材料科学研究方法复习大纲参考答案(2)

发布时间:2021-06-07

8.比较拉曼光谱与红外吸收光谱的异同。

a、光谱选率不同:拉曼来自分子的诱导偶极矩 ;红外的必要条件是分子振动过程中偶极矩发生变化。 b、物理过程不同:拉曼效应为散射过程,拉曼光谱为散射光谱;红外光谱为吸收光谱。

c、分子结构性质变化:拉曼散射过程来源于分子诱导偶极矩与分子极化率变化,是拉曼活性的;红外吸收过程与分子永久偶极矩的变化有关,一般极性分子及基团的振动引起永久偶极矩的变化,是红外活性的。 9.根据拉曼散射与红外吸收的选择,具体说明哪类分子振动具有拉曼活性,哪类振动具有红外活性。 A、同核双原子的伸缩震动是拉曼活性的

B、异核双原子的伸缩震动既是红外活性又是拉曼活性

C、一般极性基团分子的振动,导致分子永久偶极矩的变化,故这类分子是红外活性;非极性基团的振动易发生分子变形,导致极化率的改变,通常是拉曼活性。 10.发生核磁共振的条件是什么?

无外加磁场存在时,1H核只有一个简单的能级,但在外加磁场作用下,原来简单的能级就要分裂为2个能级。两能级的能量差为Δ E = r h/2πH0 11.质谱仪要抽真空的原因是什么? (1)大量氧会烧坏离子源的灯丝;

(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电;

(3)引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化。

12.裂解气相色谱含义及原理是什么及特点是什么?聚合物的热裂解形式有几种形式。 A、裂解气相色谱(Pyrolysis Gas Chromatography, PGC)是热裂解和气相色谱的结合。

B、原理:通过产物的定性定量分,及其与裂解温度、裂解时间等操作条件的关系可以研究裂解产物与原样品的组成、结构和物化性能的关系,以及裂解机理和反应动力学。

C、应用范围广;裂解条件调节比较容易,可从不同的角度获取样品的特征,并可模拟加工或使用过程;样品不用提纯。

D、形式:(1)主链无规断裂(2)侧基消除引起的主链断裂(3)解聚(4)环化(5)主链具有不饱和键的高分子在双键旁边的β位和α位易被切断(6)主链上具有杂原子的聚合物因为杂原子和C的结合比C-C键弱,因此更容易在α位和β位断裂

13.理论塔板数计算方程式和保留时间含义及表达式是什么?何谓调整保留时间?气相色谱柱分为几类?

按分离机理:分配色谱法,吸附色谱法,离子交换色谱法,凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法等。 14.何谓助色基团(并举例) ;UV吸收带中R,K, B带的含义是什么,分别常用来识别哪些化合物。 (并举例) 助色团:有些原子或原子团本身不能吸收波长大于200nm的波长,但与一定的发色团相连时,可使发色团所产生的吸收峰向长波方向移动,并使吸收强度增加,这种原子或原子团称为助色团。 R带:n 跃迁引起的吸收带。由带孤对电子的发色团产生。

K带:产生K带的发色团是分子中的共轭双键系统,为 跃迁所引起。特指共轭体系的 跃迁。 B带:由苯环的 跃迁所引起。 识别芳香化合物。 15.已知化合物C14H14的红外光谱,试推测其结构。(8分)

30302851330

16001493 144950

6书本p59页。

16.红外光谱中,形成氢键的X-H键的伸缩振动波数、吸收强度以及峰的宽度如何变化?哪一个基团(X-H)吸收峰移动的最大?

形成氢键的X-H键的伸缩振动波数降低,吸收强度增加,峰变宽,O-H基团吸收峰移动最大。 17.红外属于哪一类光谱,红外光谱是如何产生? 波长为0.75 m~200 m的电磁波。

用一束红外光照射一物质时,该物质分子就要吸收一部分光能,并将其变为另一种能量(分子振动能量和转动能量),以波长或波数为横坐标,以百分比吸光率或透光率为纵坐标,得到该物质的红外吸收光谱。

18.红外光谱基团频率区的范围是多少?若详细划分可以分为又可分为几个区域?基团频率区特征区能多化合物结构分析提供哪些信息?

红外可分为4个区域:氢键区、叁键和积累双键区、双键区、单键区 信息提供参考p45页。

19. 化学位移是含义是什么? 苯环中氢的化学位移为何在低场? 在核磁共振谱中如何判断活波氢的位置? 由于核所处的化学环境不同引起吸收峰位置的变化成为化学位移。

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