材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用復(fù)習(xí)(共22頁(yè))

1、材料結(jié)構(gòu)(jigu)表征及應(yīng)用復(fù)習(xí)資料-2013材料(cilio)化學(xué)緒論(xln)材料研究的四大要素：材料的固有性質(zhì)、材料的結(jié)構(gòu)、材料的使用性能、材料的合成與加工；材料的固有性質(zhì)大都取決于物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)。材料結(jié)構(gòu)表征的三大任務(wù)及主要測(cè)試技術(shù)：化學(xué)成分分析：傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)、質(zhì)譜、色譜、紅外光譜、核磁共振、X射線光電子能譜；結(jié)構(gòu)測(cè)定： X射線衍射、電子衍射、中子衍射、熱分析；形貌觀察：光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡；紅外光譜及激光拉曼光譜2.1 紅外光譜的基本原理紅外光譜定義：當(dāng)用一束具有連續(xù)波長(zhǎng)的紅外光照射物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的分子就要吸收一定波長(zhǎng)的紅外光的光

2、能，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥恼駝?dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能，從而引起分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。通過(guò)儀器記錄下不同波長(zhǎng)的透過(guò)率(或吸光度)的變化曲線，即是該物質(zhì)的紅外吸收光譜。中紅外區(qū)波數(shù)范圍：4000-400cm-1；簡(jiǎn)正振動(dòng)振動(dòng)自由度（3n-6或3n-5)。簡(jiǎn)正振動(dòng)的特點(diǎn)是，分子質(zhì)心在振動(dòng)過(guò)程中保持不變，所有的原子都在同一瞬間通過(guò)各自的平衡位置。每個(gè)簡(jiǎn)正振動(dòng)代表一種振動(dòng)方式，有它自己的特征振動(dòng)頻率。簡(jiǎn)正振動(dòng)類型主要分為兩大類，即伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)。伸縮振動(dòng)是指原子沿著鍵軸方向伸縮使鍵長(zhǎng)發(fā)生變化的振動(dòng)；彎曲振動(dòng)即指的是鍵角發(fā)生變化的振動(dòng)實(shí)際觀測(cè)到的紅外基頻吸收數(shù)目卻往往少于3n-6個(gè),為什么?如振動(dòng)過(guò)程中分子不發(fā)生瞬

3、間偶極矩變化，則不引起紅外吸收；頻率完全相同的振動(dòng)彼此發(fā)生簡(jiǎn)并；強(qiáng)寬峰往往要覆蓋與它頻率相近的弱而窄的吸收峰；吸收強(qiáng)度太弱，以致無(wú)法測(cè)定；吸收峰落在中紅外區(qū)之外。分子吸收紅外輻射必須滿足的條件？只有在振動(dòng)過(guò)程中，偶極矩發(fā)生變化的那種振動(dòng)方式才能吸收紅外輻射，從而在紅外光譜中出現(xiàn)吸收譜帶。這種振動(dòng)方式稱為紅外活性的。反之，在振動(dòng)過(guò)程中偶極矩不發(fā)生改變的振動(dòng)方式是紅外非活性的，雖有振動(dòng)，但不能吸收紅外輻射。振動(dòng)光譜的躍遷規(guī)律是=1,2,。因此當(dāng)吸收的紅外輻射其能量與能力間的躍遷相當(dāng)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生吸收譜帶。吸收譜帶的強(qiáng)度(qingd)決定于？主要由振動(dòng)過(guò)程中偶極矩的變化以及振動(dòng)能級(jí)躍遷幾率兩個(gè)因素決定。

4、振動(dòng)時(shí)偶極矩變化愈大，吸收強(qiáng)度愈大。一般極性比較強(qiáng)的分子(fnz)或基團(tuán)吸收強(qiáng)度都比較大。2.2 紅外光譜(gungp)與分子結(jié)構(gòu)紅外光譜分區(qū):官能團(tuán)區(qū)(40001330 cm1)、指紋區(qū)(1330400cm-1)基團(tuán)特征頻率定義？具有相同化學(xué)鍵或官能團(tuán)的一系列化合物有近似共同的吸收頻率，這種頻率成為基團(tuán)特征頻率。影響基團(tuán)頻率的因素？?jī)?nèi)部因素;誘導(dǎo)效應(yīng) 在具有一定極性的共價(jià)鍵中，隨著取代基的電負(fù)性不同而產(chǎn)生不同程度的靜電誘導(dǎo)作用，引起分子中電荷分布的變化，從而改變了鍵的力常數(shù)，使基團(tuán)頻率發(fā)生變化。共軛效應(yīng) 構(gòu)成多重鍵的電子云在一定程度上是可以極化的，故可以認(rèn)為具有一些可動(dòng)性，是的參與共軛的鍵，

5、被都收到共軛效應(yīng)的影響，鍵長(zhǎng)平均化，整個(gè)體系獲得共振能，增加了穩(wěn)定性。鍵應(yīng)力效應(yīng) 由于結(jié)合條件而使得原本以一定角度成鍵的鍵角發(fā)生改變，引起鍵能變化，從而使的振動(dòng)頻率產(chǎn)生位移。氫鍵效應(yīng) 對(duì)于伸縮振動(dòng)來(lái)說(shuō)，氫鍵越強(qiáng)，譜帶越寬，吸收強(qiáng)度越強(qiáng)，而且像低頻方向位移越大；但是對(duì)于彎曲振動(dòng)，氫鍵則引起譜帶變窄，同時(shí)向高頻方向位移。偶合效應(yīng) 當(dāng)兩個(gè)頻率相同或相近的基團(tuán)聯(lián)結(jié)在一起時(shí)會(huì)發(fā)生偶合作用，分裂成兩個(gè)小峰，在原譜帶位置的高頻和低頻一側(cè)個(gè)出現(xiàn)一條譜帶。費(fèi)米共振 當(dāng)一個(gè)基團(tuán)振動(dòng)的倍頻或合頻與另一個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率相近，并且具有相同的對(duì)稱性，也可能產(chǎn)生共振和使譜帶分裂，并是強(qiáng)度很弱的倍頻或合頻譜帶異常地增強(qiáng)。外部

6、因素：物態(tài)變化的影響 由于物質(zhì)的狀態(tài)不同，氣態(tài)，分子間距很遠(yuǎn)，除了氟化氫外基本可以認(rèn)為不受其他分子的影響；在液態(tài)，分子間相互作用強(qiáng)，有的會(huì)存在很強(qiáng)的氫鍵作用；在結(jié)晶的固態(tài)，分子在晶格中規(guī)則排列增強(qiáng)了分子間相互作用，使得譜帶發(fā)生分裂。折射率和粒度的影響 對(duì)于固體粉末樣品，散射的影響很大，往往使得譜圖失真，譜圖質(zhì)量主要受兩個(gè)物理因素影響，其一是溴化和測(cè)試樣品折射率差別，其二是樣品的顆粒尺寸與紅外輻射波長(zhǎng)的關(guān)系。誘導(dǎo)(yudo)效應(yīng)？誘導(dǎo)效應(yīng)(xioyng) 在具有一定極性的共價(jià)鍵中，隨著取代基的電負(fù)性不同而產(chǎn)生不同程度的靜電誘導(dǎo)作用，引起分子中電荷分布的變化，從而改變了鍵的力常數(shù)，使基團(tuán)頻率發(fā)生變

7、化。2.3 紅外光譜(gungp)圖的解析方法譜帶的三個(gè)重要特征？位置 譜代的位置是表明某一基團(tuán)存在的最有用的特征，即譜帶的特征振動(dòng)頻率。形狀 有時(shí)從譜帶的形狀也能得到有關(guān)集團(tuán)的一些信息。例如氫鍵和離子的官能團(tuán)可以產(chǎn)生很寬的紅外譜帶。譜帶的形狀也包括譜帶的譜帶是否有分裂，可用以研究分子內(nèi)是否存在締合以及分子的對(duì)稱性、旋轉(zhuǎn)異構(gòu)、互變異構(gòu)等。相對(duì)強(qiáng)度 把紅外光譜中一條譜帶的強(qiáng)度和另一條譜帶相比，可以得出一個(gè)定量的概念，同時(shí)可以指示某特殊集團(tuán)或元素的存在。解析技術(shù)？直接查對(duì)譜圖 這種直接查對(duì)譜圖的方法往往是最直接，也是最可靠的。否定法 即如果已知某波數(shù)區(qū)的譜帶對(duì)于某個(gè)基團(tuán)是特征的，那么當(dāng)這個(gè)波數(shù)區(qū)沒(méi)

8、有出現(xiàn)譜帶時(shí)候，就可以判斷在分子中不存在這個(gè)基團(tuán)?？隙ǚ?這種分析方法主要針對(duì)譜圖上強(qiáng)的吸收帶，確定是屬于什么官能團(tuán)，然后再分析具有較強(qiáng)特征性的吸收帶。 影響譜圖質(zhì)量的因素？?jī)x器參數(shù)的影響 光通量、增益、掃描次數(shù)等直接影響信噪比S/N.環(huán)境的影響 光譜中的吸收帶并非都是由樣品本身產(chǎn)生的，潮濕的空氣、樣品的污染、殘留溶劑、由瑪瑙研缽或玻璃器皿所帶入的二氧化硅，溴化鉀壓片時(shí)吸附的水等原因均可產(chǎn)生附加的吸收帶，故在光譜解析時(shí)應(yīng)特別注意。厚度的影響 樣品的厚度或合適的樣品量是很重要的，通常要求厚度為1050m,對(duì)于極性物質(zhì)如聚酯要求厚度小一些，對(duì)非極性物質(zhì)如聚烯烴要求厚一些。2.7 激光拉曼光譜幾個(gè)基

9、本概念？拉曼散射 當(dāng)一束頻率為0的入射光照射到氣體、液體或透明晶體樣品上時(shí)，絕大部分可以通過(guò)，大約有0.1%的入射光子與樣品發(fā)生碰撞后向各個(gè)方向散射。若入射光子與樣品分子之間發(fā)生碰撞有能量交換，即稱為非彈性碰撞，這種光的散射稱為拉曼散射。斯托克斯線 在拉曼散射中，若光子把一部分能量給樣品分子，得到的散射光能量減少，在垂直(chuzh)方向測(cè)量到的散射光中，可以檢測(cè)頻率為（0-E/h）的線，稱為(chn wi)斯托克斯線。反斯托克斯線 若光子從樣品分子中獲得能量，在大雨入射光頻率出接收(jishu)到散射光線，則稱為反斯托克斯線。拉曼位移 斯托克斯線或反斯托克斯線與入射光頻率之差稱為拉曼位移。紅

10、外光譜與拉曼光譜的比較？相似之處：紅外及拉曼光譜法的相同點(diǎn)在于，對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)鍵，其紅外吸收頻率與拉曼位移相等，均代表第一振動(dòng)能級(jí)的能量。因此，對(duì)某一給定的化合物，某些峰的紅外吸收波數(shù)與拉曼位移完全相同，紅外吸收波數(shù)與拉曼位移均在紅外光區(qū)，兩者都反映分子的結(jié)構(gòu)信息。不同之處：紅外光譜的入射光及檢測(cè)光均是紅外光，而拉曼光譜的入射光大多數(shù)是可見(jiàn)光 ，散射光也是可見(jiàn)光。紅外光譜測(cè)定的是光的吸收，橫坐標(biāo)用波數(shù)或波長(zhǎng)表示，而拉曼光譜測(cè)定的是光的散射，橫坐標(biāo)是拉曼位移。機(jī)理不同：從分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化的角度看，拉曼散射過(guò)程來(lái)源于分子的誘導(dǎo)偶極矩，與分子極化率的變化相關(guān)。通常非極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)導(dǎo)致分子變

11、形，引起極化率的變化，是拉曼活性的。紅外吸收過(guò)程與分子永久偶極矩的變化相關(guān)，一般極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)引起永久偶極矩的變化，故通常是紅外活性的。制樣技術(shù)不同：紅外光譜制樣復(fù)雜，拉曼光譜勿需制樣，可直接測(cè)試水溶液。核磁共振波譜（NMR）1.核磁共振定義：具有磁矩的原子核在磁場(chǎng)中形成了若干分裂的塞曼能級(jí)。在適當(dāng)?shù)慕蛔冸姶艌?chǎng)作用下，可以激發(fā)原子核在這些能級(jí)間的共振躍遷，這就是核磁共振現(xiàn)象。2.NMR譜的分類？NMR波譜按照測(cè)定技術(shù)分類，可分為：高分辨溶液NMR波譜、固體高分辨NMR譜及寬譜線NMR.若按照測(cè)定對(duì)象分類，則可以分為：1H-NMR譜（測(cè)定對(duì)象為氫原子核），13C-NMR譜（測(cè)定對(duì)象為碳原子

12、核）以及氟譜、磷譜、氮譜等。核磁共振(h c n zhn)條件： 外=0=H0/2 （P75）；弛豫過(guò)程(guchng)有哪兩種？一種是高能態(tài)的碳核電子本身拉摩進(jìn)動(dòng)與周圍帶電微粒熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的波動(dòng)場(chǎng)之間有相互作用。把能量傳遞給周圍環(huán)境，自己回到低能態(tài)的過(guò)程，稱為自旋-晶格弛豫，也稱為縱向弛豫。在NMR中，弛豫效率(xio l)通常用弛豫過(guò)程的半衰期來(lái)衡量，半衰期愈短，弛豫效率愈高。T1表示其半衰期，稱為縱向弛豫時(shí)間。另一種弛豫稱為自旋-自旋弛豫，或稱為橫向弛豫。這是高能態(tài)磁核將能量傳遞給鄰近低能態(tài)同類磁核的過(guò)程，這種過(guò)程知識(shí)同類磁核間自旋狀態(tài)的交換，并不引起磁核總能量的改變，也不改變高、低能態(tài)碳

13、核的數(shù)目。半衰期用T2表示，稱為橫向弛豫時(shí)間?；瘜W(xué)位移：人們把分子內(nèi)或分子間的同類核，因化學(xué)環(huán)境相異而引起的共振頻率不同的現(xiàn)象稱為化學(xué)位移。它是NMR譜在化學(xué)應(yīng)用上的主要的參數(shù)之一。6.1參比物的選擇？在1H的NMR和13C的NMR譜中使用最多的是TMS（四甲基硅烷）。四甲基硅烷在化學(xué)上是很惰性的。它的12個(gè)質(zhì)子是球形分布，因此是磁各項(xiàng)同性的。在NMR譜圖中，信號(hào)峰只有1個(gè)，所以靈敏度高。而且它的吸收峰比起一般的有機(jī)化合物的質(zhì)子吸收峰處于高場(chǎng)位置，容易識(shí)別。它沸點(diǎn)為27，易于揮發(fā)，能與許多有機(jī)溶劑相溶，是NMR譜中最通用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。6.2化學(xué)位移的影響因素？抗磁屏蔽：以S電子為主（1H）順磁屏

14、蔽：以P電子為主（13C、19F、31P）化學(xué)位移的大小與核的磁屏蔽影響直接關(guān)聯(lián)。 原子的屏蔽 分子內(nèi)的屏蔽誘導(dǎo)效應(yīng)共軛效應(yīng)磁各向異性效應(yīng)氫鍵效應(yīng)范德華效應(yīng)順磁效應(yīng) （近程屏蔽）核屏蔽 分子的屏蔽 （遠(yuǎn)程屏蔽）溶劑效應(yīng)介質(zhì)磁化率效應(yīng)氫鍵效應(yīng)順磁效應(yīng) 分子間的屏蔽自旋偶合？在核磁共振實(shí)驗(yàn)中，除了(ch le)外磁場(chǎng)引起的核的Zeeman能級(jí)分裂外，還存在由于核自旋彼此相互作用引起的能級(jí)進(jìn)一步分裂，與此相應(yīng)的是NMR譜線進(jìn)一步分裂。這種現(xiàn)象稱為自旋偶合。8.偶合(u h)常數(shù)的影響因素？譜線分裂的裂距J稱為偶合常數(shù)。影響(yngxing)偶合常數(shù)的因素主要分成兩部分：原子核的磁性和分子結(jié)構(gòu)。核的旋

15、磁比 偶合常數(shù)Jij與兩偶合核i，j的旋磁比i,j成正比；原子序 隨著原子序的增加，核周圍電子密度也增加，因而傳遞偶合的能力增強(qiáng)，偶合常數(shù)也增大；相隔化學(xué)鍵數(shù)目 原子-質(zhì)子通過(guò)單鍵而偶合的，通常衰弱很快，一般4J0.5Hz。這是由于隨著相隔化學(xué)鍵的數(shù)的增加，核間距也相應(yīng)增大，彼此偶合的核在其對(duì)方產(chǎn)生的局部磁場(chǎng)也逐漸減弱。軌道的雜化 隨著碳原子雜化軌道s%的增加，1JC-H和1JC-C亦顯著增加；鍵角 當(dāng)構(gòu)型取順式與反式時(shí)，偶合常數(shù)有最大值。折式（60與120）有較小的值，而=90時(shí)偶合常數(shù)為最小。取代基的電負(fù)性 增加碳的有效核電荷，增加S價(jià)電子對(duì)核的接觸幾率。因此會(huì)增加1JC-H的值。磁鐵的種

16、類？永久磁體、電磁鐵、超導(dǎo)磁鐵。永磁體優(yōu)點(diǎn)是：不需要電源和冷卻系統(tǒng)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，而且有優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，但磁場(chǎng)固定，不能再寬范圍內(nèi)改變磁場(chǎng)，且受溫度影響較大。電磁鐵（一般100MHz下）的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)改變勵(lì)磁電流可以在較廣范圍內(nèi)改變磁場(chǎng)，但為了保證電磁鐵的穩(wěn)定度和均勻度，室溫變化需要控制在1.超導(dǎo)磁鐵優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)，靈敏度和分辨率都非常好，由于采用閉合低溫杜瓦，液氦的用期也超長(zhǎng)。溶劑的選擇？氘代氯仿CDCl3是最常用的溶劑，它價(jià)格便宜，殘留的氯仿峰容易辨識(shí)，除極性強(qiáng)的樣品均可使用。極性大樣品可采用氘代丙酮、重水、氘代乙腈、氘代二甲基亞砜等。且配置的溶液應(yīng)有較低的粘度，否則會(huì)降低分辨率。11.1

17、3C-NMR譜的特點(diǎn)？碳原子是構(gòu)成有機(jī)化合物和聚合物的骨架，13C-NMR譜是材料結(jié)構(gòu)分析中最常用的工具之一，尤其是檢測(cè)無(wú)氫官能團(tuán)時(shí)，如碳基、氰基、季碳等基團(tuán)時(shí)，碳譜具有氫譜無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是13C-NMR的信號(hào)靈敏度較低，由于傅里葉變換NMR技術(shù)的出現(xiàn)，才使得13C-NMR的測(cè)定獲得很大發(fā)展。由于(yuy)13C的核外有P電子(dinz)，它的核外屏蔽以順磁屏蔽為主。常規(guī)13C譜化學(xué)(huxu)位移范圍約為200左右，比1H-NMR譜的化學(xué)位移大20倍，由于分辨率高，結(jié)構(gòu)上微小變化就能引起值明顯差別，所以13C-NMR譜對(duì)于分子結(jié)構(gòu)特征更為敏感，鑒定微觀結(jié)構(gòu)更有利。13C的自旋-晶格弛豫和

18、自旋-自旋弛豫時(shí)間不氫核慢的多。一般碳核的縱向弛豫時(shí)間T1最長(zhǎng)可達(dá)百秒數(shù)量級(jí)，能被準(zhǔn)確地測(cè)定。因而T1對(duì)碳原子（特別是季碳原子）和分子運(yùn)動(dòng)過(guò)程的研究可提供重要的信息。碳譜具有多種不同的雙共振和二位及多脈沖技術(shù),對(duì)識(shí)別碳的各種類型，測(cè)定其偶合常數(shù)以及C-C關(guān)聯(lián)的確認(rèn)，提供重要的依據(jù)，為碳譜的解析創(chuàng)造了條件。二維NMR譜的類型？堆積圖 它是由很多條“一唯”譜線緊密堆積而成的，這種圖能直觀顯示譜峰的強(qiáng)度信息，有立體感，對(duì)復(fù)雜分子由于信號(hào)堆積而很難找出吸收峰的頻率以及被大峰遮蓋的小峰，同時(shí)，作圖耗時(shí)較多。等高線圖 它是把堆積圖用平行F1和F2域的平面進(jìn)行平切后所得到的。等高線所保留的信息量取決于平切平

19、面的最低位置，如果選的太低，噪音信號(hào)會(huì)被選入而干擾真是信號(hào)；如果選的太高，低強(qiáng)度的信號(hào)會(huì)被漏掉，不利于圖譜的解析。但是，繪圖時(shí)間短，較常采用。單一的一行或一列圖，它是從二位矩陣中取出的一個(gè)譜峰（F2域或F1域）所對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰以一維形式顯示，對(duì)檢測(cè)一些較弱小的相關(guān)峰（在二維等高線水準(zhǔn)以下的峰）十分有利。投影圖 是一維譜形式，相當(dāng)于寬帶質(zhì)子去偶譜，可以準(zhǔn)確地確定F2域哥譜峰的化學(xué)位移值。1固體NMR譜線增寬的主要原因？固體NMR譜線增寬的主要原因是質(zhì)子所引起的異核偶極的相互作用以及化學(xué)位移各向異性的相互作用引起的。13.2為獲得高分辨率的固體NMR譜，常采用的手段有哪些？偶極去偶技術(shù)，用于消除質(zhì)子

20、引起的異核偶極的相互作用。魔角旋轉(zhuǎn)方法用來(lái)消除化學(xué)位移各向異性引起的譜線增寬。用交叉極化的方法。將1H核較大的自旋狀態(tài)的極化轉(zhuǎn)移給較弱的13C核，從而提高測(cè)試的靈敏度。質(zhì)譜（MS）質(zhì)譜定義(dngy)？譜圖的橫、縱坐標(biāo)表示什么?所謂質(zhì)譜是指樣品分子（或原子）離子化后形成具有各種質(zhì)荷比（質(zhì)量與電荷比）的離子，進(jìn)而在電磁場(chǎng)的作用(zuyng)下被分離，并將收集到的離子按質(zhì)荷比的大小排列成譜。質(zhì)譜的縱坐標(biāo)為具有一定質(zhì)荷比的離子數(shù)目(shm)，也稱強(qiáng)度。橫坐標(biāo)即為質(zhì)荷比，以m/e表示，對(duì)于單電荷離子（e=1）就是離子的質(zhì)量值。離子的主要類型？分子離子 離子M+在質(zhì)量上等于分子量（當(dāng)e=1時(shí)）（掌握）同

21、位素離子 由天然同位素組成的化合物在質(zhì)譜圖上常出現(xiàn)比分子量大1、2、3或更多質(zhì)量單位的峰，這就是由重同位素引起的同位素峰。碎片離子 含有較高能量的分子離子進(jìn)一步裂分而生成的離子被稱為碎片離子（掌握）亞穩(wěn)態(tài)離子 指離開(kāi)離子源后到達(dá)收集器之前飛行過(guò)程中發(fā)生進(jìn)一步裂解而形成的離子。（掌握）多電荷離子 在某些化合物的質(zhì)譜圖中，會(huì)出現(xiàn)二個(gè)或者更多個(gè)正電荷的離子，即多電荷離子。如何識(shí)別分子離子峰？在譜圖中必須是最高質(zhì)量的離子（除了它的同位素離子）。比分子離子峰大1、2、3質(zhì)量的離子，通常是分子中同位素引起的，強(qiáng)度一般較弱。分子離子峰必須是一個(gè)奇電子離子 M+eM+.,對(duì)于大多數(shù)飽和化合物來(lái)說(shuō)，在質(zhì)譜圖中出

22、現(xiàn)的碎片離子大多數(shù)是帶偶數(shù)電子的離子。碎片離子所含有的任何一種原子數(shù)目不能超過(guò)分子離子所含有的該原子的數(shù)目，在純樣品的質(zhì)譜圖上不出現(xiàn)分子量小于314質(zhì)量數(shù)的碎片峰。凡不含氮原子或只含偶數(shù)個(gè)氮原子的有機(jī)分子，其分子量必為偶數(shù)；而含奇數(shù)個(gè)氮原子的分子，其分子量必為奇數(shù)。這個(gè)規(guī)律稱為氮規(guī)則。凡不符合此規(guī)則的質(zhì)譜峰都不是分子離子峰。滿足前三個(gè)條件的也可能不是分子離子峰，一些多羥基糖類、醇類、醛及脂肪胺化合物常缺分子離子峰如何估算分子中碳原子數(shù)目？從（M+1）/M可估算出分子中含碳原子的數(shù)目。這是從分子離子簇計(jì)算化合物元素組成的關(guān)鍵。5.常見(jiàn)的幾種軟電離的方法？化學(xué)離子源（CI）、場(chǎng)電離（FI）和場(chǎng)解吸

23、電離（FD）源、快原子轟擊源（FAB）、二次離子電離源、其他離子源中有激光解析質(zhì)譜，離子噴霧、輝光放電、火花源質(zhì)譜等?；瘜W(xué)(huxu)離子源（CI）的特點(diǎn)？通過(guò)選擇不同的反應(yīng)離子（氣體如甲烷、異丁烷、二氯化氮等），可以改變(gibin)離子分子反應(yīng)的放熱量，從而控制反應(yīng)產(chǎn)物離子的內(nèi)能。CI產(chǎn)生的樣品離子(lz)大多數(shù)是比較穩(wěn)定的偶電子離子。 X射線衍射分析X射線的波長(zhǎng)范圍 X射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，波長(zhǎng)范圍約0.0110nm.在電磁波譜上位于紫外線和射線之間。X射線的特征（重點(diǎn)）X射線對(duì)物質(zhì)有很強(qiáng)的穿透能力，可用于無(wú)損檢測(cè)等。X射線的波長(zhǎng)正好與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)中的原子、離子間的距離相當(dāng)，使它能

24、被晶體衍射。晶體衍射波的方向與強(qiáng)度與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，這是X射線衍射分析的基礎(chǔ)。X射線光子的能量與原子內(nèi)層電子的激發(fā)能量相當(dāng)，這使物質(zhì)的X射線發(fā)射譜與吸收譜在物質(zhì)的成分分析中有重要的應(yīng)用。X射線連續(xù)譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律？X射線連續(xù)譜與管電壓V、管電流i和陽(yáng)極靶材料的原子序數(shù)Z有關(guān)，其相互關(guān)系的實(shí)驗(yàn)規(guī)律為：對(duì)同一陽(yáng)極靶材料，保持X射線管電壓V不變，提高X射線管電流i，各波長(zhǎng)射線的強(qiáng)度一致提高，但0和m不變；提高X射線管電壓V（i,z不變），各種波長(zhǎng)射線的強(qiáng)度都增高，短波限0和強(qiáng)度最大值對(duì)應(yīng)的m減?。辉谙嗤琗射線管壓和管電流條件下，陽(yáng)極靶的原子序數(shù)z越高，連續(xù)譜的強(qiáng)度越大，但0和m不變連續(xù)譜的形成與短波限的解釋

25、？管電壓V的作用下，當(dāng)能量為1.60218910-19J1.60210-19J的電子與陽(yáng)極靶的原子碰撞時(shí)，電子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式輻射。每碰撞一次產(chǎn)生一個(gè)能量為h的光子，這樣的光子流即為X射線。單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極靶面的電子數(shù)目是極大量的，在這些電子中，有的可能只經(jīng)過(guò)一次碰撞就耗盡全部能量，而絕大多數(shù)電子要經(jīng)歷多次碰撞，逐漸地耗損自己的能量，每個(gè)電子每經(jīng)歷一次碰撞便產(chǎn)生一個(gè)光子，多次碰撞就產(chǎn)生多次輻射。由于多次輻射中各個(gè)光子能量各不相同，因此出現(xiàn)一個(gè)連續(xù)X射線譜。但是，在這些光子中，光子能量的最大極限值不可能大于電子的能量，而只能小于或者等于電子的能量，它的極限情況為：當(dāng)動(dòng)能為

26、1.60210-19J的電子在與陽(yáng)極靶碰撞時(shí)，把全部能量給予一個(gè)光子，這就是一個(gè)X光量子可能獲得的最大能量，即h=1.60210-19J,次光量子的波長(zhǎng)即為短波限0X射線標(biāo)識(shí)(biozh)譜定義？當(dāng)X射線管兩端的電壓增高到與陽(yáng)極靶材相應(yīng)(xingyng)的某一特定值Vk時(shí)，在連續(xù)譜的某些特定的波長(zhǎng)(bchng)位置上，會(huì)出現(xiàn)一系列強(qiáng)度很高、波長(zhǎng)范圍很窄的線狀光譜，他們的波長(zhǎng)對(duì)一定材料的陽(yáng)極靶有嚴(yán)格恒定的數(shù)值，此波長(zhǎng)可作為陽(yáng)極靶材的標(biāo)識(shí)或特征，故稱為標(biāo)識(shí)譜或特征譜。光電效應(yīng)？當(dāng)入射光量子的能量等于或略大于吸收體原子殼層電子的結(jié)合能（即該層電子激發(fā)態(tài)能量）時(shí)，此光量子就很容易被電子吸收，獲得能量的

27、電子從內(nèi)層溢出，成為自由電子，稱光電子，原子則處于相應(yīng)的激發(fā)態(tài)。這種以光子激發(fā)原子所發(fā)生的激發(fā)和輻射過(guò)程稱為光電效應(yīng)。一個(gè)衍射花樣的特征可以認(rèn)為由兩個(gè)方面組成，一方面是衍射線在空間的分布規(guī)律（稱之為幾何衍射），另一方面是衍射線束的強(qiáng)度。衍射線的分布規(guī)律是有晶胞大小、形狀和位向決定的，而衍射線的強(qiáng)度則取決于原子在晶胞中的位置、數(shù)量和種類。布拉格方程：2dsin=n； 其中稱為半衍射角、布拉格。2才是衍射角衍射線的相對(duì)強(qiáng)度主要由哪幾個(gè)因子決定？結(jié)構(gòu)因子Fhkl 、多重性因素P、角因子（）（1+cos22）/8sin2cos、吸收因子A()、溫度因子e-2M。底片的安裝及衍射花樣的計(jì)算公式?正裝法

28、底片中部開(kāi)孔讓后光闌穿過(guò)，開(kāi)口處在前光闌兩側(cè)。衍射花樣由一系列弧度構(gòu)成，靠近底片中部者為前反射衍射線（290）線位于底片兩端。 =S/4R S :二弧段間距離 ：弧度倒裝法 底片開(kāi)口在后光闌兩側(cè)，底片中部的衍射線為背反射線，兩端為前反射。 2-4=S/R =/2-S/4R不對(duì)稱裝法 用此種裝法可以消除底片收縮和相機(jī)半徑誤差。底片開(kāi)兩孔，分別被前、后廣闌穿過(guò)，底片開(kāi)口至于相機(jī)一側(cè)。4/S=180/W(前反射) （360-4）/S=180/W(背反射) 前后反射弧中心點(diǎn)的位置可求出底片上對(duì)應(yīng)180圓心角的實(shí)際弧長(zhǎng)W。照相機(jī)的分辨本領(lǐng)與什么因素有關(guān)？相機(jī)半徑越大，分辨本領(lǐng)越高，這是利用大直徑相機(jī)的主

29、要優(yōu)點(diǎn)。但是，增大相機(jī)直徑會(huì)延長(zhǎng)曝光時(shí)間，增加由空氣散射而引起的衍射背影。角越大，分辨本領(lǐng)越高。所以衍射(ynsh)花樣中高角度線條的K1和K2雙線可明顯(mngxin)地分開(kāi)。X射線的波長(zhǎng)越大，分辨本領(lǐng)越高。所以，為了提高相機(jī)的分辨本領(lǐng)，在條件允許(ynx)的情況下，應(yīng)盡量采用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的X射線源。面間距越大，分辨本領(lǐng)越低。因此，在分析大晶胞式樣時(shí)，應(yīng)盡量采用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的X射線源，以便抵償由于晶胞過(guò)大對(duì)分辨本領(lǐng)的不良影響。衍射儀法的優(yōu)缺點(diǎn)？衍射儀法是用計(jì)數(shù)管來(lái)接受衍射線的，它課省去照相法中暗室內(nèi)裝底片、長(zhǎng)時(shí)間曝光、沖洗和測(cè)量底片等繁復(fù)費(fèi)時(shí)的工作，又具有快速、精確、靈敏、易于自動(dòng)化操作及擴(kuò)展功能的

30、優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，它也有不足之處，即沒(méi)有底片作永久性的記錄，并且不能直觀地看出晶體的缺陷。衍射花樣的基本要素？衍射花樣的基本要素即衍射線的峰位、線形和強(qiáng)度。由峰位可以測(cè)定晶體常數(shù)；由線性可以測(cè)定晶粒大??；由強(qiáng)度可以測(cè)定物相含量等。粉晶X射線物相的定性分析原理及步驟？（d值是主要依據(jù)）定性分析原理：粉晶X射線定性分析是根據(jù)晶體對(duì)X射線的衍射特征-衍射線的方向及其強(qiáng)度來(lái)達(dá)到鑒定結(jié)晶物質(zhì)的。原因是，沒(méi)有任何兩種結(jié)晶物質(zhì)的晶胞大小、質(zhì)點(diǎn)種類和質(zhì)點(diǎn)在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，當(dāng)X射線通過(guò)晶體時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨(dú)特的衍射花樣，它們的特征可以用各個(gè)反射面的晶面間距值d和反射線的相對(duì)強(qiáng)度I/I1來(lái)

31、表征，這里的I是同一結(jié)晶物質(zhì)中某一晶面反射線（衍射線）的強(qiáng)度，I1是該結(jié)晶物質(zhì)最強(qiáng)線的強(qiáng)度，把I1定義為100。面間距d與晶胞的形狀和大小有關(guān)，相對(duì)響度I/I1則與質(zhì)點(diǎn)的種類及其在晶胞中的位置有關(guān)，任何一種結(jié)晶物質(zhì)的衍射線數(shù)據(jù)d和I/I1是其晶體結(jié)構(gòu)的必然反映，即使物質(zhì)存在于混合物中，它的衍射數(shù)據(jù)d和I/I1也不會(huì)改變，因而可以根據(jù)他們來(lái)鑒定結(jié)晶物質(zhì)的物相。定性分析方法：用照相法或衍射儀法攝得試樣的衍射圖譜；確定衍射線峰位；去三強(qiáng)線作為檢索依據(jù)查找Hanawalt索引。粉晶X射線物相的定量分析原理及主要方法？定量分析原理：在多相物質(zhì)中各相的衍射線強(qiáng)度Ii隨著其含量Xi的增加而提高，這就使我們有

32、可能根據(jù)衍射線的強(qiáng)度對(duì)物相含量做定量分析。（呈現(xiàn)非線性增高）定量分析主要方法：內(nèi)標(biāo)法：就是在某一樣品中，加入一定比例的該樣品中原來(lái)所沒(méi)有的純標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)S（即為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)），并以此作出標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而可對(duì)含量未知的樣品進(jìn)行定量的方法稱為內(nèi)標(biāo)法。外標(biāo)法：就是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除混合物中各組分的純樣外，不引入其他標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，即將混合物中某相參加定量的衍射(ynsh)線的強(qiáng)度與改相純物質(zhì)同一衍射線的強(qiáng)度相比較。K值法：即結(jié)合內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)，稱為(chn wi)基體沖洗法，國(guó)內(nèi)稱為K值法。該法利用預(yù)先測(cè)定好的參比強(qiáng)度K值，在定量分析時(shí)不需要做標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用被測(cè)相質(zhì)量含量和衍射強(qiáng)度的線性方程，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的到結(jié)

33、果。X射線衍射(ynsh)分析方法的應(yīng)用？多晶體點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定；晶面取向度的測(cè)定；晶體結(jié)晶度的測(cè)定；轉(zhuǎn)動(dòng)晶體法測(cè)聚合物結(jié)構(gòu)；晶粒尺寸的測(cè)定；膜厚度的測(cè)定； 電子顯微技術(shù)幾個(gè)名詞解釋。二次電子：入射電子射到試樣以后，使表面物質(zhì)發(fā)生電離被激發(fā)的電子離開(kāi)試樣表面形成二次電子。俄歇電子：在入射電子束的作用下，試樣中原子某一層電子被激發(fā)，其空位由高能級(jí)的電子來(lái)填充，是高能級(jí)的另一個(gè)電子電離，這種由于從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)而電離逸出試樣表面的電子稱為俄歇電子。透射電子：當(dāng)試樣很薄時(shí)，入射電子與試樣作用引起彈性或非彈性散射透過(guò)試樣的電子。透射電鏡的成像原理：TEM是以波長(zhǎng)極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡

34、聚焦成像的一種高分辨本領(lǐng)、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器。透射電鏡的誤差？（要求會(huì)看像差的圖）球差 由于遠(yuǎn)軸區(qū)折射率過(guò)強(qiáng)引起的；只能通過(guò)適當(dāng)減小孔徑角來(lái)減小球差，但孔徑角過(guò)小會(huì)影響亮度，而且會(huì)產(chǎn)生衍射差?；?也是由于遠(yuǎn)軸區(qū)折射率過(guò)強(qiáng)引起的，發(fā)生于中間鏡和投影鏡。解決的辦法是在補(bǔ)破壞真空的條件下，根據(jù)所需要的放大倍率選擇不同孔徑的極靴。低倍率時(shí)，用內(nèi)孔徑較大的極靴可得到畸變量小的低倍率像；另一方法是使兩個(gè)投影鏡，使它們的畸變相反，達(dá)到相互抵消的目的，如桶形畸變和枕型畸變。像散 由于極靴加工精度、極靴材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分不均勻性影響磁飽和，導(dǎo)致場(chǎng)的非對(duì)稱，因而造成像散。解決方法是在物鏡、第二聚光鏡或中間

35、鏡中加一個(gè)消像散器可以消除像散。消像散器是一個(gè)弱柱面透鏡，它產(chǎn)生一個(gè)與要校正的像散大小相等、方向相反的像散，從而使透鏡的像散得到抵消。電鏡高質(zhì)量圖像(t xin)的三大要素？高的分辨率、適宜的放大率和襯度是電鏡高質(zhì)量圖像的三大(sn d)要素。透射電鏡像的襯度哪三類(sn li)？吸收襯度 當(dāng)散射電子被物鏡光闌擋住不能參與成像是，測(cè)樣品中散射強(qiáng)的部分在像中顯得較暗，而樣品中散射叫弱的部分在像中顯得較亮，形成像的襯度，成為吸收襯度（或稱質(zhì)厚程度）。衍射襯度 在觀察結(jié)晶性試樣時(shí)，在結(jié)晶試樣斜線部分，引起布拉格反射，衍射的電子聚焦于物鏡后面的一點(diǎn)，被物鏡光闌擋住，只有投射電子通過(guò)光闌參與成像而形成襯

36、度稱為衍射襯度。位相襯度 位相襯度是由于散射柏和入射波在像平面上干涉而引起的襯度透射電鏡主要構(gòu)成：電子光學(xué)部分、真空系統(tǒng)、電源系統(tǒng)三部分構(gòu)成成像系統(tǒng)中哪個(gè)鏡要求最高？成像系統(tǒng)中對(duì)物鏡的要求最高。物鏡是將試樣形成一次放大像和衍射譜。物鏡的分辨率應(yīng)盡量高，而各種像差應(yīng)盡量小，特別是對(duì)球差要求更嚴(yán)格。一般要用強(qiáng)勵(lì)磁，短焦距。為什么要求盡可能高的真空度？這是因?yàn)楦咚匐娮优c氣體分子相遇，互相作用導(dǎo)致隨機(jī)電子散射，引起“炫光”和削弱像的襯度；電子槍會(huì)發(fā)生電離和放電，引起電子束不穩(wěn)定或“閃爍”；殘余氣體會(huì)腐蝕燈絲，縮短燈絲壽命，而且會(huì)嚴(yán)重污染樣品，特別在高分辨率拍照時(shí)更為嚴(yán)重。因此要求盡可能高的真空度，保證

37、電鏡良好的進(jìn)行工作。電源系統(tǒng)有什么要求？電鏡需要兩個(gè)獨(dú)立的電源：一是使電子加速的小電流高壓電源；而是使電子束聚焦于成像的大電流低壓磁透鏡電源。在像的觀察和記錄時(shí)，要求電壓要有足夠的穩(wěn)定性。否則會(huì)引起像的移動(dòng)和像平面的變化，從而降低分辨率，在照相底片曝光時(shí)間內(nèi)最大透鏡電流和高壓波動(dòng)引起的分辨率下降要小于物鏡的極限分辨率。電子衍射花樣(huyng)（如下圖）電子衍射(ynsh)和X射線衍射的比較X射線是一種電磁波，在它電磁場(chǎng)的影響下，物質(zhì)(wzh)原子的外層電子開(kāi)始振動(dòng)，成為新的電磁波源，當(dāng)X射線通過(guò)時(shí)，受到它的散射，而原子核及其正電荷幾乎不發(fā)生影響。因此對(duì)X射線進(jìn)行傅里葉分析，反映出晶體電子密度

38、分布，而電子是一種帶電粒子，物質(zhì)原子的核和電子都和一定庫(kù)倫靜電場(chǎng)相聯(lián)系，當(dāng)電子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，便受到這種庫(kù)侖場(chǎng)的散射，可見(jiàn)對(duì)電子衍射結(jié)果進(jìn)行傅里葉分析，反映的是晶體內(nèi)部靜電場(chǎng)的分布狀況。用X射線進(jìn)行研究時(shí)候，如果物質(zhì)中存在重原子，則會(huì)掩蓋輕原子的存在，而電子衍射則有可能發(fā)現(xiàn)輕原子，此外電子衍射因子隨散射叫的增大(zn d)而減小的趨勢(shì)筆X射線迅速的多。電子衍射的幾何學(xué)和X射線衍射完全一樣，都遵循勞埃方程或布拉格方程規(guī)定的衍射條件和幾何關(guān)系，但電子的波長(zhǎng)比X射線的波長(zhǎng)短得多，故電子衍射的衍射角2也小的多。物質(zhì)對(duì)電子的三色比X射線的散射幾乎強(qiáng)1萬(wàn)倍，所以電子的衍射譜強(qiáng)度要高得多。這使得二者對(duì)試樣大小要

39、求不同，X射線樣品大小為10-1cm,電子衍射則只要10-610-5cm,二者曝光時(shí)間也不同，X射線以小時(shí)計(jì)，電子衍射以秒、分計(jì)。此外，電子的穿透能力比X射線弱的多。電子衍射幾何分析的基本公式：L=dR L由實(shí)驗(yàn)儀器條件決定，稱為衍射常數(shù)。R為衍射斑點(diǎn)到中心斑點(diǎn)的距離，d為衍射斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的晶面間距。透射電鏡制樣方法？按照試樣制備過(guò)程中試樣本身結(jié)構(gòu)是否發(fā)生變化分為：直接透射法和復(fù)型法；切片發(fā)；離子刻蝕減薄法。掃描電鏡的成像原理？掃描電鏡的成像原理和一般光學(xué)顯微鏡有很大的不同，掃描電鏡與電視相似，是在陰極射線管（CRT）熒光屏上掃描成像。掃描電鏡的性能特點(diǎn)？焦深大；成像的放大范圍廣、分辨率極高；試樣

40、制備簡(jiǎn)單；對(duì)試樣的電子損傷??；保真度高；可調(diào)節(jié)；得到信息多。影響二次電子像襯度的因素？主要是表面形貌、原子序數(shù)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)等。表面形貌的影響 當(dāng)入射電子的方向固定是，試樣表面的凹凸形貌決定了不同的入射角，有前面的討論可知，角越大，二次電子的產(chǎn)率越高。原子序數(shù)的影響 二次電子的產(chǎn)率與樣品所含元素的原子序數(shù)有光，但其引起的差別不大。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響 當(dāng)觀察某些樣品時(shí)，其表面有電位分布，正電位區(qū)講阻止二詞電子逸出，所以該區(qū)為圖像上的黑區(qū)，而負(fù)電位區(qū)則有助于二次電子的逸出，形成亮區(qū)。 當(dāng)樣品為強(qiáng)磁體時(shí)，二次電子會(huì)受其磁場(chǎng)的影響產(chǎn)生彎曲的軌跡。在觀察導(dǎo)電性差的樣品前，在樣品表面真空鍍金膜可起什么作用？在

41、試樣表面噴鍍金屬薄膜不但可以防止局部電荷積累，而且可以提高二次電子產(chǎn)率，從而得帶較強(qiáng)的信號(hào)，也可以減小試樣的熱損傷。X射線能譜儀（EDS)原理(yunl)：電子束照射到樣品上激發(fā)出的特征X射線被Si（Li）半導(dǎo)體檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。譜圖橫坐標(biāo)表示X光子的能量（與元素種類(zhngli)有關(guān)）；縱坐標(biāo)表示具有該能量的X光子的數(shù)目（反映元素的含量）X射線波譜儀（WDS）工作(gngzu)原理當(dāng)被測(cè)元素的特征X射線照到波譜儀的晶體上，且滿足布拉格方程，就產(chǎn)生X射線衍射，若在衍射方向用X射線探測(cè)器將其接受。由于衍射晶體的晶面間距（d）已知，特征X射線的掠射角（）可由波譜儀測(cè)得，那么即可用布拉格方程計(jì)算

42、出來(lái)某一元素的特征X射線的波長(zhǎng)（），進(jìn)而確定產(chǎn)生次特征X射線的元素名稱。EDS與WDS的比較項(xiàng)目波譜儀（WDS）能譜儀（EDS）探測(cè)效率低立體角，探測(cè)效率低，需要大束流高立體角，探測(cè)效率高，可用小束流能分辨率（在5.9keV）10eV150eV探測(cè)靈敏度對(duì)快狀試樣，峰背比高，最小探測(cè)限度可達(dá)0.001%對(duì)快狀試樣，峰背比低，最小探測(cè)限度可達(dá)0.01%可分析元素范圍從鈹（Z=4）到鈾（Z=92）一般從鈉（Z=11）到鈾（Z=92），好的儀器也可分析到鈹機(jī)械設(shè)計(jì)具有復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)基本無(wú)可動(dòng)部件需分析時(shí)間幾分鐘甚至幾小時(shí)幾分鐘定性分析擅長(zhǎng)作“線分布”和“面分布”圖，由于成譜掃描速度慢，作未知成分

43、點(diǎn)分析不太好獲得全譜速度快，作點(diǎn)分析很方便。由于峰背比較低，做“線分布”和“面分布”不太好定量分析分析精度高，可做痕量元素輕元素和有重疊峰存在的元素分析對(duì)痕量元素，輕元素和有重疊元素的分析精度不高 X射線光電子能譜分析（XPS）X射線光電子能譜定義用X射線照射樣品，是樣品中原子或分子的電子受激發(fā)射出來(lái)，然后測(cè)量這些電子的能量分布。通過(guò)與一直元素的原子活力值的不同殼層的電子的能量想比較，就可確定未知樣品表層中原子或離子的組成和狀態(tài)。光電效應(yīng)截面定義及影響因素光電效應(yīng)的截面用表示，定義為某能級(jí)的電子對(duì)入射光子有效能量轉(zhuǎn)移面積，也可以表示為一定能量的光子與原子作用時(shí)從某個(gè)能級(jí)激發(fā)出一個(gè)電子的幾率。光

44、電效應(yīng)(un din xio yng)的截面與電子(dinz)所在殼層的平均半徑r、入射光子頻率和受激原子(yunz)的原子序數(shù)Z等因素有關(guān)。原子能級(jí)的劃分除s亞殼層不發(fā)生自旋分裂外，凡l0的各亞殼層，都將分裂成兩個(gè)能級(jí)，在XPS譜圖上出現(xiàn)雙峰；在電子能譜研究中，通常用n、l、j三個(gè)量子數(shù)來(lái)表征內(nèi)層電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。n為主量子數(shù)，l為角量子數(shù)，J為內(nèi)量子數(shù)。XPS信息深度（Ek）是一個(gè)常數(shù)，成為光電子非彈性散射自由程或電子逸出深度。當(dāng)穿過(guò)厚度為3（Ek）后，光電子強(qiáng)度還剩下不到初始光電子強(qiáng)敵的I0的5%，就粗略的認(rèn)為全部信號(hào)都被衰減掉了，把3（Ek）定義為信息深度，即XPS的分析深度?；瘜W(xué)位移及

45、化學(xué)環(huán)境？同種原子由于處于不同的化學(xué)環(huán)境，引起內(nèi)殼層電子結(jié)合能變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜線的位移，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移，它實(shí)質(zhì)上是結(jié)合能的變化質(zhì)。X射線激發(fā)源？用于電子能譜的X射線源，其主要指標(biāo)是強(qiáng)度和線寬。一般采用K線，因?yàn)樗荴射線發(fā)射譜中強(qiáng)度最大的。K射線相應(yīng)于L能級(jí)上的一個(gè)電子躍遷到K殼層的空穴上。光電效應(yīng)幾率隨X射線能量的減少而增加，所以在光電子能譜工作中，應(yīng)盡可能采用軟X射線（波長(zhǎng)較長(zhǎng)的X射線）。在X射線光電子能譜中最重要的兩個(gè)X射線源是Mg和Al的特征K射線。Mg的K射線的自然寬度稍窄一點(diǎn)，對(duì)于分辨率要求較高的測(cè)試，一般采用該線源。靜電型電子能量分析器有幾類？特點(diǎn)是？常用的靜電型能量

46、分析器有球形分析器、球扇形分析器和筒鏡型分析器等；特點(diǎn)是：對(duì)應(yīng)于內(nèi)外兩面的電位差只允許一種能量的電子通過(guò)，連續(xù)改變兩面間的電位差值就可以對(duì)電子能量進(jìn)行掃描。能量分析器的分辨率與電子能量有關(guān)：在同等條件下，高動(dòng)能電子進(jìn)入能量分析器，將使一起分辨率大大降低。XPS譜圖的一般特點(diǎn)：光電發(fā)射過(guò)程是量子化的，因此來(lái)自不同能級(jí)的光電子的動(dòng)能分布是離散形的。隨著結(jié)合能的提高，背底電子的強(qiáng)度一般逐漸上升。譜線常常呈現(xiàn)鋸齒般的曲線，需多次掃描10常見(jiàn)的譜線有？XPS譜圖中可以觀測(cè)(gunc)到的譜線除主要的光電子線外，還有俄歇電子、X射線衛(wèi)星線、鬼線、振激線和振離線、多重劈裂線和能量損失線等。一般吧強(qiáng)光電子線稱

47、為XPS譜圖的主線，而把其他的譜線稱為伴線或者伴峰。11.俄歇線與光電子線的區(qū)分(qfn)？在區(qū)分光電子線和俄歇線有困難的時(shí)候，可以利用換靶的方式，對(duì)同一樣品(yngpn)分別采用MgK和AlKX射線以結(jié)合能為橫坐標(biāo)采集XPS譜線，如果發(fā)現(xiàn)某些譜線的位置發(fā)生(fshng)了變化，那么這些變化了位置的就是俄歇線。為什么要進(jìn)行(jnxng)譜圖能量校正？常用方法是？由于各種樣品的導(dǎo)電性能不同，在光電子發(fā)射后，樣品表面都有不同程度的正電荷聚集，影響樣品的光電子的繼續(xù)發(fā)射，導(dǎo)致光電子的動(dòng)能降低，絕緣樣品的光電子動(dòng)能降低現(xiàn)象最為嚴(yán)重。這使得光電子信號(hào)在XPS譜圖上結(jié)合能偏高，偏離其本征結(jié)合能值。這種效應(yīng)

48、稱為“靜電效應(yīng)”，也稱為“荷電效應(yīng)”。靜電效應(yīng)還會(huì)引起譜線的寬化，它是譜圖分析的主要誤差來(lái)源之一。所以要進(jìn)行譜圖能量的校正。常用的校正方法有消除法和校正法。消除法中又有電子中和法和超薄法；校正法中分為外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法又主要有污染碳外標(biāo)法、鍍金法、石墨混合法、Ar氣注入法等。XPS定性分析步驟？定性分析就是當(dāng)用X射線光電子能譜儀得到一張XPS譜圖后，依據(jù)前面所述的元素的光電子線、俄歇線的特征能量值及其他伴線的特征來(lái)標(biāo)示譜圖，找出每條譜線的歸屬，從而達(dá)到定性分析。利用污染碳的C1s或其他方法扣除荷電。首先標(biāo)識(shí)那些總是出現(xiàn)的譜線。如C1s、CKLL、O1s、O2s、X射線衛(wèi)星峰和能量損失線等。

49、利用結(jié)合能數(shù)值表示譜圖中最強(qiáng)的、代表樣品中主體元素的強(qiáng)光電子譜線，并且與元素內(nèi)層電子結(jié)合能標(biāo)準(zhǔn)值仔細(xì)核對(duì)，并找出與之相匹配的其他弱光電子線和俄歇線群。最后標(biāo)識(shí)余下較弱的譜線，其標(biāo)識(shí)方法同上所述。對(duì)那些經(jīng)反復(fù)核實(shí)都沒(méi)有歸屬的譜線，應(yīng)想到它們是鬼線，應(yīng)用相應(yīng)表來(lái)核實(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)元素的強(qiáng)光電子線被另一元素的俄歇線干擾時(shí)，應(yīng)采用換靶的方式，來(lái)消除俄歇線的干擾，完成譜線的定性標(biāo)識(shí)。EDS與XPS的原理比較；能譜儀的工作原理：從試樣中產(chǎn)生的X射線被Si（Li）半導(dǎo)體檢測(cè)，得到電荷脈沖信號(hào)進(jìn)前置放大器和主放大器得到與X射線能量成正比的電壓脈沖信號(hào)后，送到脈沖處理器進(jìn)一步放大再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信

50、號(hào)送入多道分析器（MCA）由計(jì)算機(jī)處理后，在顯示器上顯示分析結(jié)果，并有打印機(jī)打印。光電子能譜儀工作原理：從激發(fā)源來(lái)的單色光照射在樣品室里的樣品，只要光子能量大于材料中某原子軌段中電子的結(jié)合能，樣品中束縛電子就被電離而逃逸。光電子在能量分析器中按其能量大小被“色散”、聚焦后背檢測(cè)器接受，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后輸入到記錄控制系統(tǒng)，一般都有計(jì)算機(jī)來(lái)完成儀器控制與數(shù)據(jù)采集工作材料(cilio)熱分析熱分析(fnx)定義？熱分析是在程序控制溫度下，測(cè)量材料物理性質(zhì)與溫度之間關(guān)系的一種技術(shù)。在加熱或冷卻(lngqu)過(guò)程中隨著材料結(jié)構(gòu)、相態(tài)和化學(xué)性質(zhì)的變化都會(huì)伴有相應(yīng)的物理性質(zhì)變化，這些物性質(zhì)變化包括質(zhì)量、溫度、尺寸和聲、光、熱、力、電、磁等性質(zhì)?，F(xiàn)代熱分析儀組成？現(xiàn)代熱分析儀大致由五個(gè)部分組成：程序控溫系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、操作和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 熱重分析（TG）的定義？橫、縱坐標(biāo)分別是？熱重法是對(duì)試樣的質(zhì)量隨以恒定速度變化的溫度或在等溫條件下隨時(shí)間變化而發(fā)生的改變量進(jìn)行測(cè)量的一種動(dòng)態(tài)技術(shù)，在熱分析技術(shù)中熱重法的使用最為廣泛，這種研究是在靜止的活流動(dòng)著的活性或惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行的。在熱譜圖中，橫坐標(biāo)代表溫度值得變化，縱坐標(biāo)則是由試樣的失重情況和失重速率兩個(gè)值。熱天平中測(cè)定重量變化的方法 ？熱天平中測(cè)定重量變化的方法通常有變位法和零位法兩種。變位法 主要利用質(zhì)量變