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精品精品 物理材料科学物理材料科学 物理材料分析 一 名词解释 1 物质的相指系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分 2 物相分析确定物质 材料 由哪些相组成 即物相定性分析或物相鉴定 和确定各组成相的含量 常以体积分 数或质量分数表示 即物相定性分析 3 构型与构象分子的空间几何结构 4 俄歇电子X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离 此时原子 实际离子 处于激发态 将发生较外层电子向空位跃迁以 降低原子能量的过程 此过程发射的电子 5 背散射电子入射电子经过试样表面散射后改变运动方向后又从试 样表面反射回来的电子称为背散射电子 6 二次电子从材料表面散射出来的能量小于50ev的电子 7 瑞利散射散射光中与入射光波长相同的成分 8 拉曼散射散射光中与入射光波长不同的成分 其频率与入射光频 率的差等于样品中分子的振动能级 9 红移某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收 峰向长波长移动的现象称为长移或红移 red shift 这些基团称为向红基团 10 蓝移某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸 收峰向短波长移动的现象称为短移或蓝移 blue shift 引起蓝移效应的基团称为向蓝基团 11 伸缩振动沿着键轴方向伸 缩的振动 只改变键长 不改变键 角 12 弯曲振动垂直于键轴方向的振动 只改变键角 不影响键长 可分为面内变弯曲振动和面外弯曲振动等 13 偶合效应振动基频相差不大的两个相近基团的振动之间发生相 互作用 引起吸收频率偏离基频作用 一个偏向高频方向 一个移 向低频方向 14 Fermi共振一种广泛存在于分子内和分子间的分子振动耦合和能 量转移现象 分子中的两个能级振动模式相同 振动频率相近时发生了振动频率 的混合 称为费米共振 当倍频或合频与某基频相近时 由于相互作用也可以发生振动耦 合使谱带分裂 并且原来强度很弱的倍频或合频谱带的强度也显著 的增加 这种特殊的耦合作用叫做费米共振 15 跃迁位于 成键轨道上的电子向 反键轨道跃迁 16 跃迁位于 成键轨道上的电子向 反键轨道跃迁 17 n 跃迁位于n成键轨道上的电子向 反键轨道跃迁 18 n 跃迁位于n成键轨道上的电子向 反键轨道跃迁 19 透射电子透镜是以波长极端的电子束作为照明源 用电磁镜聚 焦成像的一种高分辨率本领 高放大倍数的电子光学仪器 能使电子束聚焦的装置 20 电磁透镜透射电子显微镜中用磁场来使电子聚焦成像的装置 21 化学位移某一物质吸收峰的位置与标准物质吸收峰位置之间的 差异称为该物质的化学位移 由于原子核所处的化学环境不同引起的共振频率的不同 22 核磁共振谱就是吸收率 纵坐标 对化学位移 横坐标 的曲 线图 23 紫外 可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见光谱 区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法 也称作紫外和可 见吸收光度法 包括比色分析法和紫外 可见分光光度法 24 紫外光远紫外 10 200nm 近紫外 200 400nm 的电磁辐射 25 可见光400 780nm的电磁辐射 溶液中物质选择性的吸收可见光中某种颜色的光溶液就会呈现一定 颜色 26 红外吸收光谱是物质的分子吸收红外光区的电磁波而产生的吸 收光谱 简称红外光谱 27 红外光谱红外光光子的能量与分子振动能级的能量差相当 物 质分子吸收红外光导致振动能级发生跃迁 产生红外光谱 所以 红外光谱又叫振动光谱 28 比色分析法比较有色物质溶液颜色深浅来确定物质含量的方法 29 分光光度法使用分光光度计进行吸收光谱分析的方法 30 生色团把含有键的不饱和基团称为生色团 31 发色团凡是可以使分子在紫外 可见光区产生吸收带的原子团 32 助色团含有杂原子的基团如 OH NH2等 当它与发色团相连时 能使发色团的吸收波长变大或吸收长 度变 这些基团称为助色团 33 光源用于提供足够强度和稳定的连续光谱 分光光度计中常见的光源有热辐射光源和气体放电光源两类 34 物相分析是指确定物质 材料 由哪些相组成 即物相定性分 析或称物相鉴定 和确定各组成相的含量 常以体积分数或质量分 数表示 即物相定量分析 35 单重态一个所有电子自旋都配对的分子的电子状态 36 三重态有两个电子的自旋不配对而平行的状态 激发三重态能量较激发单重态低 37 特征振动频率基团的固有特征频率 38 荧光受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基 态所发出的辐射 39 磷光从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射 二 填空题 1 电磁波谱可分为三个部分 即长波部分 中间部分和短波部分 其中中间部分包括紫外线 红外光 和可见光 统称为光学光谱 2 光谱按强度对波长的分布曲线特点 或按胶片记录的光谱表观形 态 可分为线状光谱 带状光谱和连续光谱3类 3 分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子 聚集体相互作用而产生的散射 分子散射包括瑞利散射与拉曼散射两种 4 依据入射电子的能量大小 电子衍射可分为高能电子衍射和低能 电子衍射 依据电子束是否穿透样品 电子衍射可分为透射电子衍射与反射电 子衍射 5 扫描隧道显微镜 扫描电子显微镜 原子力 核磁共振的英文字 母缩写分别是STM SEM AFM NMR 6 按物质微粒不同 光谱可分为原子光谱和分子光谱 7 电子束与固体物质样品相互作用可能产生的信息主要有二次电子 特征X射线 俄歇电子和背散射电子等 8 红外光谱的偶极矩变化才能产生红外光 9 电子透镜分为静电透镜和磁透镜 10 场发射电子显微镜的电子枪可分为冷场发射 热场发射以及肖 特基发射三种方式 11 STM的扫描方式主要有两种 分别是恒电流模式和恒高度模式 12 核磁共振频率公式例1H的旋磁比为2 675 108T 1S 1 当磁场为11T时 核磁共振频率294 25MHz 13 红外光谱中影响频率移动的有共轭效应和诱导效应 14 分子转动光谱属于带状光谱 原子转动光谱属于线状光谱 三 选择题 1 原子吸收光谱是 A A 线状光谱B 带状光谱C 连续光谱 2 合金钢中极小弥散颗粒的物相鉴定 可以选择 D A X射线衍射B 紫外可见吸收光谱C 差热分析D 电子显微镜 3 几种高聚物组成之混合物的定性分析与定量分析 可以选择 A A 红外光谱B 俄歇电子能谱C 扫描电镜D 扫描隧道显微镜 4 某半导体的表面能带结构测定 可以选择 D A 红外光谱B 透射电镜C X射线光电子能谱D 紫外光电子能谱 5 下列分析方法中 A 不能分析水泥原料的化学组成 A 红外光谱B X射线荧光光谱C 等离子体发射光谱D 原子吸收光 谱 6 电子光谱形状是 B A 线状光谱B 带状光谱C 连续光谱 7 下列分析方法中 C 不能分析固体表面元素的含量 A 俄歇电子能谱B X射线光电子能谱C 紫外光电子能谱 8 扫描隧道显微镜的横向分辨率大约为 C A 1nm B 20nm C 0 1nm D 0 01nm 9 下列核中没有核磁共振信号的是 C A 1H B 2H C 12C D 13C 10 要鉴定某混合物中的硫酸盐矿物 优先选择 C A 原子吸收光谱B 原子荧光光谱C 红外光谱D 透射电镜 11 在红外光谱中 处于2000 2500的是 C A 单键振动B 双键 振动C 三键振动 12 几个显微镜的分辨率AFM横向分辨率0 1nm STM横向分辨率0 1nm电子显微镜1nm 四 简答题 1 简述分子能级跃迁的类型 比较紫外可见光谱与红外光谱的特点 分子能级跃迁的类型主要有分子电子能级的跃迁 振动能级的跃迁 和转动能级的跃迁 紫外可见光谱是基于分子外层电子能级的跃迁而产生的吸收光谱 由于电子能级间隔比较大 在产生电子能级跃迁的同时 伴随着振 动和转动能级的跃迁 因此它是带状光谱 吸收谱带 峰 宽缓 而红外光谱是基于分子振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱 一般的中红外光谱是振 转光谱 是带状光谱 而纯的转动光谱处于远红外区 是线状光谱 2 为什么扫描电镜的分辨率和信号的种类有关 试将各种信号的分 辨率高低作一比较 扫描电镜的分辨率和信号的种类有关 这是因为不同信号的性质和 不同 作用的深度和范围不同 主要信号图像分辨率的高低顺为扫描透射电子像 与扫描电子束斑 直径相当 3 二次电子像 几nm 与扫描电子束斑直径相当 背散 射电子像 50 200nm 吸收电流像 特征X射图像 100nm 1000nm 3 简述影响红外吸收谱带的主要因素 红外吸收光谱峰位影响因素是多方面的 一个特定的基团或化学键只有在和周围环境完全没有力学或电学偶 合的情况下 它的键力常数k值才固定不变 一切能引起k值改变的因素都会影响峰位变化 归纳起来有诱导效应 共轭效应 键应力的影响 氢键的影响 偶 合效应 物态变化的影响等 4 在拉曼光谱应用中 有时会遇到荧光的干扰 减小荧光对拉曼信号的影响有哪些方法 1 纯化样品 2 强激光长时间照射样品 3 加荧光灭剂 4 利用脉冲激光光源 5 改变激发光的波长以避开荧光干扰 5 简述有机 无机化合物电子光谱的主要类型有机 无机化合物电 子光谱的主要类型有 1 含 和n电子的吸收谱带有机化合物在紫外和可见光区域 内电子跃迁方式一般为 n n 和 这4种类型 某些无机盐阴离子由于可以发生n 跃迁而有紫外光谱吸收峰 2 含d和f电子的吸收谱带过渡金属离子吸收光能后可以产生d d跃迁 而镧系和锕系元素离子却能产生f f跃迁并得到相应的吸收光谱 3 电荷转移吸收谱带在光能激发下 某一化合物 配合物 中的 电荷发生重新分布 导致电荷可从化合物 配合物 的一部分转移 至另一部分而产生的吸收光谱 6 原子力显微镜的主要运用领域及其优缺点 AFM可以满足多种不同样品的要求 用于多种系统的成像 量子点系 统 生物分子 多聚体 单体的自组装等 主要缺点有受样品因素限制较大 不可避免 针尖易磨钝 受污染 磨损无法修复 污染清洗困难 针尖 样品间作用力较小等 7 简述自旋耦合 自旋分裂在运用核磁共振技术研究有机化合物结 构 构象中的意义 有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁