聚合物仪器分析考试总结.docx

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1、名称与缩 写光源样品光谱分析 类型本质（原 理）波长范围用途紫外UV笊灯均相溶液汲取光谱电子光 谱，外层 电子基态 和激发态 间的跃迁真空紫 外低于 200nm；紫外光 谱20040 Onm；紫外光 谱仪200700nm；讨论反应机理、 测定聚合物相对 分子质量与其分 布、讨论共轨双 键序列分布、鉴 定与双键有关的 试验事实红外IR奈斯 特灯 或硅 碳棒固体 液体 气体 光谱分 析纯，不含游 离水，薄膜厚 度适当。汲取光谱原子核之 间的振动 和转动能 级跃迁远红外 40010cm1中红外 4000400cm近红外 10000-4000 cm1通常是 指中红外。分析与鉴别 物、反应机 讨论、结晶

2、 和结晶度 论、共聚物 论、取向和 的讨论、组 分布高聚 理的 形态 的讨 的讨 表面 成和荧光FS氤灯聚合物多用 溶液体系，无 机样品多用 固体。放射光谱电子光 谱，外层 电子从激 发态回到 基态讨论聚合物反应机 理、发光缩区聚合 物的光降解与光稳 定性、雷鼾高分子 的电、高分子用昆 物的相容性和相分 别等。拉曼Ram激光 光源 或汞 弧灯散射光谱分子的振 动和转动 的能级25 4000cm1大 于分子振动表征碳碳骨架、 区分同类型的聚 合物、讨论 和取向、与红外 协作讨论空间异 构紫外:生色基紫外光谱中能够汲取紫外和可见光发生n一武，兀一兀*跃迁、具有双键的基团。助色基虽本身不具有生色作用

3、，但与生色基结合，可以扩展其共轨效应，使其峰位发 生移动并增加其汲取系数的基团。荧光：概念（填空或名词解释）荧光电子从最低激发单线态Si回到单线基态So时发出的光子。磷光 电子从最低激发单线态S经过系间窜跃到最低激发三线态Th再回到单线基态So时发出的光子。淬灭剂能与荧光物质发生激发态反应，形成激发态协作物，从而使荧光强度减弱或使 荧光激发态寿命缩短的物质。几对名称：激发单色器激发光激发光波长荧光激发光谱放射单色器放射光放射光波长荧光放射光谱（荧光光谱）样品：有液体也有固体。加强荧光基团：OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -C N减弱荧光基团：-COOH, -C=O, -N

4、O2, -CL -Br, -I既可以加强荧光，也加强紫外光的汲取：如-OH, -OR, -NR2减弱荧光，增加紫外汲取:如-COOH. -NO2, -CL -Br, -1X荧光光谱仪原理：布拉格方程？样品：固体一一有块状也有粉末状拉曼：拉曼散射用肯定频率（V。）的光照耀样品时，部分光被汲取外，大部分透过样品，一 小部分被散射。在被散射的部分光中的一部分光子与样品分子发生非弹性碰撞，在碰撞时有 能量的交换，这种散射即拉曼散射。拉曼位移斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光的频率之差。（斯托克斯线：相互作用后 光子将部分能量传给样品分子而产生的散射光；反斯托克斯线：相互作用后光子从样品分子 得到部分能量

5、而产生的散射光。）考题回顾比较红外光谱和拉曼光谱相同与联系都是讨论振动能级和转动能级的变化，两者所测得辐射光的波数范围基本 相同，都听从肯定的选择定则，谱线强度都与偶极矩成正比，光谱解析中两者所用的定性三 要素相同即汲取频率、强度和峰形。不同与区分1、红外是原子核的振动和转动能级的跃迁，是汲取光谱；拉曼是分子的振 动和转动能级的变化，是散射光谱；2、要产生红外汲取分子振动时必需伴随分子偶极矩的 变化；要产生拉曼位移分子振动时必需发生分子极化度的变化；3、红外汲取光谱中只有两 个基本参数，即频率和强度；拉曼光谱中还有一个重要参数，即去偏振度；4、红外适合测 定分子侧基和端基等极性基团；拉曼适合讨

6、论骨架特征；5、红外测定受水的干扰较大；拉 曼不受水的影响；6、定量分析方面拉曼受仪器影响，红外不受。名称与缩 写波谱类型本质（低能 级到高能 级）光源样品原理用途核磁NMR汲取波谱具有磁矩射频波具有磁矩可确定分的原子核的物质置子的组成、（讨论对于强磁场连接方式象）发生磁中发生能及其空间能级的共级分裂，经结构，用于振跃迁过光源的鉴别高分照耀，发生子，讨论高跃迁。聚物分子的运动。电子顺磁EPR/ESR具有未成 对电子的 自由基、原 子、分子、 离子(讨论 对象)发生 电子自旋 能级的共 振跃迁电磁波气体 液体 固体自由基讨 论多用液 体讨论引发 剂体系中 的初级自 由基和引 发机理、讨 论聚合物

7、 反应动力 学、讨论聚 合物的链 结构、质谱分析法MS分别分析电离源任何样品， 但进入质 谱仪后均 变为蒸汽确定结构 式、推想化 合物类型核磁与电子顺磁:弛豫核磁共振波谱中，由于通过自发辐射途径使高能态的核回复到低能态的几率很低, 只有通过肯定的无辐射的途径即在电磁场中发生共振完成能量交换使高能态的核回复到低 能态的过程。分为自旋-晶格弛豫一一把能量传递给四周粒子变成热能从而使其回复，并 使体系能量降低，所需时间Ti；自旋-自旋弛豫一一相邻的同类磁核发生能量交换，体系 能量不发生变化，所需时间T2。考题回顾 为什么在一般核磁共振中需采纳液体样品？当样品是固体或粘稠液体时，由于分子运动阻力大，产

8、生自旋一晶格弛豫的几率减小, 使T1增大，而自旋-自旋弛豫的几率增加，使T2减小。样品分子总体弛豫时间取决于弛豫 时间短者，因此测得的谱线加宽，这对于提高核磁共振谱的辨别率是不利的，所以在一般核 磁共振中，需采纳液体样品。但在高聚物讨论中，也可直接观看宽谱线的核磁共振来讨论聚 合物的形态和分子运动。化学位移同种核由于在分子中的化学环境不同而在不同的共振磁感应强度或共振频率 下显示汲取峰。考题回顾 为什么选用TMS (四甲基硅烷)作为标准物质？(1)结构对称，有12个化学环境相同的H,是一个单峰。少量的TMS即可测出共振信 号。(2)由于Si的电负性(1.9)比C的电负性(2.6)小，TMS质子

9、处在高电子密度区，屏蔽效 应强。产生共振信号所需的磁场强度比一般有机物中质子产生信号所需磁场强度都大，绝大 多数汲取峰均消失在它的左边。(3)化学性质不活泼，与样品不反应、不缔合。(4)易溶于有机溶剂，沸点低(27 ),简单回收样品。但不溶于水，用重水测谱时 要用其他标准物。自旋-自旋耦合相邻的碳原子上的自旋的H核通过成键电子传递而形成的相互作用。 这种作用会使相互作用的H核的化学位移都发生偏移，最终使谱图上呈现谱峰分裂，即自 旋-自旋分裂。分裂峰之间的距离即耦合常数。自旋系统由自旋-自旋耦合相互作用在一块的质子组成的基团，系统外任何核均不与系 统内的核发生耦合。考题回顾 按电负性的影响，焕氢

10、8值较烯氢应处于低场，但事实相反，为什么？烯氢位于双键以键环流效应产生的感生磁场与外加磁场方向全都的区域即去屏蔽区，故 其共振信号消失在低场，而快氢位于三键兀键环流效应产生的感应磁场与外加磁场所形成的 屏蔽区，故其共振信号消失在高场。由于环流效应比电负性对其共振信号的影响大，故最终 结果是焕氢位于高场。影响化学位移的因素：电负性强移向低场 烯燃比烷燃低场，快燃比烯煌高场 形成氢键移向低场 空间 位阻移向低场 如图为耦合作用的影响5.254.036.27H H H k：OCH3 H &6C=C交HZHZ 、HHZ 、H化学等价 分子中同类核处于相同的化学环境，有相同的化学位移。磁等价 分子中处于

11、相同的化学位移的一组核，同时对组外的其他任何核有着相同的耦 合常数。质子去耦技术 为了克服相邻氢核和碳核之间的耦合作用，以简化谱图的技术，有宽带 去耦、偏共振去耦、选择性去耦。顺磁性电子的自旋磁矩不为零的物质具有顺磁性。逆磁性 电子的自旋磁矩为零的物质具有逆磁性。自由基捕获剂 用具有某种特别结构的逆磁性的化合物与反应中产生的高活性短寿命 的自由基结合，生成较为稳定的自由基加成物，然后用ESR仪测定该加成物的共振谱图， 从超精细的共振谱图中判别自由基的结构的技术叫自旋标记,其中所用到的逆磁性化合物即 自由基捕获剂。（精细结构 磁核与磁核间的自旋-自旋耦合作用或未成对电子与未成对电子间的偶极- 偶

12、极作用所产生的谱图具有精细结构。超精细结构磁核和未成对电子间的相互作用所产生的谱图具有超精细结构。）有机质谱质谱 在高真空状态下，用高能量的电子轰击样品的蒸汽分子，打掉分子中的价电子, 形成带正电荷的离子，然后按质量与电荷之比收集这些离子，得到离子强度随质荷比的变化 的谱图。用线谱来表示，其横坐标为质荷比，表征碎片离子的质量数；纵坐标为丰度，表征 离子强度。分子离子 在高真空状态下用高能电子轰击样品蒸汽分子,使其失去一个价电子而形成 的带正电的离子。奇电子离子分子离子必带有未成对电子，故其是具有奇电子数的游离基。同位素离子 同位素在质谱中形成的离子叫同位素离子。分子离子峰是由丰度最大的轻同位素

13、组成的。碎片离子分子离子在高能电子的连续轰击下能进一步碎裂而形成的离子。重排离子原子或基团经重排后再开裂而形成的特别碎片离子。多电荷离子特别稳定的分子被打掉两个或多个电子而形成的离子。有机质谱中产生的离子有：分子离子、同位素离子、碎片离子、压稳离子、多电荷离子。 氮规章不含氮或含偶数氮的化合物其分子量必为偶数，含奇数氮的化合物其分子量必 为奇数。考题回顾 质谱图中质量数最大的峰肯定是分子离子峰吗？热分析：考题回顾 两种热分析一一DTA （差热分析）和DSC （示差扫描量热分析）的区分 电镜： 背散射电子 二次电子 汲取电子 透射电子 X射线 阴极荧光 电子-空穴对 俄歇电子透射电镜的衬度： 扫描电镜的衬度： 考题回顾透射电镜和扫描电镜的制样方法