分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)發(fā)展歷史第一個(gè)重要階段20世紀(jì)二三十年代，利用當(dāng)時(shí)物理化學(xué)中的溶液化學(xué)平衡理論，動(dòng)力學(xué)理論，如沉淀的生成和共沉淀現(xiàn)象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點(diǎn)誤差，催化反應(yīng)和誘導(dǎo)反應(yīng)，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學(xué)的內(nèi)容，并使分析化學(xué)向前邁進(jìn)了一步.第二個(gè)重要階段20世紀(jì)40年代以后幾十年，第二次世界大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了各種儀器分析方法的發(fā)展，改變了經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面。原子能技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)的興起，要求分析化學(xué)能提供各種靈敏準(zhǔn)確而快速的分析方法，如，半導(dǎo)體材料，有的要求純度達(dá)99.9999999%以上，在新形勢(shì)推動(dòng)下，分析化學(xué)達(dá)到了迅速發(fā)展。最顯著的特點(diǎn)是：各種儀器分析方法和分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用。第三個(gè)重要階段自20世紀(jì)70年代以來(lái)，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的到來(lái)，促使分析化學(xué)進(jìn)入第三次變革時(shí)期。由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的需要，基礎(chǔ)理論及測(cè)試手段的完善，現(xiàn)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全面的信息，使得微區(qū)分析、薄層分析、無(wú)損分析、瞬時(shí)追蹤、在線監(jiān)測(cè)及過(guò)程控制等過(guò)去的難題都迎刃而解。分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的最新成就，成為當(dāng)代最富活力的學(xué)科之一。分析方法的分類1.按原理分：化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法；儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法；光學(xué)分析方法：光譜法，非光譜法；電化學(xué)分析法：伏安法，電導(dǎo)分析法等；色譜法：液相色譜，氣相色譜，毛細(xì)管電泳；其他儀器方法：熱分析；2.按分析任務(wù)：定性分析，定量分析，結(jié)構(gòu)分析；定量分析的操作步驟：①取樣；②試樣分解和分析試液的制備；③分離及測(cè)定；④分析結(jié)果的計(jì)算和評(píng)價(jià)；3.按分析對(duì)象：無(wú)機(jī)分析，有機(jī)分析，生物分析，環(huán)境分析等；按試樣用量及操作規(guī)模分：常量、半微量、微量和超微量分析；按待測(cè)成分含量分：常量分析(>1%),微量分析(0.01～1%),痕量分析(<0.01％)細(xì)說(shuō)滴定分析法（一）對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求：1.有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反應(yīng)方程式進(jìn)行；2.反應(yīng)要定量進(jìn)行；3.反應(yīng)速度較快；4.容易確定滴定終點(diǎn)；（二）滴定方式1.直接滴定法；2.間接滴定法；如，Ca2+沉淀為CaC2O4，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定C2O42-，間接測(cè)定Ca2+。3.返滴定法；如，測(cè)定CaCO3，加入過(guò)量鹽酸，多余鹽酸用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液返滴；4.置換滴定法：絡(luò)合滴定多用（三）基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1.基準(zhǔn)物質(zhì):能用于直接配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。要求：試劑與化學(xué)組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾質(zhì)量大；滴定反應(yīng)時(shí)無(wú)副反應(yīng)。2.標(biāo)準(zhǔn)溶液:已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。配制方法有直接配制和標(biāo)定兩種。（四）試樣的分解1.分析方法分為干法分析（原子發(fā)射光譜的電弧激發(fā)）和濕法分析；2.試樣的分解：注意被測(cè)組分的保護(hù)3.常用方法：溶解法和熔融法對(duì)有機(jī)試樣,灰化法和濕式消化法（五）常用酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:HCl(HNO3,H2SO4)配制:用市售HCl(12mol·L-1),HNO3(16mol·L-1),H2SO4(18mol·L-1)稀釋.標(biāo)定:Na2CO3或硼砂(Na2B4O7·10H2O)堿標(biāo)準(zhǔn)溶液:NaOH配制:以飽和的NaOH（約19mol·L-1），用除去CO2的去離子水稀釋；標(biāo)定:鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O4·2H2O)（六）酸堿滴定法的應(yīng)用NaOH與Na2CO3混合堿的測(cè)定；極弱酸的測(cè)定；磷的測(cè)定；氮的測(cè)定；（七）影響滴定突躍的因素滴定突躍pM￠：pcMsp+3.0～lgK￠MY-3.0濃度:增大10倍，突躍增加1個(gè)pM單位（下限）K￠MY:增大10倍，突躍增加1個(gè)pM單位（上限）（八）準(zhǔn)確滴定判別式若ΔpM=±0.2,要求：Et≤0.1%,根據(jù)終點(diǎn)誤差公式，可知需lgcMsp·K￠MY≥6.0若cMsp=0.010mol·L-1時(shí)，則要求lgK￠≥8.0多種金屬離子共存：例：M，N存在時(shí)，分步滴定可能性的判斷：lgcMsp·K￠MY≥6.0，考慮Y的副反應(yīng)aY(H)<<aY(N)cMK'MY≈cMKMY/aY(N)≈cMKMY/cNKNYlgcMK'MY=△lgcK所以：△lgcK≥6，即可準(zhǔn)確滴定M一般來(lái)說(shuō)，分步滴定中，Et=0.3%△lgcK≥5如，cM＝cN則以△lgK≥5為判據(jù)分析化學(xué)概念對(duì)比（一）準(zhǔn)確度和精密度：1.準(zhǔn)確度:測(cè)定結(jié)果與真值接近的程度，用誤差衡量；絕對(duì)誤差:測(cè)量值與真值間的差值，用E表示E=X-XT；相對(duì)誤差:絕對(duì)誤差占真值的百分比，用Er表示：Er=E/XT=X-XT/XT×100％；2.精密度:平行測(cè)定結(jié)果相互靠近的程度，用偏差衡量。偏差:測(cè)量值與平均值的差值，用d表示；①平均偏差：各單個(gè)偏差絕對(duì)值的平均值：②相對(duì)平均偏差：平均偏差與測(cè)量平均值的比值：③標(biāo)準(zhǔn)偏差：④相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：3.準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系精密度好是準(zhǔn)確度好的前提；精密度好不一定準(zhǔn)確度高；提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度方法:選擇恰當(dāng)分析方法（靈敏度與準(zhǔn)確度）；減小測(cè)量誤差（誤差要求與取樣量）；減小偶然誤差（多次測(cè)量，至少3次以上）消除系統(tǒng)誤差對(duì)照實(shí)驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)方法；標(biāo)準(zhǔn)樣品；標(biāo)準(zhǔn)加入；空白實(shí)驗(yàn)；校準(zhǔn)儀器；校正分析結(jié)果；（二）各種誤差：系統(tǒng)誤差:又稱可測(cè)誤差，具單向性、重現(xiàn)性、可校正特點(diǎn)；方法誤差:溶解損失、終點(diǎn)誤差－用其他方法校正；儀器誤差:刻度不準(zhǔn)、砝碼磨損——校準(zhǔn)(絕對(duì)、相對(duì))；操作誤差:顏色觀察；試劑誤差:不純－空白實(shí)驗(yàn)；主觀誤差:個(gè)人誤差；隨機(jī)誤差:又稱偶然誤差，不可校正，無(wú)法避免，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律；#不存在系統(tǒng)誤差的情況下，測(cè)定次數(shù)越多其平均值越接近真值，一般平行測(cè)定4～6次；（三）有效數(shù)字:分析工作中實(shí)際能測(cè)得的數(shù)字，包括：全部可靠數(shù)字及一位不確定數(shù)字在內(nèi)；運(yùn)算規(guī)則：1.加減法:結(jié)果的絕對(duì)誤差應(yīng)不小于各項(xiàng)中絕對(duì)誤差最大的數(shù)。(與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)一致)0.112+12.1+0.3214=12.5。2.乘除法:結(jié)果的相對(duì)誤差應(yīng)與各因數(shù)中相對(duì)誤差最大的數(shù)相適應(yīng)(與有效數(shù)字位數(shù)最少的一致)；0.0121×25.66×1.0578＝0.328432；定量分析數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)——解決兩類問(wèn)題:(1)可疑數(shù)據(jù)的取舍?過(guò)失誤差的判斷：方法:4d法、Q檢驗(yàn)法和格魯布斯(Grubbs)檢驗(yàn)法；確定某個(gè)數(shù)據(jù)是否可用。(2)分析方法的準(zhǔn)確性?系統(tǒng)誤差及偶然誤差的判斷：顯著性檢驗(yàn)：利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，檢驗(yàn)被處理的問(wèn)題是否存在顯著性差異。方法：①t檢驗(yàn)法和F檢驗(yàn)法；②確定某種方法是否可用，判斷實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性；（四）質(zhì)子條件式1.物料平衡(Material(Mass)Balance):各物種的平衡濃度之和等于其分析濃度。2.電荷平衡(ChargeBalance):溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負(fù)離子所帶負(fù)電荷的總數(shù)(電中性原則)。3.質(zhì)子平衡（ProtonBalance）:溶液中酸失去質(zhì)子數(shù)目等于堿得到質(zhì)子數(shù)目：(1)先選零水準(zhǔn)(大量存在,參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的物質(zhì))，一般選取投料組分及H2O；(2)將零水準(zhǔn)得質(zhì)子產(chǎn)物寫在等式一邊,失質(zhì)子產(chǎn)物寫在等式另一邊；(3)濃度項(xiàng)前乘上得失質(zhì)子數(shù)；注意：同一種物質(zhì)，只能選擇一個(gè)形態(tài)作為參考水準(zhǔn)；（五）酸度與酸的濃度：酸度：溶液中H＋的平衡濃度或活度，通常用pH表示：pH=-lg[H+]；酸的濃度：酸的分析濃度；包含：未解離的和已解離的酸的濃度；對(duì)一元弱酸：CHA＝[HA]+[A-]（六）分布分?jǐn)?shù)：溶液中某酸堿組分的平衡濃度占其分析濃度的分?jǐn)?shù)，用δ表示：“δ”將平衡濃度與分析濃度聯(lián)系起來(lái)：[HA]＝δHA·cHA，[A-]=δA-cHA；（七）緩沖溶液：能減緩強(qiáng)酸強(qiáng)堿的加入或稀釋而引起的pH變化；緩沖溶液的選擇原則：不干擾測(cè)定，例如，EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-；有較大的緩沖能力，足夠的緩沖容量；常用單一酸堿指示劑：甲基橙MO（3.1～4.4）甲基紅MR（4.4～6.2）酚酞PP（8.0～9.6）；影響指示劑變色范圍的因素：指示劑用量:宜少不宜多，對(duì)單色指示劑影響較大離子強(qiáng)度：影響pKHIn；溫度；（八）吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱：分光光度法，屬于分子吸收光譜分析方法；基于外層電子躍遷；（九）光吸收定律－朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液的濃度及光程（溶液的厚度）成正比關(guān)系－－朗伯比爾定律；數(shù)學(xué)表達(dá)：A＝lg(1/T)=Kbc(其中，A:吸光度，T:透射比，K:比例常數(shù)，b:溶液厚度，c:溶液濃)注意：平行單色光；均相介質(zhì)；無(wú)發(fā)射、散射或光化學(xué)反應(yīng)（十）顯色反應(yīng)及影響因素顯色反應(yīng)：沒有顏色的化合物，需要通過(guò)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)定量生成有色化合物再測(cè)定－－顯色反應(yīng)；要求：a.選擇性好b.靈敏度高(ε>104)c.產(chǎn)物的化學(xué)組成穩(wěn)定d.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定e.反應(yīng)和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(Dl>60nm)顯色反應(yīng)類型：絡(luò)合反應(yīng)；氧化還原反應(yīng)；離子締合反應(yīng)；成鹽反應(yīng)；褪色反應(yīng)；吸附顯色反應(yīng)；顯色劑：無(wú)機(jī)顯色劑:過(guò)氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀有機(jī)顯色劑：偶氮類：偶氮胂III；三苯甲烷類：三苯甲烷酸性染料鉻天菁S，三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫；鄰菲羅啉類；新亞銅靈；肟類：丁二肟影響因素：a.溶液酸度（pH值及緩沖溶液）：影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變：Δl；影響待測(cè)離子的存在狀態(tài)，防止沉淀；影響絡(luò)合物組成；b.顯色劑的用量：稍過(guò)量，處于平臺(tái)區(qū)；c.顯色反應(yīng)時(shí)間：針對(duì)不同顯色反應(yīng)確定顯示時(shí)間；顯色反應(yīng)快且穩(wěn)定；顯色反應(yīng)快但不穩(wěn)定；顯色反應(yīng)慢，穩(wěn)定需時(shí)間；顯色反應(yīng)慢但不穩(wěn)定；d.顯色反應(yīng)溫度：加熱可加快反應(yīng)速度，導(dǎo)致顯色劑或產(chǎn)物分解；e.溶劑：有機(jī)溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率；f.干擾離子：消除辦法：提高酸度，加入隱蔽劑；改變價(jià)態(tài)；選擇合適參比；褪色空白(鉻天菁S測(cè)Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾)；選擇適當(dāng)波長(zhǎng)。B.痕量組分的富集和共沉淀分離a.無(wú)機(jī)共沉淀劑進(jìn)行共沉淀利用表面吸附進(jìn)行痕量組分的共沉淀富集,選擇性不高。共沉淀劑為Fe(OH)3,Al(OH)3等膠狀沉淀,微溶性的硫化物，如，Al(OH)3作載體共沉淀Fe3+，TiO2+；HgS共沉淀Pb2+。利用生成混晶進(jìn)行共沉淀，選擇性較好，如，硫酸鉛-硫酸鋇，磷酸銨鎂-砷酸銨鎂等。。。b.有機(jī)共沉淀劑進(jìn)行共沉淀利用膠體的凝聚作用進(jìn)行共沉淀，如，動(dòng)物膠、丹寧；離子締合共沉淀，如，甲基紫與InI4-；利用“固體萃取劑”進(jìn)行共沉淀，例，1-萘酚的乙醇溶液中，1-萘酚沉淀并將U(VI)與1-亞硝基-2-萘酚的螯合物共沉淀下來(lái)；色譜分析法色譜是一種多級(jí)分離技術(shù)基于被分離物質(zhì)分子在兩相（一為固定相，一為流動(dòng)相）中分配系數(shù)的微小差別進(jìn)行分離。a.萃取色譜：溶劑萃取原理與色譜分離技術(shù)相結(jié)合的液相分配色譜，又稱反相分配色譜。多用于無(wú)機(jī)離子的分離。以涂漬或吸留于多孔、疏水的惰性支持體的有機(jī)萃取劑為固定相，以無(wú)機(jī)化合物水溶液為流動(dòng)相支持體材料有：硅藻土、硅膠、聚四氟乙烯及聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，活性碳纖維；惰性多孔且孔徑分布均勻，比表面大，在流動(dòng)相中不膨脹，不吸附水溶液中的離子；如，正辛胺-纖維素分離Th，Zr，U（10MHCl，6MHCl，0.05MHCl）洗脫。b.薄層色譜和紙色譜：平面色譜：薄層色譜固定相有硅膠，活性氧化鋁及纖維素并鋪在玻璃板上,紙色譜固定相多為濾紙。*流動(dòng)相或展開劑：正相薄層色譜中為含有少許酸或堿的有機(jī)溶劑；反相色譜多采用無(wú)機(jī)酸水溶液；正丁醇－乙醇－氨水（9：1：0.5）分離顯色劑AClP-PF；紙色譜用無(wú)機(jī)酸水溶液或其與有機(jī)溶劑的混合物為流動(dòng)相；乙醇－2MHCl（9:1）分離La，Ce，Pm，Eu，Dy等；丁酮－HF（6：1）單寧顯色分離Nb和Ta。原子光譜（一）原子吸收光譜1.原子吸收光譜法（AAS）：是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素含量為基礎(chǔ)的分析方法。2.原子吸收光譜的產(chǎn)生：處于基態(tài)原子核外層電子，如果，外界所提供特定能量（E）的光輻射恰好等于核外層電子基態(tài)與某一激發(fā)態(tài)（i）之間的能量差（ΔEi）時(shí)，核外層電子將吸收特征能量的光輻射由基態(tài)躍遷到相應(yīng)激發(fā)態(tài)，從而，產(chǎn)生原子吸收光譜。3.原子吸收譜線的輪廓：①自然寬度ΔυN：它與原子發(fā)生能級(jí)間路迂時(shí)激發(fā)態(tài)原子的有限壽命有關(guān)，一般情況下：約相當(dāng)于10-4?。②多普勤（Doppler）寬度ΔυD：這是由原子在空間作無(wú)規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所引致的，故，又稱熱變寬。碰撞變寬：原子核蒸氣壓力愈大，譜線愈寬。同種粒子碰撞——赫爾茲馬克(Holtzmank)變寬,異種粒子碰撞——稱羅論茲（Lorentz）變寬，10-2?。場(chǎng)致變寬：在外界電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下，引起原子核外層電子能級(jí)分裂而使譜線變寬現(xiàn)象稱為場(chǎng)致變寬。由于磁場(chǎng)作用引起譜線變寬，稱為：Zeeman(塞曼)變寬。自吸變寬：光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。（二）原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜法的分類:目視火焰光分析法；火焰光度法；攝譜法；光電直讀法原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn):靈敏度和準(zhǔn)確度較高；選擇性好，分析速度快；試樣用量少，測(cè)定元素范圍廣。局限性:（1）樣品的組成對(duì)分析結(jié)果的影響比較顯著，因此，進(jìn)行定量分析時(shí)，常常需要配制一套與試樣組成相仿的標(biāo)準(zhǔn)樣品，這就限制了該分析方法的靈敏度、準(zhǔn)確度和分析速度等的提高。（2）發(fā)射光譜法，一般只用于元素分析，而不能用來(lái)確定元素在樣品中存在的化合物狀態(tài)，更不能用來(lái)測(cè)定有機(jī)化合物的基團(tuán)；對(duì)一些非金屬，如惰性氣體、鹵素等元素幾乎無(wú)法分析。（3）儀器設(shè)備比較復(fù)雜、昂貴。原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生:原子的核外電子一般處在基態(tài)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)獲取足夠的能量后，就會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定（壽命小于10-8s），迅速回到基態(tài)時(shí)，就要釋放出多余的能量，若此能量以光的形式出顯，既得到發(fā)射光譜。ΔE=E2-E1λ=hc/E2-E1=hc/λυ=c/λ=hυσ=1/λ=hσch:為普朗克常數(shù)（6.626×10-34J·s）；c:為光速(2.997925×1010cm/s)；1.發(fā)射:當(dāng)原子、分子和離子等處于較高能態(tài)時(shí)，可以以光子形式釋放多余的能量而回到較低能態(tài)，產(chǎn)生電磁輻射，這一過(guò)程叫做發(fā)射躍遷。2.原子發(fā)射:當(dāng)氣態(tài)自由原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，將發(fā)射電磁波而回到基態(tài)，所發(fā)射的電磁波處于紫外或可見光區(qū)。通常采用的電、熱或激光的形式使樣品原子化并激發(fā)原子，一般將原子激發(fā)到以第一激發(fā)態(tài)為主的有限的幾個(gè)激發(fā)態(tài)，致使原子發(fā)射具有限的特征頻率輻射，即特定原子只發(fā)射少數(shù)幾個(gè)具有特征頻率的電磁波。3.分子發(fā)射:通過(guò)光激發(fā)而處于高能態(tài)的原子和分子的壽命很短，它們一般通過(guò)不同的弛豫過(guò)程返回到基態(tài)，這些弛豫過(guò)程分為輻射弛豫和非輻射弛豫。輻射弛豫通過(guò)分子發(fā)射電磁波的形式釋放能量，而非輻射弛豫通過(guò)其他形式釋放能量。（三）基于原子、分子外層電子能級(jí)躍遷的光譜法包括：原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、紫外-可見吸收光譜法、分子熒光光譜法、分子磷光光譜法、化學(xué)發(fā)光分析法，吸收或發(fā)射光譜的波段范圍在紫外-可見光區(qū)，即，200nm～800nm之間。對(duì)于原子來(lái)講，其外層電子能級(jí)和電子躍遷相對(duì)簡(jiǎn)單，只存在不同的電子能級(jí)，因此其外層電子的躍遷僅僅在不同電子能級(jí)之間進(jìn)行，光譜為線光譜。對(duì)于分子來(lái)講，其外層電子能級(jí)和電子躍遷相對(duì)復(fù)雜，不僅存在不同的電子能級(jí)，而且存在不同的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，宏觀上光譜為連續(xù)光譜，即帶光譜。（四）原子熒光光譜法氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，原子外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，約經(jīng)10-8s，又躍遷至基態(tài)或低能態(tài)，同時(shí)，發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的輻射，稱為原子熒光。（五）紫外-可見吸收光譜法紫外-可見吸收光譜是一種分子吸收光譜法，該方法利用分子吸收紫外-可見光，產(chǎn)生分子外層電子能級(jí)躍遷所形成的吸收光譜，可進(jìn)行分子物質(zhì)的定量測(cè)定，其定量測(cè)定基礎(chǔ)是Lambert-Beer定律。（六）分子熒光光譜法和分子磷光光譜法分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移和振動(dòng)馳豫等非輻射馳豫釋放部分能量而到達(dá)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能層，然后通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài)，所發(fā)射的光即為熒光。當(dāng)分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移、振動(dòng)馳豫和系間竄躍等非輻射馳豫釋放部分能量而到達(dá)第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能層，然后通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài)，所發(fā)射的光即為磷光。（七）基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法即紅外吸收光譜法，紅外吸收光譜的波段范圍在近紅外光區(qū)和微波光區(qū)之間，即，750nm～1000μm之間，是復(fù)雜的帶狀光譜。不存在電子能級(jí)之間的躍遷，只存在振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)之間的躍遷，而分子中官能團(tuán)的各種形式的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)直接反映在分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上，分子精細(xì)而復(fù)雜的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，蘊(yùn)涵了大量的分子中各種官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息，因此，只要能精細(xì)地檢測(cè)不同頻率的紅外吸收，就能獲得分子官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的有效信息。通常情況下，紅外吸收光譜是一種有效的結(jié)構(gòu)分析手段?？偨Y(jié)：光譜法的分類石墨爐原子化法(GFAAS)特點(diǎn)：采用直接進(jìn)樣和程序升溫方式，原子化溫度曲線是一條具有峰值的曲線。可達(dá)3500℃高溫，且升溫速度快。絕對(duì)靈敏度高，一般元素的可達(dá)10-9～10-12g。可分析70多種金屬和類金屬元素。所用樣品量少（1～100mL）。但是，石墨爐原子化法的分析速度較慢，分析成本高，背景吸收、光輻射和基體干擾比較大。物理干擾：指樣品溶液物理性質(zhì)變化而引起吸收信號(hào)強(qiáng)度變化，物理干擾屬非選擇性干擾。物理干擾一般都是負(fù)干擾。消除方法：配制與待測(cè)樣品溶液基體相一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液；采用標(biāo)準(zhǔn)加入法；被測(cè)樣品溶液中元素的濃度較高時(shí)，采用稀釋方法來(lái)減少或消除物理干擾。化學(xué)干擾：待測(cè)元素在原子化過(guò)程中，與基體組分原子或分子之間產(chǎn)生化學(xué)作用而引起的干擾。消除方法：改變火焰類型、改變火焰特性、加入釋放劑、加入保護(hù)劑、加入緩沖劑、采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。背景干擾也是光譜干擾，主要指：分子吸與光散射造成光譜背景。分子吸收是指在原子化過(guò)程中生成的分子對(duì)輻射吸收，分子吸收是帶光譜。光散射是指原子化過(guò)程中產(chǎn)生的微小的固體顆粒使光產(chǎn)生散射，造成透過(guò)光減小，吸收值增加，背景干擾，一般使吸收值增加，產(chǎn)生正誤差；質(zhì)譜分析法質(zhì)譜法(MassSpectrometry)：是通過(guò)對(duì)被測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比進(jìn)行測(cè)定的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化，然后利用不同離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)行為的不同，把離子按質(zhì)荷比（m/z）分離而得到質(zhì)譜，通過(guò)樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息，可以得到樣品的定性定量結(jié)果。離子源：1.高頻火花離子源；2.電感耦合等離子體離子源；3.輝光放電離子源；4.其他離子源：(1)激光離子源；(2)離子轟擊離子源；質(zhì)量分析器：磁質(zhì)量分析器；四極濾質(zhì)器；離子回旋共振分析器（IonCyclotronResonance，ICR）電感耦合等離子體質(zhì)譜法優(yōu)點(diǎn)：試樣在常溫下引入；氣體的溫度很高使試樣完全蒸發(fā)和解離；試樣原子離子化的百分比很高；產(chǎn)生的主要是一價(jià)離子；離子能量分散小；外部離子源，即離子并不處在真空中；離子源處于低電位，可配用簡(jiǎn)單的質(zhì)量分析器。干擾及消除方法：1.同質(zhì)量類型離子：同質(zhì)量類型離子干擾是指兩種不同元素有幾乎相同質(zhì)量的同位素；2.多原子離子干擾：一般認(rèn)為，多原子離子并不存在于等離子體本身中，而是在離子的引出過(guò)程中，由等離子體中的組分與基體或大氣中的組分相互作用而形成；3.氧化物和氫氧化物干擾4.儀器和試樣制備所引起的干擾。紫外－可見吸收光譜法基于物質(zhì)對(duì)200～800nm光譜區(qū)輻射的吸收特性建立起來(lái)的分析測(cè)定方法稱為紫外-可見吸收光譜法或紫外-可見分光光度法。它具有如下特點(diǎn)：1.靈敏度高，可以測(cè)定10-7～10-4g·mL-1的微量組分。2.準(zhǔn)確度較高，其相對(duì)誤差一般在1%～5%之內(nèi)。3.儀器價(jià)格較低，操作簡(jiǎn)便、快速。4.應(yīng)用范圍廣。紫外吸收光譜：200～400nm可見吸收光譜：400～800nm兩者都屬電子光譜。紫外-可見吸收光譜的定量依據(jù)仍然是Lamber-Beer(朗伯-比耳)定律。影響紫外-可見吸收光譜的因素：共軛效應(yīng)：共軛效應(yīng)使共軛體系形成大p鍵，結(jié)果使各能級(jí)間的能量差減小，從而躍遷所需能量也就相應(yīng)減小，因此共軛效應(yīng)使吸收波長(zhǎng)產(chǎn)生紅移。共軛不飽和鍵越多，紅移越明顯，同時(shí)吸收強(qiáng)度也隨之加強(qiáng)。溶劑效應(yīng)：溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響；溶劑化限制了溶質(zhì)分子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)光譜表現(xiàn)不出來(lái)，如果，溶劑的極性越大，溶劑與溶質(zhì)分子間產(chǎn)生的相互作用就越強(qiáng)，溶質(zhì)分子的振動(dòng)也越受到限制，因而由振動(dòng)而引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)也損失越多；溶劑極性對(duì)p?p*和n?p*躍遷譜帶的影響當(dāng)溶劑極性增大時(shí)，由p?p*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移，n?p*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生藍(lán)移溶劑的選擇：盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；溶劑能很好地溶解被測(cè)物，且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無(wú)明顯吸收。pH值的影響：如果化合物在不同的pH值下存在的型體不同，則其吸收峰的位置會(huì)隨pH值的改變而改變。紫外-可見分光光度計(jì)：儀器的基本構(gòu)造：紫外-可見分光光度計(jì)都是由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)五個(gè)部分構(gòu)成。儀器類型：紫外-可見分光光度計(jì)主要有以下幾種類型：?jiǎn)喂馐止夤舛扔?jì)、雙光束分光光度計(jì)、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)和多通道分光光度計(jì)。紅外吸收光譜法紅外吸收光譜法是利用物質(zhì)分子對(duì)紅外輻射的特征吸收，來(lái)鑒別分子結(jié)構(gòu)或定量的方法。紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜，由于分子振動(dòng)能級(jí)躍遷伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，為帶狀光譜。紅外光譜最重要的應(yīng)用是中紅外區(qū)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。也可用于定量分析。（一）基本原理樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，樣品分子選擇性地吸收某些波數(shù)范圍的輻射，引起偶極矩的變化，產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷并使相應(yīng)的透射光強(qiáng)度減弱。紅外光譜中，吸收峰出現(xiàn)的頻率位置由振動(dòng)能級(jí)差決定，吸收峰的個(gè)數(shù)與分子振動(dòng)自由度的數(shù)目有關(guān)，而吸收峰的強(qiáng)度則主要取決于振動(dòng)過(guò)程中偶極矩的變化以及能級(jí)的躍遷概率。（二）產(chǎn)生紅外吸收的條件分子吸收輻射產(chǎn)生振轉(zhuǎn)躍遷必須滿足兩個(gè)條件：條件一：輻射光子的能量應(yīng)與振動(dòng)躍遷所需能量相等。根據(jù)量子力學(xué)原理，分子振動(dòng)能量E振是量子化的，即E振=（V+1/2）hnn為分子振動(dòng)頻率，V為振動(dòng)量子數(shù)，其值取0，1，2，…分子中不同振動(dòng)能級(jí)差為DE振=DVhn也就是說(shuō)，吸收光子的能量（hna）要與該能量差相等，即，na=DVn時(shí)，才可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。例如當(dāng)分子從基態(tài)（V=0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（V=1），此時(shí)DV=1，即，na=n（三）簡(jiǎn)正振動(dòng)基本形式伸縮振動(dòng)n：原子沿鍵軸方向伸縮，鍵長(zhǎng)變化但鍵角不變的振動(dòng)。變形振動(dòng)d：基團(tuán)鍵角發(fā)生周期性變化，但鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng)。又稱彎曲振動(dòng)或變角振動(dòng)。理論上，多原子分子的振動(dòng)數(shù)應(yīng)與譜峰數(shù)相同，但實(shí)際上，譜峰數(shù)常常少于理論計(jì)算出的振動(dòng)數(shù)，這是因?yàn)椋篴）偶極矩的變化Dm=0的振動(dòng)，不產(chǎn)生紅外吸收；b）譜線簡(jiǎn)并（振動(dòng)形式不同，但其頻率相同）；c）儀器分辨率或靈敏度不夠，有些譜峰觀察不到。以上介紹了基本振動(dòng)所產(chǎn)生的譜峰，即，基頻峰（DV=±1允許躍遷）。在紅外光譜中還可觀察到其它躍遷譜峰：倍頻峰：由基態(tài)向第二、三….振動(dòng)激發(fā)態(tài)的躍遷（DV=±2、±3.）；合頻峰：分子吸收光子后，同時(shí)發(fā)生頻率為n1，n2的躍遷，此時(shí)產(chǎn)生的躍遷為n1+n2的譜峰。差頻峰：當(dāng)吸收峰與發(fā)射峰相重疊時(shí)產(chǎn)生的峰n1-n2。泛頻峰可以觀察到，但很弱，可提供分子的“指紋”。（四）影響基團(tuán)頻率的因素分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素:電子效應(yīng)包括：誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和中介效應(yīng)。（1）誘導(dǎo)效應(yīng)(Inductioneffect)：取代基電負(fù)性—靜電誘導(dǎo)—電子分布改變—k增加—特征頻率增加（移向高波數(shù)）。（2）共軛效應(yīng)(Conjugatedeffect)：電子云密度均化—鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)—k降低—特征頻率減小（移向低波數(shù)）。（3）中介效應(yīng)（Mesomericeffect）：孤對(duì)電子與多重鍵相連產(chǎn)生的p-p共軛，結(jié)果類似于共軛效應(yīng)。當(dāng)誘導(dǎo)與共軛兩種效應(yīng)同時(shí)存在時(shí)，振動(dòng)頻率的位移和程度取決于它們的凈效應(yīng)?？臻g效應(yīng)：包括：空間位阻效應(yīng)、環(huán)狀化合物的環(huán)張力效應(yīng)等。取代基的空間位阻效應(yīng)使分子平面與雙鍵不在同一平面，此時(shí)共軛效應(yīng)下降，紅外峰移向高波數(shù)。如下面兩個(gè)結(jié)構(gòu)的分子，其波數(shù)就反映了空間位阻效應(yīng)的影響。氫鍵：氫鍵的形成使電子云密度平均化（締合態(tài)），使體系能量下降，X-H伸縮振動(dòng)頻率降低，吸收譜帶強(qiáng)度增大、變寬；變形振動(dòng)頻率移向較高波數(shù)處，但，其變化沒有伸縮振動(dòng)顯著。形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)，X-H伸縮振動(dòng)譜帶的位置、強(qiáng)度和形狀的改變均較分子間氫鍵小。同時(shí)，分子內(nèi)氫鍵的影響不隨濃度變化而改變，分子間氫鍵的影響則隨濃度變化而變化?；プ儺悩?gòu)分子有互變異構(gòu)現(xiàn)象存在時(shí)，各異構(gòu)體的吸收均能從其紅外吸收光譜中反映出來(lái)。振動(dòng)耦合當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并具有一公共原子時(shí)，兩個(gè)鍵的振動(dòng)將通過(guò)公共原子發(fā)生相互作用，產(chǎn)生“微擾”。其結(jié)果是使振動(dòng)頻率發(fā)生變化，一個(gè)向高頻移動(dòng)，另一個(gè)向低頻移動(dòng)。振動(dòng)耦合常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中，如，羧酸酐分裂為as1820、s1760cm-1Fermi共振當(dāng)弱的泛頻峰與強(qiáng)的基頻峰位置接近時(shí)，其吸收峰強(qiáng)度增加或發(fā)生譜峰分裂，這種泛頻與基頻之間的振動(dòng)耦合現(xiàn)象稱為Fermi共振。外界環(huán)境因素:1）試樣狀態(tài)通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如丙酮在液態(tài)時(shí)，nC=O=1718cm-1;氣態(tài)時(shí)nC=O=1742cm-1，因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。2）溶劑效應(yīng)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性增加而降低，如，羧酸中的羰基C=O：氣態(tài)時(shí)：nC=O=1780cm-1非極性溶劑：nC=O=1760cm-1乙醚溶劑：nC=O=1735cm-1乙醇溶劑：nC=O=1720cm-1因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。（五）紅外光譜儀目前，有兩類紅外光譜儀：見下圖：色散型和干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀）（FourierTransfer，F(xiàn)T）3.單色器由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個(gè)光柵來(lái)增加波數(shù)范圍，狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。狹縫越窄，分辨率越高，但光源到達(dá)檢測(cè)器的能量輸出減少，這在紅外光譜分析中尤為突出。為減少長(zhǎng)波部分能量損失，改善檢測(cè)器響應(yīng)，通常采取程序增減狹縫寬度的辦法，即隨輻射能量降低，狹縫寬度自動(dòng)增加，保持到達(dá)檢測(cè)器的輻射能量的恒定。4.檢測(cè)器及記錄儀紅外光能量低，因此常用熱電偶、測(cè)熱輻射計(jì)、熱釋電檢測(cè)器和碲鎘汞檢測(cè)器等。傅里葉變換紅外光譜儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高。掃描速度快。分辨率高。測(cè)量光譜范圍寬（1000～10cm-1），精度高（±0.01cm-1），重現(xiàn)性好（0.1%）。還有雜散光干擾小。樣品不受因紅外聚焦而產(chǎn)生的熱效應(yīng)的影響。核磁共振波譜法將磁性原子核放入強(qiáng)磁場(chǎng)后，用適宜頻率的電磁波照射，它們會(huì)吸收能量，發(fā)生原子核能級(jí)躍遷，同時(shí)產(chǎn)生核磁共振信號(hào)，得到核磁共振:a.屏蔽常數(shù)任何原子核都被電子云所包圍,當(dāng)1H核自旋時(shí),核周圍的電子云也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在外磁場(chǎng)作用下，會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與外加磁場(chǎng)方向相反的次級(jí)磁場(chǎng)，實(shí)際上會(huì)使外磁場(chǎng)減弱，這種對(duì)抗外磁場(chǎng)的作用稱為屏蔽效應(yīng)。影響屏蔽常數(shù)的因素：原子屏蔽原子屏蔽可指孤立原子的屏蔽，也可指分子中原子的電子殼層的局部屏蔽，稱為近程屏蔽效應(yīng)。分子內(nèi)屏蔽：指分子中其他原子或原子團(tuán)對(duì)所要研究原子核的磁屏蔽作用。分子間屏蔽：指樣品中其他分子對(duì)所要研究的分子中核的屏蔽作用。影響這一部分的主要因素有溶劑效應(yīng)、介質(zhì)磁化率效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)等。。。b.化學(xué)位移有兩種表示方法：1.用共振頻率差()表示，單位Hz。由于s是個(gè)常數(shù)，因此共振頻率差與外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0呈正比。這樣同一磁性核，用不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的儀器測(cè)得的共振頻率差是不同的。所以用這種方法表示化學(xué)位移時(shí)，需注明外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0。2.用d值表示化學(xué)位移定義為：該表達(dá)式也適用于脈沖NMR法。對(duì)于掃場(chǎng)法，固定的是發(fā)射機(jī)的射頻頻率，因此，樣品S和參比物R的共振頻率滿足：此時(shí)定義化學(xué)位移為：c.自旋－自旋耦合和耦合常數(shù)J氫核吸收峰的裂分是因?yàn)榉肿又邢噜彋浜酥g發(fā)生了自旋相互作用，自旋核之間的相互作用稱為自旋—自旋偶合。自旋偶合不影響化學(xué)位移，但會(huì)使吸收峰發(fā)生裂分，使譜線增多，簡(jiǎn)稱自旋裂分。偶合常數(shù)自旋偶合產(chǎn)生峰裂分后，裂分峰之間的間距稱為偶合常數(shù)，用J表示，單位為Hz。J值大小表示氫核間相互偶合作用的強(qiáng)弱。與化學(xué)位移不同，不因外磁場(chǎng)的變化而變化，受外界條件的影響也很小。偶合常數(shù)有以下規(guī)律：（1）J值的大小與B0無(wú)關(guān)。影響J值大小的主要因素是原子核的磁性和分子結(jié)構(gòu)及構(gòu)象。因此，偶合常數(shù)是化合物分子結(jié)構(gòu)的屬性。（2）簡(jiǎn)單自旋偶合體系J值等于多重峰的間距，復(fù)雜自旋偶合體系需要通過(guò)復(fù)雜計(jì)算求得。超過(guò)三個(gè)化學(xué)鍵的J耦合一般較弱。自旋－自旋耦合分裂的規(guī)律:由于鄰近核的耦合作用，NMR譜線發(fā)生分裂。在一級(jí)近似下，譜線分裂的數(shù)目N與鄰近核的自旋量子數(shù)I和核的數(shù)目n有如下關(guān)系：當(dāng)I=1/2時(shí)，N=n+1，稱為“n+1規(guī)律”。譜線強(qiáng)度之比遵循二項(xiàng)式展開式的系數(shù)比，n為引起耦合分裂的核數(shù)。下面以“—CH2CH3”基團(tuán)的HNMR譜線分裂情況為例進(jìn)行說(shuō)明。自旋裂分峰數(shù)目及強(qiáng)度:（1）化學(xué)環(huán)境完全相同的原子，雖然它們有很強(qiáng)的偶合作用，但無(wú)裂分現(xiàn)象：例，-CH3不發(fā)生裂分。（2）分子中化學(xué)位移相同的氫核稱為化學(xué)等價(jià)核；把化學(xué)位移相同，核磁性也相同的稱為磁等價(jià)核。磁等價(jià)核之間雖有偶合作用，但是，無(wú)裂分現(xiàn)象，在NMR譜圖中為單峰：例如，Cl-CH2-CH2-Cl分子中，-CH2上的氫核皆是磁等價(jià)核，出現(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度相當(dāng)于4個(gè)H核的單峰化學(xué)位移相同，偶合常數(shù)也相同，磁等價(jià)核一定是化學(xué)等價(jià)核。磁不等價(jià)核之間才能發(fā)生自旋偶合裂分。如下情況是磁不等價(jià)氫核A.化學(xué)環(huán)境不相同的氫核；B.與不對(duì)稱碳原子相連的-CH2上的氫核；C.固定在環(huán)上的-CH2中的氫核；D.單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁不等價(jià)氫核；E.單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生磁不等價(jià)氫核。（3）一組相同氫核自旋裂分峰數(shù)目由相鄰氫核數(shù)目n決定裂分峰數(shù)目遵守n+1規(guī)律——相鄰n個(gè)H，裂分成n+1峰氫核相鄰一個(gè)H原子，H核自旋方向有兩種，兩種自旋取向方式↑↓（↑順著磁場(chǎng)方向，↓反著磁場(chǎng)方向）氫核相鄰兩個(gè)H原子，H核自旋方向有四種，四種自旋取向方式↑↑1/4↑↓1/4↓↑1/4↓↓1/4氫核相鄰三個(gè)H原子，H核裂分為四重峰。強(qiáng)度比為1︰3︰3︰1（4）裂分峰之間的峰面積或峰強(qiáng)度之比符合二項(xiàng)展開式各項(xiàng)系數(shù)比的規(guī)律。（a+b）n，n為相鄰氫核數(shù)n=1（a+b）11︰1n=2（a+b）21︰2︰1n=3（a+b）31︰3︰3︰1（5）氫核鄰近有兩組偶合程度不等的H核時(shí)，其中一組有n個(gè)，另一組有n′+1個(gè)，則這組H核受兩組H核自旋偶合作用，譜線裂分成(n+1)(n′+1)重峰。譜儀的基本組件磁體：產(chǎn)生強(qiáng)的靜磁場(chǎng)。射頻源：用來(lái)激發(fā)核磁能級(jí)之間的躍遷。探頭：位于磁體中心的圓柱形探頭作為NMR信號(hào)檢測(cè)器，是NMR譜儀的核心部件。樣品管放置于探頭內(nèi)的檢測(cè)線圈中。接收機(jī)：用于接收微弱的NMR信號(hào)，并放大變成直流的電信號(hào)。勻場(chǎng)線圈：用來(lái)調(diào)整所加靜磁場(chǎng)的均勻性，提高譜儀的分辨率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：用來(lái)控制譜儀，并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和處理。連續(xù)波NMR譜儀NMR信號(hào)觀測(cè)系統(tǒng)：包括：射頻激發(fā)單元、探頭、接收系統(tǒng)等。穩(wěn)定磁場(chǎng)系統(tǒng)：包括：電源、穩(wěn)場(chǎng)系統(tǒng)等，用來(lái)提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性，從而提高譜線的重復(fù)性。磁場(chǎng)均勻化系統(tǒng)：包括：勻場(chǎng)系統(tǒng)、樣品旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)等，主要用來(lái)提高儀器的分辨率。此外，NMR譜儀還常常配備有雙共振系統(tǒng)和變溫系統(tǒng)等。脈沖傅里葉變換NMR譜儀包含以下三大部分：1.NMR信號(hào)觀測(cè)系統(tǒng)：包括脈沖發(fā)生器、射頻系統(tǒng)、探頭、接收系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。2.穩(wěn)定磁場(chǎng)系統(tǒng)：與連續(xù)波NMR譜儀基本一樣。3.磁場(chǎng)均勻化系統(tǒng)：與連續(xù)波NMR譜儀基本一樣。波譜儀的三大技術(shù)指標(biāo)1.辨率：有相對(duì)和絕對(duì)分辨率，表征波譜儀辨別兩個(gè)相鄰共振信號(hào)的能力，即能夠觀察到兩個(gè)相鄰信號(hào)u1和u2各自獨(dú)立譜峰的能力，以最小頻率間隔|u1-u2|表示。2.穩(wěn)定性：包括頻率穩(wěn)定性和分辨率穩(wěn)定性。衡量辦法是連續(xù)記錄相隔一定時(shí)間的兩次掃描，測(cè)量其偏差。3.靈敏度：分為相對(duì)靈敏度和絕對(duì)靈敏度。在外磁場(chǎng)相同、核數(shù)目相同及其他條件一樣時(shí)，以某核靈敏度為參比，其他核的靈敏度與之相比稱為相對(duì)靈敏度。氫譜中影響化學(xué)位移的主要因素化合物中，質(zhì)子不是孤立存在，其周圍還連接著其他的原子或基團(tuán)，它們彼此之間的相互作用影響質(zhì)子周圍的電子云密度，從而使吸收峰向低場(chǎng)或高場(chǎng)移動(dòng)。影響質(zhì)子化學(xué)位移的因素主要有：誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)、范德華效應(yīng)、溶劑效應(yīng)和氫鍵效應(yīng)等。其中誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)和范德華效應(yīng)為分子內(nèi)作用。溶劑效應(yīng)為分子間作用，氫鍵效應(yīng)則在分子內(nèi)和分子間都會(huì)產(chǎn)生。誘導(dǎo)效應(yīng)1H核受一個(gè)或幾個(gè)電負(fù)性較強(qiáng)原子或基團(tuán)的拉電子作用，則周圍的電子云密度降低，屏蔽效應(yīng)降低，化學(xué)位移值增大，吸收峰左移。若1H核與一個(gè)或幾個(gè)給電子基