低塔板高度、增加相对保留时间。多是通过保留时间的调整

25、请简述色谱法定性、定量分析的方法。

定性分析鉴定试样中各组分。主要依据保留值即选择性因子和保留指数。亦可基于检测器给出选择性响应信号及其他分析仪器联用定性。