近代分析测试技术复习题及参考答案

近代分析测试技术复习题

一、名词解释

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差热分析温度差与温度关系的一种热分析方法。

差示扫描量热法（DSC）:在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。

热重法（TG或TGA：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。

质谱分析法：是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。

离子源：是将欲分析样品电离，得到带有样品信息的离子。

俄歇（Auger）电子：如果入射电子把外层电子打进内层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。

二次电子：是指入射电子轰击样品后，激发原子的外层电子，发射出电子，它的能量小，仅在0-50eV 之间。

特征X射线：如果入射电子把样品表面原子的内层电子撞出，被激发的空穴由高能级电子填充时，能量以电磁辐射的形式放出，就产生特征X射线，可用于元素分析。

相干散射：当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。

非相干散射：当X射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。

光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。

荧光X射线：由X射线激发所产生的特征X射线。

传感器：能感受（或响应）一种信息并变换成可测量信号（一般指电学量）的器件。生物传感器：将生物体的成份（酶、抗原、抗体、激素）或生物体本身（细胞、细胞器、组织）固定化在一器件上作为敏感元件的传感器称为生物传感器。

正相HPLC（normal phase HPLC）：是由极性固定相和非极性（或弱极性）流动相所组成的HPLC体系。其代表性的固定相是改性硅胶、氰基柱等，代表性的流动相是正己烷。吸附色谱也属正相HPLC早期的液相色谱中曾广泛采用这种体

系。对于一些在非极性疏水固定相中强烈保留的有机分子常常采用正相HPLC莫式。

反相H P LC （reversed phase HPLC）：由非极性固定相和极性流动相所组成的液相色谱体系，与正相HPLC体系正好相反。其代表性的固定相是十八烷基键合硅胶，代表性的流动相是甲醇和乙腈。是当今液相色谱的最主要分离莫式，几乎可用于所有能溶于极性或弱极性溶剂中的有机物质的分离。

二、问答题

1、影响热重分析的因素有哪些？答：主要有以下两方面的因素：仪器因素

(1)升温速率

(2)炉内气氛

(3)坩埚材料

(4)支持器和炉子的几何形状

(5)走纸速度，记录仪量程

(6)天平和记录机构的灵敏度

样品因素

(1)样品量

(2)样品的几何形状

(3)样品的装填方式

(4)样品的属性

2、常用的气相色谱/质谱联用的电子电离源的作用原理？

答：电离源又称EI源，是应用最为广泛的离子源，它主要用于挥发性样品的电离。图9.1是电子电离源的原理图，由GC或直接进样杆进入的样品，以气体形式进入离子源，由灯丝F发出的电子与样品分子发生碰撞使样品分子电离。一般

情况下,灯丝F与接收极T之间的电压为70伏,所有的标准质谱图都是在70ev 下做出的。在70ev电子碰撞作用下，有机物分子可能被打掉一个电子形成分子离子，也可能会发生化学键的断裂形成碎片离子。由分子离子可以确定化合物分子量，由碎片离子可以得到化合物的结构。对于一些不稳定的化合物，在70ev的电

子轰击下很难得到分子离子。为了得到分子量，可以米用10 20ev的电子能量，

不过此时仪器灵敏度将大大降低，需要加大样品的进样量。而且，得到的质谱图

不再是标准质谱图。

3、L C-MS联用的关键是LC和MS之间的接口装置，目前常用的有哪些？

答: LC-MS联用接口装置的主要作用是去除溶剂并使样品离子化。早期曾经使用过的接口装置有传送带接口，热喷雾接口，粒子束接口等十余种，这些接口装置都存在一定的缺点，因而都没有得到广泛推广。20世纪80年代，大气压电离源

用作LC和MS联用的接口装置和电离装置之后，使得LC-MS联用技术提高了一大

步。目前，几乎所有的LC-MS联用仪都使用大气压电离源作为接口装置和离子源。大气压电离源(Atmosphere pressure lonization ，API)包括电喷雾电离源(Electrospray Ionization ，ESI)和大气压化学电离源(Atmospheric Pressure Chemicel)。

4、质谱图解释的一般步骤。

答：一张化合物的质谱图包含有很多的信息，根据使用者的要求，可以用来确定分子量、验证某种结构、确认某元素的存在，也可以用来对完全未知的化合物进行结构鉴定。对于不同的情况解释方法和侧重点不同。质谱图一般的解释步骤如下：

1) 由质谱的高质量端确定分子离子峰，求出分子量，初步判断化合物类型及是否含有

Cl、Br、S等元素。

2) 根据分子离子峰的高分辨数据，给出化合物的组成式。

3) 由组成式计算化合物的不饱和度，即确定化合物中环和双键的数目。计算方法为：

一价原子数|三价原子数计］

不饱和度U=四价原子数- 1 1

4）研究高质量端离子峰。质谱高质量端离子峰是由分子离子失去碎片形成的。从分子离子失去的碎片，可以确定化合物中含有哪些取代基。

5）研究低质量端离子峰，寻找不同化合物断裂后生成的特征离子和特征离子系列。例如，正构烷烃的特征离子系列为m/z15、29、43、57、71 等，烷基苯的特征离子系列为m/z91、77、65、39 等。根据特征离子系列可以推测化合物类型。

6）通过上述各方面的研究，提出化合物的结构单元。再根据化合物的分子量、分子式、样品来源、物理化学性质等，提出一种或几种最可能的结构。必要时，可根据红外和核磁数据得出最后结果。