聚合物研究方法重点分章归类.pdf

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1、人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗人不知而不愠，不亦君子乎？论语聚合物结构分析基础习题 第一篇 波谱分析 1、要求记住划分成光谱区的电磁总谱，知道不同光谱法研究的是分子中的哪一种运动形式。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跃迁，它们实际上都是吸收光谱。在高分子常用的研究方法和分析仪器中：IR 是指红外光谱分析；NMR 是指核磁共振谱分析；SAXS 是指小角 X 射线分析；DSC 是指差示扫描量热仪；TG 是指热重分析；DMA 是指动态粘弹谱仪；SE

2、M 是指扫描电镜分析；TEM 是指透射电镜 第二章 红外光谱 1、红外光谱试验中有哪几种制样方法？分别适应于哪种类型的样品？对于那些易于溶解的聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些不容易溶解的热塑性聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些仅仅能在溶剂中溶胀的橡胶样品，可以采用哪一种制样方法？对于粘稠的低聚物和黏合剂可以采用哪种方法制样？1）流延薄膜法：将样品溶解在低沸点易挥发的溶剂中，然后倒在玻璃板上，待溶剂挥发后成膜（10-30m）。2）热压成膜法：将热塑性和不易溶解的树脂样品在热压机上，加压加热压制成膜。3）溴化钾压片法：将不溶性或者脆性树脂，一些橡胶，粉末状样品与溴化钾研磨压片。热塑性树脂

3、：溶解流延成膜、热压成膜或溶解涂片；热固性树脂：如固化环氧树脂、酚醛树脂等，可采用洁净的小钢锉，锉取样品的粉末，然后再用 KBr 压片。轻度交联的聚合物：在溶剂中不溶解只溶胀的样品，可以在溶胀(含有溶剂)的情况下与 KBr 研磨，然后，再烘干溶剂并研磨压片。纤维样品：如果单丝直径在 10 微米以下，可用单丝排列整齐（或剪碎）后，用KBr 压片，测定透射光谱，若直径太大或不是单丝，只能整齐的缠绕在薄铝片上，或压扁后用 ATR（衰减全反射光谱）测定。2、红外光谱法对试样的要求（1）试样应该是单一组份的纯物质，纯度应98%或符合商业规格，才便于云路鹏程九万里，雪窗萤火二十年。王实甫丹青不知老将至，贫

4、贱于我如浮云。杜甫与纯物质的标准光谱进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱相互重叠，难于判断。（2）试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。（3）试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于 10%80%范围内。3、红外光谱图的表示方法，即纵、横坐标分别表示什么？横坐标 波长 波数 纵坐标 透过百分比 吸光度 透光度（透过率）式中：I0入射光强度 I入射光被样品吸收后透过的光强度。吸光度 4、记住书中表中红外光谱中各种键的特征频率范围。5、名词：红外光谱中基团的特征吸收峰

5、和特征吸收频率，官能团区，指纹区，透过率，吸光度，基团特征吸收峰：不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，通常将这种能代表某种基团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰 指纹区：在 1300cm-1 以下，谱图的谱带数目很多，很难说明其明确的归属，但一下同系物或结构相近的化合物，在这个区域的谱带往往有一定的差别，如同人的指纹一样，故称为指纹区。特征区与指纹区是如何划分的？在光谱解析时有何作用？特征区 4000-1300 cm-1 峰少、强、易归属；确认官能团 指纹区 1300-400 cm-1 峰重叠难归属，对结构高敏感；确定细微结构 6、红外光谱图中，基团的特征频率和

6、键力常数成_正比_，与折合质量成_反比_。7、官能团区和指纹区的波数范围分别是 1300-4000cm-1和 400-1300cm-1。8、论述影响吸收谱带位移的因素。分子内因素：化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构影响。各种化合物中相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上诱导效应 由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发生变化.吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（蓝移）共轭效应 由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱,从而使力常数减小,使吸收频率降低(红移)氢键效应 氢键(分子内氢键；分子间氢键)对峰位，峰强产

7、生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。耦合效应 若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，(原谱带高频和低频一侧各出现一个谱带)。分子外因素 样品物理状态 环境因素 制样条件 仪器状态 1）物理状态，同一样品处于不同相态时，由于分子间作用力不同，红外光谱有很大差别。2）溶剂，同一样品在不同溶剂中，由于溶质与溶剂的相互作用，其红外光谱特征吸收峰的频率会不同。3）粒度，由于光散射作用，大粒度样品的基线较高、峰变宽而强度低。通常要求粒度要小于测定的波长。%100II%T0IIlgT1lgA0丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫我尽一杯，与君发三愿：一愿世

8、清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易 10、在红外谱图中 C=O 的伸缩振动谱带一般在 1650-1900cm-1 ，该谱带通常是含 C=O 聚合物的 最强 谱带；记住表 2-2 中 C=O 在不同分子中红外光谱图上对应的吸收谱带的位置。对于聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯来说，按 C=O的伸缩振动谱带波数高低，依次是 聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯 。11.各官能团的基团频率：C=O15401870；（羧酸的羰基在 1700 附近，而羟基在 25003500，峰值在 3000 附近，很具有特征性。）O-H 基在 31003700区域。N-H 也在这个区域 32003500。

9、醚类 C-O-C 在 11001300区域。过氧化物 C-O-O 在 11761198区域。含硫磷化合物：在11001250区域。12、为什么可以用红外光谱技术来判断两种聚合物的相容性？p14 13、对于伸缩振动，氢键会使基团的吸收频率 下降 ，谱带变 宽 ；对于弯曲振动，氢键会使基团的吸收频率 升高 ，谱带变 窄 。14、共轭效应会造成基团的吸收频率 降低 。16、简述红外光谱定量分析的基础。红外光谱定量分析是通过对特征吸收谱带强度的测量来求出组份含量。其理论依据是朗伯-比耳定律。w 吸光度：A=b c w 透光度：-lgT=b c 由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组

10、份和多组份进行定量分析。此外，该法不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。因此，红外光谱定量分析应用广泛。但红外的定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份的测定 17、接枝共聚物和相应均聚物的共混物的红外谱图是 相同的 ，可以用共混物 模拟 接枝共聚物。19、红外光谱分析的制样过程中应注意哪些问题？对样品有何要求？样品厚度影响最大 a.太薄峰弱，有些峰会被基线噪音掩盖。b.太厚峰形变宽，甚至产生截顶。c.理想厚度：1030um 左右，23 个强峰 100吸收 d.不同样品，厚度应不同：含 O 基团吸收强，不应超过 30um；饱和聚烯烃可以稍厚，控制在 300um 以下，才有理想谱图。使样

11、品表面变粗糙。可用楔形薄膜或在样品表面涂上一层折射率相近的红外“透明”物质如石蜡油、全氟煤油。20、红外光谱解析的依据是什么？（提供什么信息）谱带位置特征吸收频率；谱带强度峰强；谱带的形状 21、对一未知高分子试样的红外光谱进行定性分析的方法有哪些？对一种未知高分子的红外光谱进行定性鉴别的方法归为四种:(1)分子指纹图法将所测图谱当作“分子指纹”与标准图谱对照。理论上，峰的位置和强度都必须吻合。实际主要看峰的位置。强度与样品厚度和仪器种类有关，难一致。(2)按高分子元素组成的分组分析按化学分析已经初步知道未知高分子所含的元素，可分为五组(3)按最强谱带的分组分析可分为六区(4)按流程图对高分子

12、材料的定性鉴别肯定或否定法 23、红外光谱定量分析的依据是：物质组分的吸收峰强度的大小来进行的。24、分子吸收红外辐射必须满足两个条件：（1）振动过程发生偶极距发生变化（2）辐射能量与振动能级差相当。25、.傅立叶变换红外光谱仪的优点：具有很高的分辨率、波数精度高、扫描速穷则独善其身，达则兼善天下。孟子忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文度快、光谱范围宽、能量输出大、光谱重复性好。26 简述 PET 红外图中 1730、1260、1130、730 cm-1 峰的各自归属 27、红外定性解析的三要素是什么？分别有哪些影响因素？。（15 分）答：红外光谱的解析有三要素：谱带的位置、谱带的形状、

13、谱带的相对强度 28、分子吸收红外辐射必须满足两个条件？起吸收强度主要由哪些因素决定？答：（1）振动过程发生偶极距发生变化（2）辐射能量与振动能级差相当。红外吸收谱带的强度决定于偶极矩变化的大小。振动时偶极矩变化越大，吸收强度越大。29、用红外光谱法研究高分子材料时，常用哪些制样方法？它们各有何优缺点？答：（1）溶液铸膜法。优点：制得的样品厚度均匀。缺点：制样花费时间较多，而且在聚合物里残留溶剂的消除比较麻烦。（2）热压成膜法。优点：一定压力下可以得到厚度适当的薄膜，是一种最简单的方法。缺点：压力和温度控制需要做到正确操作。（3）显微切片。需要样品有一定的硬度，太软不行，太硬也不行。（4）卤化

14、物压片法。（5）热裂解方法。很多交联树脂或橡胶类步溶不熔的聚合物用此法。30.傅里叶变换红外光谱法与色散型的红外光谱法比较有哪些优点？答：（1）具有很高的分辨率。（2）波数精度高。（3）扫描速度快。（4）光谱范围宽。（5）能量输出大。31、参照红外光谱与化学结构的关系，下列区间可能属于哪一类基团？（1）30003100 有吸收；（2）1740 左右有强吸收；（3）10001250 有强吸收；1）30002900 有强吸收；饱和碳氢集团（2）18001650 有强吸收；羰基 C=O（3）10001250 有强吸收；C-O Si-O 32 对于聚酯类、聚酰胺类以及聚醚类高分子材料，其最强谱带出现在

15、 1200 1000 cm-1的高分子可能是 聚醚类 ；最强谱带出现在 1700 1800 cm-1的高分子可能是 聚酯类 ；最强谱带出现在 1500 1700 cm-1的高分子可能是 聚酰胺类 33.详述亚甲基的 6 种振动模式 其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文第三章 激光拉曼散射光谱法 1、与红外光谱相比，拉曼光谱有什么优缺点？激光拉曼光谱与红外光谱的比较 相同点：1）同属于分子振动光谱；2）测定辐射光的波数范围相同；3）光谱解析都具有三要素（吸收频率、强度和峰形）；4）对没有对称中心的分子，两者都是活性的。不同点：1）红外适用于高分子侧基

16、和端基，特别是极性基团测定，拉曼适用于研究高聚物骨架特征；2）对具有对称中心的分子的非对称振动，红外是活性的，拉曼是非活性的；3）对具有对称中心的分子的对称振动，红外是非活性的，拉曼是活性的。2 试比较激光拉曼光谱与红外光谱有何异同？相同点：（1）同属分子振动光谱；（2）红外定性解析三要素（频率、强度、峰形）也适用于拉曼光谱解析；拉曼位移相当于红外谱带的吸收频率，每条谱带都相应于分子中某官能团的振动，对大多数官能团如 OH、CC、CH、C=C 等，拉曼伸缩带和红外吸收带是一致的，有时数字很接近，如：CO 在红外光谱中为1710cm1；在拉曼中无论入射光频率如何，的位置总在为 1710 3 cm

17、1 不同点：（1）产生机制有本质区别：拉曼光谱是散射现象，由于诱导偶极矩变化而产生，与分子极化率的变化有关，对分子中非极性基团敏感；红外是吸收光谱，由于分子振动时引起偶极矩变化而产生，只与固有的永久偶极矩有关，对分子中极性基团敏感。（2）提供的信息有差异：一些对称性较高的基团，极性很小，红外吸收很弱，但在拉曼光谱中却有较强谱带，如 C-C、C=C、S-C。红外光谱和拉曼光谱皆反映了分子振动的变化红外光谱适用于分子中基团的测定，拉曼光谱更适用于分子骨架的测定。红外活性是对应着分子振动时偶极矩的变化，拉曼活性对应着分子振动时极化度的变化。高度对称的振动是拉曼活性的，一些非极性基团和碳骨架的对称振动

18、有强的拉曼谱带。高度非对称的振动是红外活性的，一些强极性基团的不对称振动有强的红外谱带。红外光谱和拉曼光谱可以互相补充。红外吸收光谱是直接地反映分子中振动能级的变化；而拉曼光谱是间接地反映分子中振动能级的变化 3、名词：拉曼散射，拉曼位移，拉曼散射 当用频率为0 的光照射样品时，光子与样品分子之间发生非弹性碰撞，即碰撞时有能量交换的光散射称为拉曼散射。拉曼位移 处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞，获得能量跃迁到激发态可得到斯托克斯线，斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。4、红外吸收的选择定则是 分子振动时只有伴随有分子偶极矩发生变化的振动才能产生红外吸收；拉曼活性的选择定则是 分子振动时只

19、有伴随有分子极化度发生变化的振动才能产生红外吸收。5、对多数吸收光谱，只有频率和强度三个基本参数，但对激光拉曼光谱还有一个重要参数，即 去偏振度或退偏振比 。7、如果一个化合物的红外和拉曼光谱中没有波数相同的谱带，说明该化合物具有 对称中心。8、拉曼光谱在聚合物结构研究中有哪些应用？拉曼光谱研究高分子样品的最大缺点是：荧光散射。我尽一杯，与君发三愿：一愿世清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语拉曼位移的大小与入射光的频率无关，只与分子的能级结构有关 第四章 紫外光谱 1、红外光谱是 分子振动 能级跃迁产生，拉曼光谱是 分子振动 能级跃迁产生，

20、紫外光谱是 电子 能级跃迁产生的，核磁共振是 原子核 能级跃迁产生的。2、紫外光谱中，吸收带有哪些类型？各有什么特点？有机化合物四种类型的跃迁：n-*、-*、n-6*、6-6*；四种吸收带：R吸收带（n-*）、K 吸收带（-*）、B 吸收带(-*)、E 吸收带(-*)各种跃迁所需能量比较：*n*n*3.在紫外吸收光谱中，随着溶剂极性的增大，（-*）跃迁的吸收峰红移；（n-*）跃迁的吸收峰蓝移。4.名词：生色基，助色基，生色基：是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。人们通常将能吸收紫外可见光的原子团或结构系统定义为生色团（具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基

21、团统称为生色基。）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，会影响生色基的吸收波长，增大吸收系数这些基团统称为助色基）是指带有非键电子对的基团，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I 等，它们本身不能吸收大于 200nm 的光，但是当它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸收强度。5 紫外谱图是如何表示的？6、只有具有 重键 或者 芳香共轭体系 的聚合物才有紫外活性；如果在210-250nm间具有强吸收带，可能含有 两个不饱和单元或者双键的共轭体系；如果在260-300nm间存在中等吸收峰，并有精细

22、结构，则表示有 苯环 存在。7.紫外可见光谱涉及的电子包括：电子、电子、电子 紫外光谱主要决定于分子中发色和助色基团的特性，而不是整个分子的特性 紫外可见光分光光度计所用的光源是氢灯和钨灯两种 8 紫外光谱的制样有何要求？不同的溶剂对紫外吸收有什么影响？用于紫外吸收光谱的产品，一般要制成溶液。虽然薄膜也可以直接用于测定，但只能用于定性，因为其不均匀性会给定量带来困难。溶剂对紫外吸收光谱影响：一般来说，溶剂从非极性变成极性时，光谱变得光滑，精细结构消失。溶剂极性对光谱的另一影响是改变光谱极大值的位置，可归纳为两条一般规则：（1）由*跃迁所产生的吸收峰随着溶剂的极性增加，向长波方向移动（红移）。这

23、是因为激发态比基态机型大，因而激发态较容易被极性溶剂稳定化，结果跃迁能量减少而产生红移（2）由 n*跃迁产生的吸收峰，随着溶剂生成氢键能力的增加，向短波方向移动（蓝移或紫移）。这是因为基态比激发态极性大，因此与极性溶剂间产生较强的氢键而被稳定化，从而跃迁能增加，即产生蓝移。溶剂的酸碱性也有很大影响。如苯胺在中性溶液中最大波长为 280nm，在酸性溶液中移至254nm。苯酚在中性溶液中最大波长是 270nm，在碱性溶液中移至 287nm。这是由于 PH 值得变化使NH2 或OH 与苯环的共轭体系发生变化，增加共轭发生红移，人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗老当益壮，宁移白首之心；穷

24、且益坚，不坠青云之志。唐王勃反之发生蓝移。与 IR 比较，有何特点？与 IR 比较，UV 高分子紫外吸收峰通常只有 23 个，且峰形平缓，所以选择性远不如 IR；UV 主要决定于分子中发色和助色团的特性，而不是整个分子的特性，所以用于定性分析不如 IR 重要和准确；UV 只有具有重键和芳香共轭体系的高分子才有近紫外活性，所以能测定的高分子种类受到很大局限。但利用这一点，可将具有特征官能团和不具有特征官能团的高分子区别开来，如聚二甲基硅氧烷与含苯基的硅树脂。紫外吸收强度比 IR 大得多，所以灵敏度高，测量准确度高于红外光谱法，在定量分析上有优势。10.电子跃迁有哪些种类？能在紫外光谱上反映出的电

25、子跃迁有哪几类？答：电子跃迁有*、n*、*、n*、*、*能在紫外光谱上反映的：n*、*、n*11.采用什么方法可以区别 n*和*跃迁类型？先将高分子于非极性溶剂中测UV 图谱，再在极性溶剂中测 UV 图谱，若发生红移则为*，若发生蓝移则为 n*12.何谓朗伯比耳定律(光吸收定律)?数学表达式及各物理量的意义如何？紫外光的能量较高，在引起价电子跃迁的同时，也会引起只需低能量的分子振动和转动。所以紫外光谱不是一条条谱线，而是较宽的谱带。让不同波长的紫外光连续通过样品，以样品吸光度 A 对波长 l 作图，得到紫外吸收光谱。可用于结构鉴定和定量分析。朗伯比耳（Lambert-Beer）定律是紫外光谱定

26、量分析基础：A=log（I。/I）=e l c A吸光度或光密度；I0、I入射光和透射光强度；e 摩尔消光系数，L/mol cm；l试样的光程长，cm；c溶质浓度，g/L。13、对比紫外和红外光谱在定性和定量分析中的优劣。P47 红外吸收光谱与紫外-可见吸收光谱在谱图的描述及应用方面有何不同？UV IR 吸收波长范围 200-800 nm m 能级跃迁形式 电子能级跃迁 振-转能级跃迁 适用范围 芳香、共轭结 构化合物 几乎所有 有机化合物 光谱特征 A-曲线 光谱简单、特征性差 T-或T-曲线 光谱复杂、特征性强 应用范围 定量、化合物 官能团的鉴定 定性鉴别 分子结构解析 14、下列化合物

27、在反应前后吸收带将发生什么变化？为什么？答：当苯胺在酸性溶液中转变为铵正离子，由于质子与氨基的 n 电子结合，而不再与苯环的电子共轭，这种离子的吸收带与苯胺相比较紫移，强度减弱。不饱非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备和羧酸与碱反应后生成羧酸盐，羧酸根中羧基碳原子和两个氧原子上的 P 电子是共轭的，所以这种羧酸盐类的吸收带与羧酸相比，向长波方向移动，并且吸收强度增加。第五章 核磁共振 1、名词：核磁共振，拉莫尔进动，NMR 中的屏蔽作用，化学位移，耦合常数，核磁共振：用一定频率电磁波对样品进行照射，就可使特定结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录

28、发生共振时的信号位置和强度，就得到 NMR谱。化学位移：由于原子核外电子运动产生了感应磁场，对外磁场产生屏蔽作用（屏蔽常数，反映核所处的化学环境），使质子的共振频率发生变化，在谱图上反映出谱峰的位置移动了 自旋-自旋分裂：分子内部相邻碳原子上氢核自旋相互干扰，通过成键电子之间传递，形成相邻质子之间的自旋-自旋偶合（简称自旋偶合），表现在谱峰上，即谱峰发生分裂-耦合常数：由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数，用 J 表示，单位为赫兹（Hz）化学位移：在有机化合物中，各种氢核 周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。屏蔽作用：当原子核处于

29、外磁场中时，核外电子运动要产生感应磁场，核外电子对原子核的这种作用就是.2、核磁共振仪由那几部分组成？分别起什么作用？3、简述核磁共振的测试原理（以1H NMR 为例）。核磁共振的基本原理：在强磁场的激励下，一些具有某些磁性的原子核的能量可以裂分为 2 个或 2 个以上的能级。外加一个能量，使其恰等于裂分后相邻 2 个能级之差，该核就可能吸收能量，从低能态跃迁至高能态，而所吸收能量相当于频率范围为至 100MHz 的电磁波（简称射频）。NMR 就是研究磁性原子核对射频能的吸收。属于吸收波谱。4、以氯乙烷1H NMR 为例，作图示意自旋-自旋裂分现象及耦合常数。5、核磁共振谱图是如何表示的？6.

30、为什么用 TMS（(CH3)4Si）作为基准?(1)12 个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；（2）屏蔽强烈，与有机化合物中的质子峰不重迭：TMS 中氢核所受的屏蔽效应大于大多数有机物中的氢核，在高场发生核磁共振吸收，而有机化合物中氢核在 TMS 的低场发生。(3)化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。NMR 谱可以提供的主要信息有哪些？（1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种；（2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个；（3）峰的位移(d)：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；（4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；（5）偶合常数(J)：推断相邻 H 原子

31、的关系与结构，确定化合物构型。8.什么是偶合常数？什么是溶剂效应？什么是化学位移？偶合常数：分裂峰之间的峰间距单位为 Hz，于磁场强度大小无关，只与化合物结构有关，用来衡量偶合作用的大小。溶剂效应：同一质子在不同溶剂中，所得先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备到的化学位移不同，这种由于容易影响引起的化学位移变化的现象为溶剂化效应。化学位移：同类核会由于在分子中的环境不同而显示不同的吸收峰，吸收峰位置的差距叫做化学位移。7、与甲基相连的碳原子上带有两个磁等价的氢，1H NMR 谱图中甲基的谱峰会分裂为 3 个小峰，分裂峰之间的距离称为 耦合常数 。8、什么是

32、化学位移？它有什么重要性?影响化学位移的主要因素有哪些？答：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小来考虑氢核所处的化学环境，亦即有机物的分子结构特征 由于化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移，如与质子相邻近的元素或基团的电负性，各项异性效应，溶剂效应，氢键等。电负性的影响，有机基团电负性越大，质子周围电子云密度越低，屏蔽效应越弱，核磁共振发生在较低场，化学位移增加。电子环流效应，多重键化合物价电子产

33、生诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽，低场移动，化学位移增加。反之化学位移减小。氢键 氢键使质子周围电子云密度降低，具有氢键的质子信号移向低场，化学位移变大。9、邻近基团的电负性越大，1H 化学位移值 越大；乙炔氢的化学位移值小于乙烯氢，这是 电子环流 效应引起的。10、在1H NMR 测定中不能使用 带氢 的溶剂，如果必须使用时要用 氘代 试剂。11、1H NMR 和 13C NMR 对比，有什么不同？与氢谱相比碳谱有以下特点：、信号强度和灵敏度低、化学位移范围宽、耦合常数大（13C-1H 耦合）、驰豫时间长、共振方法多、谱图简单 12、13C NMR 在聚合物结构研究中

34、有哪些应用？13、1H NMR 中化学位移峰的积分面积与对应的氢的数目是 正比 关系。14.核磁共振的共振条件：原子核的自旋量子数 I 不能为零；有自旋的原子核必须置于一外加磁场 H。中，使核磁能级发生分裂；必须有一外加的频率为v 的电磁辐射，其能量正好是作旋进运动的原子核的两能级差，才能被原子核吸收，使其从低能态跃迁到高能态，从而发生核磁共振。磁旋比=；13C=16.核磁共振普中不同质子产生不同化学位移的根本原因：是不同质子处于静磁场中所受的屏蔽效应不同，使得每个原子核所处的化学环境不同而引起 Larmor进动频率不同，化学位移自然不同。17.苯、乙烯、乙炔、甲醛，其1H 化学位移值最大的是

35、_甲醛_，最小的是_乙炔_,13C 的值最大的是_甲醛_最小的是_乙炔_。志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮18.如何研究嵌段共聚物 SBS 的组成？答：可以利用：超薄切片和 OsO4 染色技术研究。将 SBS 从甲苯溶液中浇注成膜，分别在垂直和平行于膜面切片，经 OsO4 染色后，得到的 TEM 照片。可以得到苯乙烯和丁二烯的质量比为 80/20 的照片在垂直和平行膜面的切片上，聚丁二烯相都以球形粒子分散在连续相聚苯乙烯中。当丁二烯含量提高道 60/40 后，垂直和平行膜面的切片上，聚丁二烯相都主要为类似圆柱的结构，聚苯乙烯仍为连续相。当丁二烯再次提高

36、，到 40/60 后，垂直和平行膜面的切片都形成了丁二烯和苯乙烯嵌段层叠状结构。19 何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？答：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋轨道偶合，简称自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋自旋裂分，简称自旋裂分偶合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象 由于偶合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利 20 氢谱谱峰发生分裂，产生自旋自旋裂分现象的原因？答：这是由于在分子内部相邻碳原子上氢核自旋会相互干扰，通过成键电子之间的传递，形成相邻质子之间的自旋自旋耦

37、合，而导致自旋自旋裂分。第六章 质谱 1、典型的质谱仪由 进样系统 、离子源 、质量分析器 、检测器 、记录器五部分组成。2、简述质谱仪的测试原理。特点？答案：质谱分析方法是通过样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比 m/e 分开并按质荷比大小排列成谱图形式，根据质谱图可确定样品成分、结构和相对分子质量。特点：1 应用范围广：可以进行同位素分析，又可做有机结构分析，可以是气、固、液样品 2 灵敏度高，样品用量少，灵敏度高达 50pg50*10-12,用微克量级的样品，即可得到分析结果。3 分析速度快

38、，可实现多组分同时检测。4 但仪器结构复杂，价格昂贵。3、名词：分子离子，碎片离子，同位素离子，（1）分子离子：分子被电子束轰击失去一个电子形成的离子。分子离子用 M+*表示，是一个游离基离子。在质谱图上，与分子离子相对应的峰为分子离子峰。（2）同位素离子，含有同位素的离子称为同位素离子。与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。（3）碎片离子，分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的离子。（4）重排离子，经重排裂解产生的离子称为重排离子。其结构并非原来分子的结构单元。4、有机化合物分子受电子轰击，可以产生 分子离子、碎片离子、亚稳离子、同位素离子 等离子。5、判断分子离子峰的方法有哪些？第一，

39、看质谱中质量最大的峰，多数情况下质谱中高质量端的峰就是分子离子峰；古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语（同位素离子及准分子离子峰除外）第二，最高质量的峰与临近碎片离子峰之间的质量差是否合理；第三，根据氮规则判断当化合物不含氮或含偶数个氮时，分子量为偶数；当化合物含奇数个氮时，该化合物分子量为奇数。第四，如果分子离子峰太弱，或经过判断后认为分子离子峰没有出现，可通过改进实验技术测定相对分子质量。6、质谱图是如何表示的？质谱图的组成 质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。横坐标标明离子质荷比（m/z）的数值，纵坐标标明各峰的相对强度，棒线代表

40、质荷比的离子。图谱中最强的一个峰称为基峰，将它的强度定为 100 7、比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。答：（1）电子轰击源，电子轰击的能量远高于普通化学键的键能，因此过剩的能量引起分子多个键的断裂，产生许多碎片离子，因而能够提供分子结构的一些重要的官能团信息，但对于相对分子质量较大、或极性大，难气化，热稳定性差的有机化合物，在加热和电子轰击下，分子易破碎，难以给出完整分子离子信息。（2）在场致电离源的质谱图上，分子离子峰很清楚，但碎片峰则较弱，因而对于相对分子质量的测定有利，但缺乏分子结构信息。（3）场解析电离源，电离原理与场致电离相同，解吸试样分子所需能量远低于气化所需能

41、量，因而有机化合物不会发生热分解，即使热稳定性差的试样仍能得到很好的分子离子峰，分子中的 C-C 键一般不会断裂，因而很少生成碎片离子。总之，场致电离和场解析电离源都是对电子轰击源的必要补充，使用复合离子源，则可同时获得完整分子和官能团信息。8、试述化学电离源的工作原理。答：化学电离源内充满一定压强的反应气体，如甲烷、异丁烷、氨气等，用高能量的电子（100eV）轰击反应气体使之电离，电离后的反应分子再与试样分子碰撞发生分子离子反应形成准分子离子 QM+,和少数碎片离子。在 CI 谱图中,准分子离子峰往往是最强峰,便于从 QM+推断相对分子质量，碎片峰较少，谱图简单，易于解释。9、有机化合物在电

42、子轰击离子源中有可能产生哪些类型的离子？从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息？答：（1）分子离子。从分子离子峰可以确定相对分子质量。（2）同位素离子峰。当有机化合物中含有 S,Cl,Br 等元素时，在质谱图中会出现含有这些同位素的离子峰，同位素峰的强度比与同位素的丰度比相当，因而可以也来判断化合物中是否含有某些元素（通常采用 M+2/M 强度比）。（3）碎片离子峰。根据碎片离子峰可以和阐明分子的结构。另外尚有重排离子峰、两价离子峰、亚稳离子峰等都可以在确定化合物结构时得到应用。10、如何利用质谱信息来判断化合物的相对分子质量？判断分子式？答：利用分子离峰可以准确测定相对分子质量。高分辨质谱

43、仪可以准确测定分子离子或碎片离子的质荷比，故可利用元素的精确质量及丰度比计算元素组成。第七章 X 射线法 1、当一束单色的 X 射线照射到样品上时，如果试样只具有周期性结构（晶区），可以观察到 X 射线衍射 效应；如果样品具有不同密度的非周期性结构（晶区和非晶区），可以观察到 漫射 X 射线衍射或散射 效应。2、名词：白色 X 射线，特征 X 射线白色 X 射线：具有连续变化波长特征 X人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗穷则独善其身，达则兼善天下。孟子射线：具有特定波长，波长由靶决定 3、简述晶体中产生 X 射线衍射的条件。X 射线：由高能电子减速运动或原子内层轨道电子跃迁所产生

44、的短波电磁辐射 波长范围：10-1110-9 m 由 X 射线管产生，是一种波长很短（的电磁波 4、多晶 X 射线衍射仪在聚合物结构分析中主要用于考察 物相 、结晶度 、晶粒择优取向 和 晶粒尺寸 。5、X 射线法在聚合物物相分析方面有哪些用途？1）区分晶态与非晶态（鉴别是否有结晶 将衍射图与典型聚集态衍射谱图进行对比。2）聚合物鉴定 3）识别晶体类型 6、根据 X 射线衍射谱图，如何计算结晶性聚合物的质量结晶度？结晶度：指物质或材料中晶态部分占总体的质量或体积百分比。结晶度越高，材料强度越高。a.选取处于物质结晶谱带范围的特征吸收峰为分析谱带 b.选取与结晶度无关的吸收峰作为内标 c.利用已

45、知结晶度的纯样求的比例系数标准曲线 d.利用公式求的结晶度 Xc质量结晶度；Ic晶态部分衍射强度；Ia-非晶态部分衍射强度；k单位质量非结晶态与单位质量晶态的相对射线系数 7、对结晶性聚合物，用 X 射线法测定零点几纳米到几个纳米的晶格间距，可以用 大角或广角 X 射线衍射法；测定几纳米到几十纳米的长周期时，可以采用 小角 X 射线散射法。8.由 X 射线管发出的 X 射线包含两部分：（连续谱）和（特征谱）。SAXS 的散射角小于（2）。射线基本原理：满足衍射的条件是 n=2b=2dsin 式中 n 为正整数，称衍射级数 记录 X 射线的方法有照相法和计数器法 第十一章 凝胶渗透色谱 1、简述

46、凝胶渗透色谱的基本原理。当被分析的试样随着淋洗溶剂引入柱子后，溶质分子即向填料内部孔洞扩散。较小的分子除了能进入大的孔外，还能进入较小的孔；较大分子则只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能留在填料颗粒之间的空隙中。因此，随着溶剂的淋洗，大小不同的分子就得到分离，较大的分子先被淋洗出来，较小的分子较晚被淋洗出来。GPC 分离原理体积排除理论根据溶质分子尺寸(分子量、有效体积、流体力学体积)的差别进行分离。聚合物溶液进入色谱柱后，由于浓度差，所有溶质分子都力图向凝胶表面孔穴渗透。体积较小的分子既能进入较大的孔穴，也可以进入较小的孔穴，向孔内扩散的较深；体积较大的分子只能进入较大的孔穴；体

47、积更大的分子不能进入孔穴，只能从凝胶的空隙流过。按照淋出的先后顺序，依次收集到分子量从大到小的各个级分，从而达到对聚合物分级的目的。GPC 在高分子研究中的应用高分子材料中低分子物质的测定聚合物中助剂的测定高分子材料生产或加工过程中的监测高分子材料老化过程研究弹忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武性体双键分布测定制备窄分布的高聚物研究支化高分子共聚物分析 2、凝胶渗透色谱中色谱柱的使用上限和下限各是什么？3、采用凝胶色谱技术时样品制备应注意哪些问题？4、凝胶渗透色谱测试时为什么要进行普适校正？普适校正的原理是什

48、么？答：凝胶渗透色谱是一种液相色谱，原理是利用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子，在柱中按分子大小进行分离。柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度很高的球形凝胶。其中的凝胶类型有很多，都是根据具体的要求而确定（常用的有聚苯乙烯凝胶）。然而无论哪一种填料，他们都有一个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一定分布的大小不同的孔洞。尺寸不同的高聚物分子，按其分子大小能自由地渗透进和渗透出这些凝胶孔洞。凝胶孔洞与分子尺寸是相适应的，超过这个尺寸的大分子就不能渗透进去，它们只能随溶剂的流动而在凝胶粒子之间的空间中流动。因此，大分子比起小分子来说，在柱中的行程就短得多。根据大小分子不同的行程就可以把混在一起的

49、高聚物分子逐级分离开来，先分离出来的是大分子，较小的聚合物分子受到溶剂分子的排斥也随后分离出来，然后再用一定的方法检知每级中溶质的浓度和分子量。凝胶渗透色谱仪的组成：泵系统、进样系统、凝胶色谱柱、检测系统、数据采集与处理系统 1、几种基本理论：体积排除理论、有限扩散理论、流动分离理论等。2、核心部件色谱柱内装有多孔性填料（凝胶）3、大分子先淋出，小分子后淋出。第三篇热分析 第十二章 DSC 和 DTA 1、简述差示扫描量热仪（DSC）的基本原理.DSC 是在程序控温下，测量输入到样品和参比物的热流量差与温度的关系。程序控温下，维持样品与参比物处于相同温度（T=0）所需要的能量差W（dH/dt）

50、。可以对样品发生的热容变化、吸热和放热进行定量和定性分析。2、简述差热分析仪（DTA）的基本原理。差热分析：指在程序控制温度条件下，测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术 答：差热分析，是在温度程序控制下，测量物质与基准物(参比物)之间的温度差随时间变化的技术。试样在加热（冷却）过程中,凡有物理变化或化学变化发生时，就有吸热（或放热）效应发生，若以在实验温度范围内不发生物理变化和化学变化的惰性物质作参比物，试样和参比物之间就出现温度差，温度差随温度变化的曲线称差热曲线或 DTA 曲线。差热分析是研究物质在加热（或冷却）过程中发生各种物理变化和化学变化的重要手段。3、样品用量和