无机非金属材料测试方法.pptx

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1、会计学1无机非金属材料测试方法无机非金属材料测试方法5 5 5 5晶体对晶体对晶体对晶体对X X射线的散射有哪两类？射线的散射有哪两类？射线的散射有哪两类？射线的散射有哪两类？X X X X射线衍射用射线衍射用射线衍射用射线衍射用的是哪一类？什么方向是晶体对的是哪一类？什么方向是晶体对的是哪一类？什么方向是晶体对的是哪一类？什么方向是晶体对X X射线的衍射方射线的衍射方射线的衍射方射线的衍射方向？向？向？向？答：晶体对X射线的散射有相干散射和不相干散射。X射线衍射用的是相干散射。晶体对X射线的衍射方向是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。第1页/共39页6.6.6.6.布拉格方程的表达式、阐

2、明的问题以及布拉格方程的表达式、阐明的问题以及布拉格方程的表达式、阐明的问题以及布拉格方程的表达式、阐明的问题以及所讨论的问题？所讨论的问题？所讨论的问题？所讨论的问题？答：布拉格方程有两种表达答：布拉格方程有两种表达 1)1)普通形式：普通形式：2dsin=n2dsin=n 2)2)标准形式：标准形式：2d2dhklhklsin=sin=布布拉拉格格方方程程阐阐明明的的问问题题:仅仅当当射射向向相相邻邻原原子子面面上上的的入入射射光光程程差差为为波波长长的的整整数数倍倍时时，相相邻邻面面的的反反射射波波才才能能干干涉涉加加强强形形成成衍衍射射线线，产产生生衍射。衍射。布拉格方程所讨论的问题：

3、布拉格方程所讨论的问题：1 1）一一组组晶晶面面（、d d定定）只只能能在在有有限限几几个个方方向向“反射反射”X X射线，且满足面间距射线，且满足面间距/2/2时时 2 2）由由d dhklhkl=d/n,=d/n,说说明明面面网网间间距距为为d dhklhkl的的面面网网的的n n级级衍射看成面网间距为衍射看成面网间距为d/nd/n的面网的一级衍射。的面网的一级衍射。第2页/共39页7.X7.X射线衍射束的相对积分强度与什么因素有关？射线衍射束的相对积分强度与什么因素有关？射线衍射束的相对积分强度与什么因素有关？射线衍射束的相对积分强度与什么因素有关？答答：由由于于X射射线线衍衍射射线线束

4、束的的相相对对积积分分强强度度为为I相相对对=F2P（）e-2MA(),由由式式知知相相对对积积分分强强度度与与结结构构因因子子F F，重重复复因因子子P P，角角因因子子（），温度温度因子因子e-2M，及吸收，及吸收因子因子A()有关。有关。第3页/共39页8.8.8.8.带心点阵带心点阵带心点阵带心点阵X X射线衍射系统消光规律？射线衍射系统消光规律？射线衍射系统消光规律？射线衍射系统消光规律？答：体心点阵：当h+k+l=2n+1时，产生消光 底心点阵：当h+k=2n+1时，产生消光 面心点阵：当h、k、l奇偶混杂时，产生消光第4页/共39页11.11.11.11.粉晶粉晶粉晶粉晶X X

5、X X射线衍射卡片（射线衍射卡片（射线衍射卡片（射线衍射卡片（JCPDSJCPDSJCPDSJCPDS或或或或PDFPDFPDFPDF卡片）检索手册的基本类型有哪卡片）检索手册的基本类型有哪卡片）检索手册的基本类型有哪卡片）检索手册的基本类型有哪几种？每种手册的编排特点是什么几种？每种手册的编排特点是什么几种？每种手册的编排特点是什么几种？每种手册的编排特点是什么?答：答：类型类型 编排特点编排特点字母索引字母索引 按物质英文名称的字母顺序按物质英文名称的字母顺序哈那瓦尔特索引哈那瓦尔特索引 8 8条强线条强线d d值按相对强度递减顺序排列值按相对强度递减顺序排列芬克索引芬克索引 8 8条强线

6、以条强线以d d值递减顺序排列值递减顺序排列 第5页/共39页13.13.13.13.对一张混合物相的对一张混合物相的对一张混合物相的对一张混合物相的X X X X射线衍射图进行定性分析时，应注意哪几个问射线衍射图进行定性分析时，应注意哪几个问射线衍射图进行定性分析时，应注意哪几个问射线衍射图进行定性分析时，应注意哪几个问题？优先考虑哪些衍射线？为什么？题？优先考虑哪些衍射线？为什么？题？优先考虑哪些衍射线？为什么？题？优先考虑哪些衍射线？为什么？答：应注意的问题是答：应注意的问题是（1 1）d d值值比比I/II/I1 1更更为为重重要要，比比对对的的d d值值必必须须相相当当符符合，一般只

7、能在小数点后第二位有分歧；合，一般只能在小数点后第二位有分歧；（2 2）重重视视小小角角度度区区域域的的衍衍射射线线，即即低低角角度度的的d d值值比比高角度的高角度的d d值更重要；值更重要；（3 3）强线比弱线重要；）强线比弱线重要；（4 4）特征线（即不与其它线重叠的线）重要；）特征线（即不与其它线重叠的线）重要；（5 5）结合其它信息，如成份、热处理过程等等；）结合其它信息，如成份、热处理过程等等；（6 6）借助其它分析测试方法共同表征。）借助其它分析测试方法共同表征。优先考虑小角度区域的衍射线，强线及特征线。优先考虑小角度区域的衍射线，强线及特征线。第6页/共39页15151515电

8、子束与物质相互作用可以获得哪些信息？电子束与物质相互作用可以获得哪些信息？电子束与物质相互作用可以获得哪些信息？电子束与物质相互作用可以获得哪些信息？答：可以获得以下七种信息：（1）透射电子 （2）二次电子 （3）背散射电子 （4）特征X射线（5）阴极荧光 （6）俄歇电子 （7）吸收电子第7页/共39页17.17.17.17.透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型？产生机制是什透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型？产生机制是什透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型？产生机制是什透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型？产生机制是什么？么？么？么？答：透射电子显微镜的电子显微图像

9、包括振幅衬度和相位衬度。答：透射电子显微镜的电子显微图像包括振幅衬度和相位衬度。答：透射电子显微镜的电子显微图像包括振幅衬度和相位衬度。答：透射电子显微镜的电子显微图像包括振幅衬度和相位衬度。（1 1 1 1）相位衬度：透射束与散射束相互干涉引起的。）相位衬度：透射束与散射束相互干涉引起的。）相位衬度：透射束与散射束相互干涉引起的。）相位衬度：透射束与散射束相互干涉引起的。（2 2 2 2）振振振振幅幅幅幅衬衬衬衬度度度度：a a a a、质质质质厚厚厚厚衬衬衬衬度度度度，非非非非晶晶晶晶试试试试样样样样中中中中各各各各部部部部分分分分厚厚厚厚度度度度和和和和密密密密度度度度差差差差别别别别导

10、导导导致致致致对对对对入入入入射射射射电电电电子子子子的的的的散散散散射射射射程程程程度度度度不不不不同同同同引引引引起起起起的的的的：b b b b、衍衍衍衍射射射射衬衬衬衬度度度度，晶晶晶晶体体体体薄薄薄薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同而引起的。膜内各部分满足衍射条件的程度不同而引起的。膜内各部分满足衍射条件的程度不同而引起的。膜内各部分满足衍射条件的程度不同而引起的。第8页/共39页19191919散射衬度与什么因素有关？这种图像主要用来观察什么散射衬度与什么因素有关？这种图像主要用来观察什么散射衬度与什么因素有关？这种图像主要用来观察什么散射衬度与什么因素有关？这种图像主要用来观察什

11、么？答答：散散射射衬衬度度也也称称为为质质厚厚衬衬度度，它它是是指指穿穿过过样样品品且且散散射射角角度度小小的的那那些些电电子子即即弹弹性性散散射射所所形形成成的的衬衬度度，散散射射衬衬度度与与样样品品的的密密度度、原原子子序序数数、厚厚度度等等因因素素有有关关，这这种种图图像像主主要要用用来来观观察察非非晶晶试试样样和和复复形形膜膜样样品品所所成成图图像。像。第9页/共39页20202020散射衬度像上试样厚、密度大的地方图像显得暗，为什散射衬度像上试样厚、密度大的地方图像显得暗，为什散射衬度像上试样厚、密度大的地方图像显得暗，为什散射衬度像上试样厚、密度大的地方图像显得暗，为什么？么？么？

12、么？答答：由由于于散散射射衬衬度度即即质质厚厚衬衬度度与与试试样样的的密密度度、原原子子序序数数及及试试样样厚厚度度有有关关，对对于于同同一一物物质质的的试试样样、原原子子序序数数相相同同，试试样样厚厚的的地地方方，散散射射电电子子穿穿过过样样品品所所走走的的路路程程长长，散散射射损损失失能能量量大大，散散射射角角大大，图图像像就就较较暗暗，试试样样密密度度大大的的地地方方，入入射射电电子子与与样样品品内内电电子子或或原原子子核核碰碰撞撞的的几几率率大大、次次数数多多，散散射射损损失失能能量量大大，散散射射角角亦亦大大，图图像像就就比比较暗。较暗。所以，散射衬度像上的试样厚、密度大的地方图像显

13、得暗。所以，散射衬度像上的试样厚、密度大的地方图像显得暗。第10页/共39页21212121衍衬象的衬度是怎么产生的？利用这种图像可观察干什么？衍衬象的衬度是怎么产生的？利用这种图像可观察干什么？衍衬象的衬度是怎么产生的？利用这种图像可观察干什么？衍衬象的衬度是怎么产生的？利用这种图像可观察干什么？答答：衍衍射射衬衬度度是是由由晶晶体体薄薄膜膜内内各各部部分分满满 足足衍衍射射条条件件的的程程度度不不同同而而形形成成的的衬衬度度。根根据据衍衍射射衬衬度度原原理理形形成成的的电电子子图图像像称称为为衍衍射射衬衬度度像像，利利用用这这种种图图像像可可观观察察晶晶体体缺缺陷陷，如如位错、层错等。位错

14、、层错等。第11页/共39页22.22.22.22.何谓明场象？何谓暗场象？何谓明场象？何谓暗场象？何谓明场象？何谓暗场象？何谓明场象？何谓暗场象？答答：用用物物镜镜光光栏栏挡挡去去衍衍射射束束，让让透透射射束束成成像像，有有衍衍射射的的为为暗暗象象，无无衍衍射射的的为为明明象象，这这样样形成的为明场象；形成的为明场象；暗暗场场像像指指用用物物镜镜光光栏栏挡挡去去透透射射束束及及其其余余衍衍射射束束，让让一一束束强强衍衍射射束束成成像像，则则无无衍衍射射的为暗像，有衍射的为明像。的为暗像，有衍射的为明像。第12页/共39页24242424何谓二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？

15、何谓二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？何谓二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？何谓二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？答答答答：二二二二次次次次电电电电子子子子是是是是指指指指在在在在入入入入射射射射电电电电子子子子作作作作用用用用下下下下被被被被轰轰轰轰击击击击出出出出来来来来并并并并离离离离开开开开样样样样品品品品表表表表面面面面的的的的原原原原子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：子的核外电子，

16、二次电子的衬度与两个因素有关：子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：（1 1 1 1）入入入入射射射射电电电电子子子子的的的的能能能能量量量量，入入入入射射射射电电电电子子子子能能能能量量量量在在在在2-3KW2-3KW2-3KW2-3KW时时时时，二二二二次次次次电电电电子子子子发发发发射射射射系系系系数数数数达到最大，衬度明显达到最大，衬度明显达到最大，衬度明显达到最大，衬度明显（2 2 2 2）入入入入 射射射射 电电电电 子子子子 束束束束 在在在在 试试试试 样样样样 表表表表 面面面面 的的的的 倾倾倾倾 斜斜斜斜 角角角角 度度度度，因因因因 为为为为（）=0 0 0 0/

17、cos,/cos,/cos,/cos,0 0 0 0为为为为=0=0=0=0 时时时时的的的的二二二二次次次次电电电电子子子子系系系系数数数数，当当当当倾倾倾倾斜斜斜斜角角角角度度度度增增增增加加加加时时时时，二二二二次次次次电电电电子子子子发发发发射射射射系系系系数数数数增增增增大大大大，衬衬衬衬度度度度也也也也明明明明显显显显，二二二二次次次次电电电电子子子子像像像像也也也也最最最最适宜观察试样的表面形貌。适宜观察试样的表面形貌。适宜观察试样的表面形貌。适宜观察试样的表面形貌。第13页/共39页25.25.25.25.何谓背散射电子？扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？何谓背散射电子？

18、扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？何谓背散射电子？扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？何谓背散射电子？扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？为什么？最适宜观察什么？答答：背背散散射射电电子子是是指指入入射射电电子子与与试试样样的的相相互互作作用用经经多多次次散散射射后后，重重新新逸逸出出试试样样表表面面的的电电子子，背背散散射射电电子子衬衬度度与与试试样样的的形形貌貌及及成成分分有有关关，因因为为背背散散射射电电子子的的产产额额随随试试样样原原子子序序数数的的增增大大而而增增大大，其其来来自自试试样样表表面面几

19、几百百纳纳米米的的深深度度范范围围，背背散散射射电电子子衬衬度度最最适适宜宜观观察察试试样样的的平均原子序数兼形貌。平均原子序数兼形貌。第14页/共39页26262626扫描电镜中二次电子像为什么比背散射电子像的分辨率更高？扫描电镜中二次电子像为什么比背散射电子像的分辨率更高？扫描电镜中二次电子像为什么比背散射电子像的分辨率更高？扫描电镜中二次电子像为什么比背散射电子像的分辨率更高？答：（1）二次电子来自试样表面很浅的深度，信息束斑小，分辩率高，背散射电子是来自试样表面较深的范围，信息束斑大，分辨率小。（2）二次电子像无影像，背散射电子像是有影像的，因此，二次电子像分辨率高。第15页/共39页

20、27272727电子探针电子探针电子探针电子探针X X X X射线显微分析有哪两大类？具体的分析方法有哪些？射线显微分析有哪两大类？具体的分析方法有哪些？射线显微分析有哪两大类？具体的分析方法有哪些？射线显微分析有哪两大类？具体的分析方法有哪些？答：可分为波谱分析和能谱分析两大类答：可分为波谱分析和能谱分析两大类 具具体体的的分分析析方方法法有有定定点点定定性性分分析析，定定点点定量分析，线扫描分析和面扫描分析。定量分析，线扫描分析和面扫描分析。第16页/共39页32.32.32.32.差热分析（差热分析（差热分析（差热分析（DTADTADTADTA）的定义是什么？这种分析技术有何用？）的定义

21、是什么？这种分析技术有何用？）的定义是什么？这种分析技术有何用？）的定义是什么？这种分析技术有何用？答：差热分析（DTA）是指在程序控制温度下,测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法,差热分析方法能较精确的测定和记录一些物质在加热过程中发生的失水、分解、相变、氧化还原、升华、熔融、晶格破坏和重建，以及物质间的相互作用等一系列的物理化学现象，并借以判断物质的组成和反应机理。第17页/共39页35.35.35.35.差热曲线峰谷产生原因有哪些？差热曲线鉴定物质的依据是什么差热曲线峰谷产生原因有哪些？差热曲线鉴定物质的依据是什么差热曲线峰谷产生原因有哪些？差热曲线鉴定物质的依据是什么差热曲线峰

22、谷产生原因有哪些？差热曲线鉴定物质的依据是什么？优先考虑什么？优先考虑什么？优先考虑什么？优先考虑什么？答：差热曲线峰谷即表示吸放热过程，产生的原因可能发生了以下物理化学变化：放热：熔融、化合反应、重结晶、氧化反应、燃烧吸热：脱水反应、分解反应、还原反应、蒸发、升华等各种有热效应伴随的物理化学变化。第18页/共39页鉴鉴定定物物质质的的依依据据是是：峰峰位位置置所所对对应应的的温温度度尤尤其其是是外外延延起起始始温温度度是是鉴鉴别别物物质质及及其其变变化化的的定定性性依依据据，峰峰面面积积是是反反映映热热效效应应总总热热量量，是是定定量量计计算算热热效效应应的的依依据据，峰峰的的形形状状则则可

23、可求求得得热热效效应应的的动动力力学学参参数数；试试样样在在升升温温或或降降温温过过程程中中的的物物理理化化学学变变化化是是试试样样本本身身的的热热特特性性，相相对对应应差差热热曲曲线线也也具具有有其其本本身身特特性性，借借此此可可以以判判定定物质的组成及反应机理。物质的组成及反应机理。优优先先考考虑虑的的是是峰峰位位置置及及峰峰面面积积，根根据据峰峰位位置置定定性性鉴鉴别别物物质质，测测出出反反应应峰峰的的面面积积可可求求出出HH，从从而确定反应物质的名称及含量而确定反应物质的名称及含量第19页/共39页36.36.36.36.差示扫描量热分析（差示扫描量热分析（差示扫描量热分析（差示扫描量

24、热分析（DSCDSCDSCDSC）的定义是什）的定义是什）的定义是什）的定义是什么？与么？与么？与么？与DTADTADTADTA有何异同？有何异同？有何异同？有何异同？答答：差差示示扫扫描描量量热热分分析析是是把把试试样样和和参参比比物物的的温温度度差差保保持持为为零零时时，所所需需要要的的能能量量对对温温度度或或时时间间关关系系的的一一种种技技术。术。DSCDSC与与DTADTA相相似似，所所不不同同的的是是试试样样和和参参比比物物的的容容器器下下设设置置了了一一组组补补偿偿加加热热丝丝，试试样样的的热热量量变变化化由由输输入入电电功功率率来来补补偿偿，在在DSCDSC中中由由于于与与参参比

25、比物物无无温温差差，无无热热传传递递，因此，因此，DSCDSC损失低，可定量分析。损失低，可定量分析。DSCDSC与与DTADTA相相比比，两两者者的的共共同同点点为为：两两者者都都是是通通过过加加热热过过程程所所产产生生的的热热效效应应来来分分析析试试样样的的物物理理化化学学变变化化，曲曲线线形形貌貌和和分分析析方方法法类类似似，不不同同点点为为：1 1）DTADTA测测的的是是温温度度差差，DSCDSC测测量量的的是是能能量量差差（功功率率差差或或热热流流差差）2 2）DTADTA测测量量的的温温度度比比DSCDSC更更高高，DSCDSC测测量量的的精精度度比比DTADTA更高。更高。第2

26、0页/共39页37.DTA37.DTA37.DTA37.DTA与与与与TGTGTGTG在综合热分析曲线在综合热分析曲线在综合热分析曲线在综合热分析曲线DTA-TGDTA-TGDTA-TGDTA-TG上有怎样的对应关系？上有怎样的对应关系？上有怎样的对应关系？上有怎样的对应关系？答答：热热重重分分析析适适用用于于加加热热或或冷冷却却过过程程中中有有质质量量变变化化的的一一切切物物质质，配配合合差差热热分分析析法法，能能对对这这些些物物资资进进行行精精确确的的鉴鉴定定，一一般般情情况况下下，TGTG曲曲线线上上曲曲线线急急剧剧下下降降的的曲曲线线段段对对应应的的是是DTADTA曲曲线线上上向向下下

27、的的峰峰，但但DTADTA曲曲线线上上的的峰峰不不一一定定都都对对应应着着TGTG曲曲线线上上急急剧剧下下降降的的曲曲线线段段，因因为为也也可可能能是是热热量量发发生生变变化化而而质质量量不不变变的的过程。过程。第21页/共39页38.38.38.38.什么是外推始点温度什么是外推始点温度什么是外推始点温度什么是外推始点温度?曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率切线的交点。在峰的前沿最大斜率点的切线与外推基线的交点 第22页/共39页39.39.39.39.振动光谱有哪两种类型？价键或基团的振动有哪些类型？哪种振振动光谱有哪两种类型？价键或基团的振动有哪些类型？哪种振振动光谱有哪两种类型？

28、价键或基团的振动有哪些类型？哪种振振动光谱有哪两种类型？价键或基团的振动有哪些类型？哪种振动的频率较高？哪种振动的频率较低？动的频率较高？哪种振动的频率较低？动的频率较高？哪种振动的频率较低？动的频率较高？哪种振动的频率较低？答：答：振动光谱有红外吸收光谱和激光拉曼光谱两种类型。振动光谱有红外吸收光谱和激光拉曼光谱两种类型。价价键键或或基基团团的的振振动动有有伸伸缩缩振振动动和和弯弯曲曲振振动动。其其中中伸伸缩缩振振动动分分为为对对称称伸伸缩缩振振动动和和非非对对称称伸伸缩缩振振动动；弯弯曲曲振振动动则则分分为为面面内内弯弯曲曲（剪剪式式弯弯曲曲振动、面内摇摆振动）和面外弯曲（扭曲振动、面外摇

29、摆振动）。振动、面内摇摆振动）和面外弯曲（扭曲振动、面外摇摆振动）。伸缩振动频率较高，弯曲振动频率较低伸缩振动频率较高，弯曲振动频率较低。第23页/共39页41.41.41.41.说明红外光谱产生的机理与条件？说明红外光谱产生的机理与条件？说明红外光谱产生的机理与条件？说明红外光谱产生的机理与条件？产产生生机机理理：当当用用红红外外光光波波长长范范围围的的光光源源照照射射物物质质时时，物物质质因因受受光光的的作作用用，引引起起分分子子或或原原子子基基团团的的振振动动从从而而产产生生对对光光的的吸吸收收。使使光光的的透透射射强强度度减减弱弱，用用光光波波波波长长（或或波波数数）对对光光的的透透过

30、过率率作作图图，便便可可得得到红外光谱到红外光谱 产产生生条条件件：1 1）辐辐射射应应具具有有能能满满足足物物质质产产生生振振动动跃跃迁迁所所需需的的能能量量，即振动的频率与红外光谱谱段的某频率相等。即振动的频率与红外光谱谱段的某频率相等。2 2）振动中有偶极矩变化）振动中有偶极矩变化 第24页/共39页42.42.42.42.红外光谱图的四大表象（四要素）红外光谱图的四大表象（四要素）红外光谱图的四大表象（四要素）红外光谱图的四大表象（四要素）是什么？谱峰三要素是什么？是什么？谱峰三要素是什么？是什么？谱峰三要素是什么？是什么？谱峰三要素是什么？答：四大表象:谱带的位置、谱带的强度、谱带的

31、形状、谱带的数目。谱峰三要素：峰位置、峰强度、峰形状。第25页/共39页红外光谱与拉曼光谱比较红外光谱与拉曼光谱比较1)1)红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区,反映的反映的反映的反映的都是分子振动的信息，同属分子振都是分子振动的信息，同属分子振都是分子振动的信息，同属分子振都是分子振动的信息，同属分子振(转转转转)动光谱动光谱动光谱动光谱.对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与拉曼

32、位移相等，均代表第一振动能级的能量。拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。2)2)红外光谱的入射光及检测光都是红外光，红外红外光谱的入射光及检测光都是红外光，红外红外光谱的入射光及检测光都是红外光，红外红外光谱的入射光及检测光都是红外光，红外光谱是吸收光谱。而拉曼光谱的入射光和散光谱是吸收光谱。而拉曼光谱的入射光和散光谱是吸收光谱。而拉曼光谱的入射光和散光谱是吸收光谱。而拉曼光谱的入射光和散射光大多是可见光。拉曼光谱为散射光谱，射光大多是可见光。拉曼光谱为散射光谱，射光大多是可见光。拉曼光谱为散射光谱，射光大多是

33、可见光。拉曼光谱为散射光谱，3)3)机理不同：拉曼散射过程来源于分子的诱导偶机理不同：拉曼散射过程来源于分子的诱导偶机理不同：拉曼散射过程来源于分子的诱导偶机理不同：拉曼散射过程来源于分子的诱导偶极矩，与分子极化率的变化相关。红外吸收极矩，与分子极化率的变化相关。红外吸收极矩，与分子极化率的变化相关。红外吸收极矩，与分子极化率的变化相关。红外吸收过程与分子永久偶极矩的变化相关，过程与分子永久偶极矩的变化相关，过程与分子永久偶极矩的变化相关，过程与分子永久偶极矩的变化相关，第26页/共39页中红外吸收光谱的区域如何划分？中红外吸收光谱的区域如何划分？答：中红外光谱区分成答：中红外光谱区分成答：中

34、红外光谱区分成答：中红外光谱区分成:基团频率区和指纹区基团频率区和指纹区基团频率区和指纹区基团频率区和指纹区 基团频率区（官能团区）基团频率区（官能团区）基团频率区（官能团区）基团频率区（官能团区）:4000 cm:4000 cm-1-1-1400 cm-1400 cm-1-1由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，由伸缩振动产生的吸收带，比较稀疏，容易辨认，常用于鉴定官能团。其中：常用于鉴定官能团。其中：常用于鉴定官能团。其中：常用于鉴定官能团。其中：（1 1）4000-2500 cm4000-250

35、0 cm-1-1 X-H X-H伸缩振动区，伸缩振动区，伸缩振动区，伸缩振动区，X X可以是可以是可以是可以是OO、NN、C C或或或或S S等原子。等原子。等原子。等原子。（2 2）2500-1900 2500-1900 为叁键和累积双键伸缩振动区。为叁键和累积双键伸缩振动区。为叁键和累积双键伸缩振动区。为叁键和累积双键伸缩振动区。（3 3）1900-1200 cm1900-1200 cm-1-1为双键伸缩振动区为双键伸缩振动区为双键伸缩振动区为双键伸缩振动区无机物中；除水、无机物中；除水、无机物中；除水、无机物中；除水、OHOH-外，外，外，外，CO2CO2、CO3CO32-2-、N-HN

36、-H等少数键有振动吸收等少数键有振动吸收等少数键有振动吸收等少数键有振动吸收.第27页/共39页指纹区指纹区指纹区指纹区:单键的伸缩振动和变形振动产生的谱带，单键的伸缩振动和变形振动产生的谱带，单键的伸缩振动和变形振动产生的谱带，单键的伸缩振动和变形振动产生的谱带，与整个分子的结构有关。吸收带数量密集而与整个分子的结构有关。吸收带数量密集而与整个分子的结构有关。吸收带数量密集而与整个分子的结构有关。吸收带数量密集而复杂复杂复杂复杂（1 1）1400cm1400cm-1-1-900 cm-900 cm-1-1区域区域区域区域 C-OC-O、C-NC-N、C-FC-F、C-PC-P、C-SC-S、

37、P-OP-O、Si-OSi-O等等等等单键的伸缩振动单键的伸缩振动单键的伸缩振动单键的伸缩振动 C=SC=S、S=OS=O、P=OP=O等双键的伸缩振动吸收。等双键的伸缩振动吸收。等双键的伸缩振动吸收。等双键的伸缩振动吸收。其中其中其中其中 1375 cm1375 cm-1-1的谱带为甲基的的谱带为甲基的的谱带为甲基的的谱带为甲基的 C-HC-H对称弯曲振对称弯曲振对称弯曲振对称弯曲振动，对识别甲基十分有用，动，对识别甲基十分有用，动，对识别甲基十分有用，动，对识别甲基十分有用，C-OC-O的伸缩振动在的伸缩振动在的伸缩振动在的伸缩振动在13001000 cm13001000 cm-1-1 ，

38、是该区域最强的峰，也较易，是该区域最强的峰，也较易，是该区域最强的峰，也较易，是该区域最强的峰，也较易识别。识别。识别。识别。（2 2）900-650 cm900-650 cm-1-1 ：确认化合物的顺反构型：确认化合物的顺反构型：确认化合物的顺反构型：确认化合物的顺反构型（3 3）无机化合物的红外吸收基频基本上都处于）无机化合物的红外吸收基频基本上都处于）无机化合物的红外吸收基频基本上都处于）无机化合物的红外吸收基频基本上都处于1500cm1500cm-1-1以下。以下。以下。以下。第28页/共39页43.43.43.43.利用红外光谱分析鉴定物质结构的依据是什么？优先考利用红外光谱分析鉴定

39、物质结构的依据是什么？优先考利用红外光谱分析鉴定物质结构的依据是什么？优先考利用红外光谱分析鉴定物质结构的依据是什么？优先考虑什么？虑什么？虑什么？虑什么？答答：依依据据：（1 1）根根据据特特征征频频率率判判断断基基团团是是否否存存在在，要要同同时时涉涉及及到到峰峰的的强强度度和和峰峰的的形形状状，即即考考虑虑谱谱峰峰三三要要素素。（2 2）同同一一基基团团的的几几种种振振动动吸吸收收是是同同时时存存在在的的，只只有有当当基基团团频频率率和和指指纹纹频频率率同同时时存存在在时时，才才能能判判断断基基团团存存在在。（3 3）分分析析时时先先看看高高频频的的基基团团频频率率，再再看看低低频频区区

40、的的指指纹纹频频率率。（4 4）若若前前面面有有，后后面面无无，可可考考虑虑是是否否由由于于峰峰小小出出不来；若前面无，后面有，则一定不能判定该基团存在。不来；若前面无，后面有，则一定不能判定该基团存在。应优先考虑应优先考虑特征频率特征频率第29页/共39页44.44.44.44.何谓拉曼光谱？说明拉曼光谱产生的机理与条件？何谓拉曼光谱？说明拉曼光谱产生的机理与条件？何谓拉曼光谱？说明拉曼光谱产生的机理与条件？何谓拉曼光谱？说明拉曼光谱产生的机理与条件？答答：拉拉曼曼光光谱谱是是用用单单色色光光束束照照射射在在样样品品上上，产产生生拉拉曼曼效效应应（散散射射光光中中散散射射强强度度中中约约有有

41、1%1%的的光光频频率率与与入入射射光光束束的的频频率率不不同同。除除在在入入射射光光频频率率处处有有一一强强的的瑞瑞利利散散射射线线外外，在在它它的的较较高高和和较较低低频频率率处处还还有有比比它弱得多的谱线），观察到弱的谱线。它弱得多的谱线），观察到弱的谱线。拉拉曼曼光光谱谱产产生生条条件件：分分子子中中某某个个基基团团的的振振动动频频率率与与单单色色光光频频率率一一致致且且同时分子的极化率改变。同时分子的极化率改变。第30页/共39页45.45.45.45.拉曼位移是什么？拉曼谱图的表示法？拉曼位移是什么？拉曼谱图的表示法？拉曼位移是什么？拉曼谱图的表示法？拉曼位移是什么？拉曼谱图的表示

42、法？答：拉曼位移即为拉曼散射光与入射光频率之差。它只与能级差有关，与入射光波长无关。分子由态到激发态产生负拉曼位移，分子由激发态到基态产生正拉曼位移 拉曼谱图的横坐标为拉曼位移，纵坐标为强度。第31页/共39页46.46.46.46.红外与拉曼活性判断规律？指出下列分子的红外与拉曼活性判断规律？指出下列分子的红外与拉曼活性判断规律？指出下列分子的红外与拉曼活性判断规律？指出下列分子的振动方式哪些具有红外活性、哪些具有拉曼活性。振动方式哪些具有红外活性、哪些具有拉曼活性。振动方式哪些具有红外活性、哪些具有拉曼活性。振动方式哪些具有红外活性、哪些具有拉曼活性。为什么？为什么？为什么？为什么？（1

43、1 1 1）OO2 2 H H2 2 （2 2 2 2）HH2 2 O O的对称伸缩振动、的对称伸缩振动、的对称伸缩振动、的对称伸缩振动、反对称伸缩振动和弯曲振动。反对称伸缩振动和弯曲振动。反对称伸缩振动和弯曲振动。反对称伸缩振动和弯曲振动。答答答答：活活活活性性性性判判判判断断断断规规规规律律律律：偶偶偶偶极极极极矩矩矩矩变变变变有有有有红红红红外外外外活活活活性性性性，反反反反之之之之没没没没有有有有。极极极极化化化化率率率率变变变变有有有有拉拉拉拉曼曼曼曼活活活活性性性性，反反反反之之之之没没没没有有有有，有有有有对对对对称称称称中中中中心心心心的的的的分分分分子子子子其其其其分分分分子

44、子子子振振振振动动动动对对对对红红红红外外外外和和和和拉拉拉拉曼曼曼曼之之之之一一一一有有有有活活活活性性性性，则则则则另另另另一一一一非非非非话话话话性性性性，无无无无对对对对称称称称中中中中心心心心的的的的分分分分子子子子其其其其分分分分子子子子振振振振动动动动对对对对红红红红外外外外和和和和拉拉拉拉曼曼曼曼都是有活性的。都是有活性的。都是有活性的。都是有活性的。（1 1 1 1）OO2 2 HH2 2 分分分分子子子子的的的的振振振振动动动动具具具具有有有有拉拉拉拉曼曼曼曼活活活活性性性性，因因因因为为为为其其其其振振振振动动动动中中中中并没有偶极矩的变化，有极化率的变化。并没有偶极矩的

45、变化，有极化率的变化。并没有偶极矩的变化，有极化率的变化。并没有偶极矩的变化，有极化率的变化。（2 2 2 2）HH2 2 OO的的的的对对对对称称称称伸伸伸伸缩缩缩缩振振振振动动动动、反反反反对对对对称称称称伸伸伸伸缩缩缩缩振振振振动动动动和和和和弯弯弯弯曲曲曲曲振振振振动动动动对对对对红红红红外外外外和和和和拉拉拉拉曼曼曼曼都都都都具具具具有有有有活活活活性性性性，因因因因为为为为水水水水分分分分子子子子为为为为无无无无对对对对称称称称中中中中心心心心的的的的分分分分子子子子，其其其其振振振振动动动动同同同同时时时时使使使使偶偶偶偶极极极极矩矩矩矩和和和和极极极极化化化化率率率率产产产产生

46、生生生变变变变化。化。化。化。第32页/共39页47.47.47.47.红外与拉曼光谱分析相比较，拉曼光谱在结构分析中的特点是什红外与拉曼光谱分析相比较，拉曼光谱在结构分析中的特点是什红外与拉曼光谱分析相比较，拉曼光谱在结构分析中的特点是什红外与拉曼光谱分析相比较，拉曼光谱在结构分析中的特点是什么？么？么？么？答答答答：拉拉拉拉曼曼曼曼光光光光谱谱谱谱是是是是分分分分子子子子对对对对激激激激光光光光的的的的散散散散射射射射，强强强强度度度度由由由由分分分分子子子子极极极极化化化化率率率率决决决决定定定定，其其其其适适适适用用用用于于于于研研研研究究究究同同同同原原原原子子子子的的的的非非非非极

47、极极极性性性性键键键键振振振振动动动动，与与与与红红红红外外外外光光光光谱谱谱谱分分分分析析析析相相相相比比比比，拉拉拉拉曼曼曼曼光光光光谱谱谱谱的的的的特点：特点：特点：特点：1 1 1 1）光谱范围较红外光谱宽，为）光谱范围较红外光谱宽，为）光谱范围较红外光谱宽，为）光谱范围较红外光谱宽，为40-400040-400040-400040-4000cmcm-1-1；2 2）水可以作溶剂；）水可以作溶剂；）水可以作溶剂；）水可以作溶剂；3 3）样样样样品品品品可可可可盛盛盛盛于于于于玻玻玻玻璃璃璃璃瓶瓶瓶瓶，毛毛毛毛细细细细管管管管等等等等容容容容器器器器中中中中直直直直接接接接测测测测定；定

48、；定；定；4 4）固体样品可直接测定；）固体样品可直接测定；）固体样品可直接测定；）固体样品可直接测定；5 5）激激激激光光光光方方方方向向向向性性性性强强强强，光光光光束束束束发发发发散散散散小小小小（1-21-2）可可可可测测测测定定定定一定深度的微区样品；如测包裹体中的物质；一定深度的微区样品；如测包裹体中的物质；一定深度的微区样品；如测包裹体中的物质；一定深度的微区样品；如测包裹体中的物质；6)6)合频、倍频谐波少甚至无；图谱简单。合频、倍频谐波少甚至无；图谱简单。合频、倍频谐波少甚至无；图谱简单。合频、倍频谐波少甚至无；图谱简单。第33页/共39页48什么叫光电效应？什么叫光电效应？

49、答：当具有一定能量答：当具有一定能量h的入射的入射光子与样品中的原子相互作用光子与样品中的原子相互作用时，单个光子把全部能量交换时，单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚的给原子某壳层上一个受束缚的电子，这个电子就获得了这个电子，这个电子就获得了这个能量。如果该能量大于该电子能量。如果该能量大于该电子的结合能的结合能Eb，该电子就将脱，该电子就将脱离原来受束缚的能级；若还有离原来受束缚的能级；若还有多余的能量可以使电子克服功多余的能量可以使电子克服功函数函数W，则电子就成为自由电，则电子就成为自由电子、并获得一定的动能子、并获得一定的动能Ek，并且并且h=Eb+Ek+W。该过程就。该过

50、程就称为光电效应。称为光电效应。第34页/共39页4949X X射线光电子能谱法的基本射线光电子能谱法的基本原理？原理？答答：利利用用X X射射线线光光子子激激发发原原子子的的内内层层电电子子，产产生生光光电电子子：不不同同元元素素的的内内层层能能级级的的电电子子结结合合能能具具有有特特定定的的值值；通通过过测测定定这这些些特特定定的的值值可可定定性性鉴鉴定定除除H H和和HeHe之之外外的的全全部部元元素素；对对峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析。峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析。第35页/共39页50什么是化学位移？什么是化学位移？答答：由由于于原原子子所所处处的的化化学学环环境境不