中山大學(xué)儀器分析

題號1234567891011121314151617181920一、選擇ADCBDCCBCCBABBCD空BCC二、判斷XX彳彳X彳XX彳XXXXX彳、單項(xiàng)選擇題(將正確答案填入上表中，共20分)下列哪種方法是由外層電子躍遷引起的？A.原子發(fā)射光譜和紫外吸收光譜;B.原子發(fā)射光譜和核磁共振譜C.紅外光譜和Raman光譜 D.原子光譜和分子光譜下列兩種方法同屬于吸收光譜的是：A.原子發(fā)射光譜和紫外吸收光譜；B.原子發(fā)射光譜和紅外光譜C.紅外光譜和質(zhì)譜 D.|原子吸收光譜和核磁共振譜下列哪兩種光源同是線光源：A.W燈和空心陰極燈B.氘燈和Nernst燈C.|激光和空心陰極燈|D.ICP光源和硅碳棒價(jià)電子數(shù)為3的原子，可能產(chǎn)生的譜線多重性是:A)雙線B)雙線和四重線C)單線和二重線D)單線、二重線和五重線Na原子下列光譜線間哪個(gè)能發(fā)生躍遷？A. 32S —43S B. 32P —42D C. 32S —32DD.| 32S —32P1/2 1/2 1/2 5/2 1/2 5/2 1-1/21/2下列羰基化合物中C=0伸縮振動頻率最高的是：A.RCOR' B.RCOClC.|RCOFD.RCOBr將下列四種光源的蒸發(fā)溫度由低到高排序，哪種排序是正確的？A.直流電弧-低壓交流電弧-火花-ICP B.ICP-火花-低壓交流電弧-直流電弧C.I火花-低壓交流電弧-直流電弧-ICP D.低壓交流電弧-火花-直流電弧-ICP&樣品的流動性降低使縱向弛豫(自旋一晶格弛豫)時(shí)間T1和譜線寬度如何變化：A.q增加，譜線變寬 B.h增加，譜線變窄C.q減小，譜線變寬 D.s減小，譜線變窄要獲得最大豐度的分子離子峰，可采用哪種離子源？A.電子轟擊源(EI) B.化學(xué)電離源(CI)C.|場離子源(FI)| D.火花源(Spark)在經(jīng)典AES分析中，激發(fā)溫度最高的光源是：A)直流電弧 B)交流電弧C)|火花|D)火焰與火焰原子吸收法相比，石墨爐原子吸收法有以下特點(diǎn)：A.靈敏度低但重現(xiàn)性好 B.基體效應(yīng)大且重現(xiàn)性不好C.所需樣品量大但檢出限低 D.物理干擾少且原子化效率低在堿性條件下，苯酚的最大吸波長將發(fā)生何種變化？A.紅移|B.藍(lán)移C.不變D.不能確定某芳烴(M=134),質(zhì)譜圖上于m/e=91處顯一強(qiáng)峰，試問其可能的結(jié)構(gòu)是:AD-O-

AD-O-8iBr同位素相對豐度為98.0%，化合物C^B：的分子離子峰與相應(yīng)同位素離子峰相對強(qiáng)度比I：I：I為：MM+2 M+4A.1:1:1B.|1:2:1|C.1:3:1D.1:6:9可分別用作紅外光譜和質(zhì)譜檢測器的是：A.相板、光電倍增管； B.光電管、Faraday杯；C.|熱電偶、光電倍增管|； D.光電管、熱電偶高純丫203中稀土雜質(zhì)元素和鐵礦石定量分析分別使用下列何種光源為佳？A.火花及直流電弧 B.低壓交流電弧和火花C.直流電弧和火花 D.|直流電弧和低壓交流電弧屬于禁戒躍遷的光譜項(xiàng)是：A.32S-32P B.3iS-3iD|C.3iS—3iP D.32S-42P一個(gè)（或一組磁等價(jià)）質(zhì)子A與兩組類似磁等價(jià)質(zhì)子（X,Y）偶合（如丙烷中亞甲基質(zhì)子與兩組甲基質(zhì)mn子之間的偶合），那么質(zhì)子A的共振信號分裂為：A.n+1重峰；B.m+n重峰；C.m+n+1重峰;D.（m+1）（n+1）重峰.乙醇高分辨1HNMR譜圖中，由低場到高場排列的質(zhì)子種類及相應(yīng)峰數(shù)（括號內(nèi)數(shù)字為偶合分裂峰數(shù)）為：A.CH(3)—CH(4)—0H(1);2 3A.CH(3)—CH(4)—0H(1);2 3C.0h(1)—CH(4)—CH(3)1；1 2 3 1B.CH(4)—CH(3)—0H(1)；23D.0H(3)—CH(3)—CH(4)23判斷正誤|（正確打7；錯(cuò)誤打X。請將答案寫在第一頁的題首表格內(nèi)。共15分）電子能級間隔越小，躍遷時(shí)吸收光子的頻率越大。x當(dāng)外來輻射能量與分子振-轉(zhuǎn)能級躍遷所需的能量一致時(shí)，則將產(chǎn)生紅外吸收。XAAS分析中，若有足夠高分辨率的光柵，就能得到積分吸收值，并進(jìn)行所謂的絕對分析。7經(jīng)典光源中，直流電弧有最高的蒸發(fā)溫度，因而該光源適合于難熔氧化物元素的分析。7AAS與ZeemanAAS有相同的靈敏度，但ZeemanAAS可以較好地扣除背景干擾。x棱鏡分光產(chǎn)生“非勻排光譜”，而光柵分光則產(chǎn)生“勻排光譜”。7AES中，分析線就是共振線。因?yàn)楣舱窬€譜線最強(qiáng)，因而分析的靈敏度最高。x&當(dāng)兩種物質(zhì)的UV-Vis分子吸收光譜沒有等吸收點(diǎn)時(shí)就不能使用雙波長分光光度法。xICP光源中，從外管切向通入氬氣的目的是為了保護(hù)石英管不被高溫等離子體燒壞。7階梯減光板的用途之一是它在一次攝譜時(shí)便能在相板上得到多條Fe譜，用作“標(biāo)尺”X在火焰AAS中，需要在原子化器和分光器之間加一個(gè)由馬達(dá)驅(qū)動的切光器對光源進(jìn)行調(diào)制，以消除火焰中分子輻射所帶來的交流干擾信號。xAAS和AFS都屬原子吸收光譜分析的范疇，其儀器主要組成相當(dāng)，但后者必須將光源或檢測器置于與主光路垂直的位置。x色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）要解決的關(guān)鍵問題是如何將MS的真空度降低，使得其真空度與GC的真空度相匹配。x當(dāng)空心陰極燈的燈電流增加時(shí)，發(fā)射強(qiáng)度增加，分析靈敏度亦將提高，因此增加燈電流是提高靈敏度十分有效的途徑。x從公式I=acb可以看出，由于決定譜線強(qiáng)度的兩個(gè)系數(shù)a和b隨實(shí)驗(yàn)條件（如蒸發(fā)、激發(fā)條件、試樣組成、感光板特性和顯、定影條件等）和被測元素的含量的改變而變化，尤其是實(shí)驗(yàn)條件的變化或波動很難避免，因此需采用內(nèi)標(biāo)法來補(bǔ)償或減少因這些變化對測定的影響。7三、填空題（共15分，請將答案填在橫線上或括號內(nèi)，每空1分）光電直讀光譜儀的主要色散元件是有一定曲率半徑的凹面光柵 ，該種元件既有_分光作用，又有聚焦作用?；衔顲lCHCHBr中H和H質(zhì)子吸收峰在高場岀現(xiàn)的是 H. 質(zhì)子。分別列出UV-Vis及IR兩種光譜分析法中各儀器具體組成（請按先后順序排列）：UV-Vis: IR:硅碳棒或Nernst燈樣品池光柵或Michelson干涉儀真空熱電偶 MS儀器中，單聚焦質(zhì)量分析器只實(shí)現(xiàn)了 方向（角度）聚焦，而雙聚焦質(zhì)量分析器除具有單聚焦質(zhì)量分析器的聚焦功能外，還實(shí)現(xiàn)了能量（速度、動能）聚焦，因而具有更高的分辨率。與CH相比，CH分子的磁各向異性效應(yīng)使其四個(gè)質(zhì)子化學(xué)位移值6增加（增加或降低）。26 24據(jù)Woodward-Fieser規(guī)則估算下列化合物的最大吸收波長X。maxACO基值217nm同環(huán)二烯(1)x36環(huán)外雙鍵(3)x5共軛雙鍵延長(2)x30烷基取代(5)x5酰氧基取代(1)x0計(jì)算值仇） max 1(353nm)四、名詞解釋（共10分，每題2分）：ICP環(huán)狀結(jié)構(gòu)：在高頻感應(yīng)電場或磁場下開成的等離子體渦流具有“趨膚效應(yīng)”此效應(yīng)使得等離子體渦電流集中于等離子體表面，形成一環(huán)形加熱通道，即ICP環(huán)狀結(jié)構(gòu)。AES基本原理：待測原子的外層電子在外來能量的作用下，電子由低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，在高能態(tài)不穩(wěn)定，迅速返回到低能態(tài)，并輻射出具有特征波長或頻率的譜線。通過測定特征譜線的波長或頻率進(jìn)行定性分析；通過測定譜線的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。軔致輻射：電子通過荷電粒子（主要是重粒子）形成的電場（或庫侖場）時(shí)，受到加速或減速引起的連續(xù)輻射。自吸效應(yīng)：激發(fā)態(tài)原子發(fā)出的輻射被其基態(tài)原子所吸收，從而使譜線強(qiáng)度下降的效應(yīng)。最后線：當(dāng)漸漸減小待測元素的含量時(shí)，該元素產(chǎn)生所有特征譜線中最后消失的譜線。它一般是元素的最靈敏線或共振線。五、簡答題（共20分）1、為什么要以峰值吸收代替積分吸收進(jìn)行原子吸收分析？峰值吸收的測定，對光源發(fā)出的譜線有何要求？為什么空心陰極燈能滿足這些要求。（15分）因?yàn)樵幼V線半寬很小，現(xiàn)在還沒有一種極高分辨率的光柵可以分辨該半寬的譜線，并對此峰面積進(jìn)行積分，因此須以峰值吸收代替積分吸收。對光源要求（Walsh兩假設(shè)）：當(dāng)光源發(fā)射線半寬比吸收線半寬小得多（銳線）且二者中心頻率一致時(shí)，可以用峰值吸收代替積分吸收。空心陰極燈的燈電流小---熱變寬（Doppler）?。粺魞?nèi)充低壓惰性氣體一壓變寬小。由于使用待

測元素制作元素?zé)簦l(fā)出的譜線是待測元素的共振吸收線，即二者中心頻率一致，故。。。。。2、實(shí)際上的紅外吸收譜帶（吸收峰）數(shù)目與理論計(jì)算的振動數(shù)目要少。解釋原因。（5分）1）對稱振動分子的偶極矩不為零；2）能量簡并（振動形式不同，但振動能級一樣）；3）儀器分辨率不高或靈敏度不夠。六、計(jì)算題（列出計(jì)算步驟，共20分）1、有一寬度為50mm，光柵刻線為1200條/mm的垂直對稱式光柵光譜儀，其閃耀角卩為20。（已知sin20°=0.34;cos20°=0.94）,試計(jì)算：1） 在第一級光譜中，該光柵的理論分辨率R;（5分）n=1;光柵總刻線數(shù)N=50x1200=60000條光柵分辨率R=nN=1x600002） 若照相物鏡焦距f=1000mm，試求一級光譜的倒線色散率d九/dl。（5分）n=1，閃耀角卩為20o,物鏡焦距f=1000mm,光柵常數(shù)d=1/1200據(jù)倒線色散率公式：頁據(jù)倒線色散率公式：頁dcos0nf得倒線色散率=[（1/1200）xcos20]/（1x1000）=00oo2、在高溫光源中，Na原子發(fā)射或吸收平均波長為1139nm的雙重線。相應(yīng)的能級躍遷發(fā)生基態(tài)4?S,1/2和激發(fā)態(tài)（32P+32P）之間。1/2 3/21） 請根據(jù)Boltzmann分布公式，計(jì)算處于溫度分別為2500K和2550K光源中Na原子在激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)目的比值（Planck常數(shù)h為6.63x10-34js；Boltzmann常數(shù)k為1.38x10-23j/K；光速c為3.0x1010Cm/s）o（5分）2） 據(jù)上述所求比值，比較AES分析中光源溫度以及AAS分析中原子化溫度對測量的影響（5分）提示：基態(tài)或者激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重計(jì)算式為g=2J+1（J為內(nèi)量子數(shù)，光譜支項(xiàng)通常以"5+-表示）；對于有兩個(gè)或多個(gè)光譜支項(xiàng)的激發(fā)態(tài)，其統(tǒng)計(jì)權(quán)重為各光譜支項(xiàng)統(tǒng)計(jì)權(quán)重的總和解:1)基態(tài)和激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重分別為g=(2x1/2+1)=2和g=(2x1/2+1)+(2x3/2+1)=60i由Boltzmann公式：因?yàn)锳E二hv二he/九=(6.63x10-34jsx3.0x10i0cm/s)/(1139nmx