1.光电磁有关：

具有信号采集的电子检测设备能检测到离子（带电粒子：质谱），光（光电作用：红外光谱），磁（电磁效应：核磁共振）

各种检测设备例核磁共振（磁），红外紫外光谱（光），质谱（电离的离子）

2.质谱：红外光谱，核磁共振等来测量各微观化学元素，从而可以在得知化学反应与元素微观等具体情况下进行操作与分析

 

测量：光电磁与微观粒子作用情况之间分析（例化学分子式C—H3），

光能改变粒子，是因为光可以使微观粒子发生外层电子的能级跃迁反应？ 

 

信号波形，光电磁，微观粒子，化学结构等之间的作用关系？

1.元素与波，与光电磁等，以及物质元素本身的微观结构有关？

 

1.光谱与CH2等的粒子能级有关

  a.红外光与分子振动有关

  b.紫外光与电子能级跃迁有关，

2.核磁共振的磁与原子核的自旋磁性有关，能产生作用

3.质谱：外层电子的丢失，成为离子，与电性有关

http://s1/mw690/001qcv9Fgy6ZQRzPaxib0&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

+

跟化学哪些性质有关
1.根据+ -电荷之分：电子的电荷1ev    不同分子电负性不同，产生不同的化学位移
2.核磁共振根据原子核自旋的磁矩：自旋的奇偶性
例    原子序数6  质量数12   I自旋
⁶₁₂C    偶               偶                0             因为核自旋为0，所以无法NMR检测
自旋

（一）红外光谱

1.

由空心阴极灯产生光源？

http://s13/mw690/001qcv9Fgy6FDFlN5O41c&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

 

2.化合物的C，O等每个元素及其分子结构情况：

 

3.

http://s8/mw690/001qcv9Fgy6FDwevMbla7&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" /> 

a.当物质分子受到频率连续变化的红外光照射，分子吸收对应的频率，会产生振动或转动变化，并引起偶极矩变化，分子的转动或振动从基态到激发态能级跃迁，从而产生分子振动或转动的吸收光谱，

如果两个cl,是一个向外弹，另一个向内弹，是中等长度，如果两个都向内弹收缩，则最短，如果对称收缩，向外最长，两个cl在红外光照射下，得到能量后，是水平摆动，还是垂直摇摆！

http://s16/mw690/001qcv9Fgy6M3CYodIjef&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />
http://s12/mw690/001qcv9Fgy6M3CZcs0rfb&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

b.化合物中的Cl，H是通过它们的电荷之间的吸引连在一起的，Cl，H发生振动，会吸收掉一部分光的能量，来产生振动，从而能得到吸收光谱，它们的距离减短或增大，则它们之间的电荷极性也随距离变化而变化，偶极矩U=e电荷r距离

http://s9/mw690/001qcv9Fgy6IeatkbLa08&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />偶极矩的变化

与原子的原子量和原子价有关？

 

http://s10/mw690/001qcv9Fgy6FDrX4fJna9&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />：

http://s13/mw690/001qcv9Fgy6FDtc8wwY9c&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

什么元素产生的是伸缩振动，伸缩振动所对应的吸收峰是尖锐的，

 

 

4. 

 

近红外光区0.76~2.5um

中红外光区2.5~25um(4000~400cm-1)

远红外光区25~1000um

——>

化学：

 

分子式组合比例，不饱和度=F+1+（T-O）/2，

F：化合物为4价的原子个数例C，

T：化合物为3价的原子个数例N

O：化合物为1价的原子个数例H

例苯C6H6，它的不饱和度=6+1+（0-6）/2=4，3个键加一个环，为4个不饱和度

（化合物的各元素间饱和度有关1.单键）

 

各种元素化学键

(1)键长：共价键所连接的各原子间距离，用http://s7/mw690/001qcv9Fgy6LXbUVR66e6&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />埃表示，1=10-8厘米

         C-C  C-H  C-N  C-O  C-F  C-Cl  C-Br

键长埃   1.54  1.09  1.47  1.43  1.41  1.77   1.91

(2)键能：分子裂变成单原子的能量即共价键断裂的能量，千卡/每克分子

       键能：千卡/每克分子

C-C    82.87

C-H    98.75

C-F    102.2

C-Cl   79.2

C-Br   66.6

(3)键角：共价键原子之间在空间所具有的角度，例甲烷四个C-H键，两C-H键之间夹键角为109°28′

 

E=hv=hc/λ

1.紫外线E=（普郎克常数h 6.626*10-34J.S ） * （光速C 3.0*108 ）/ （紫外光波长400*10-9 ） = 4.97*10-19 J

电子光谱：两个电子能级能量差约1~20ev,

所以电子能级跃迁产生的吸收在紫外区和可见光区

2.红外光E=

分子振动光谱：两个振动能级的能级差约0.05~1ev,

所以分子振动光谱吸收在红外区域，

3.远红外与微波E=

分子转动光谱：两个转动能级的能级差一般0.05~1ev以下,

所以分子转动光谱吸收在远红外区和微波区，

（1ev =1.602*10-19J ）

 

——>

例HCl单键伸缩振动

 

5.信号：包括电子束，质子束或各种波段电磁波 + 光电倍增管+计数器：仪器指针显示方面，传递到另一通道显示 +D/A +FPGA：计算机部分—>计算机软件图谱分析

http://s12/mw690/001qcv9Fgy6Fac6kp8nab&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

 

 

 

例一，

http://s15/mw690/001qcv9Fgy6LW6Vy6Rwce&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

 

 

（二）紫外光谱

1.紫外光：波长

 

2.每个物质的轨道能级情况，：例被检测的化合物例C-H，C-H为单键，其σ→σ*跃迁是125nm，每个元素的自身能级情况，含有哪些能级，+ 发生了哪些能级变化，通过找对应的能级的跃迁波长，

 

各实际需要检测物质具有什么轨道能级情况，例σ电子单键，π电子双键等情况？

 

3.与物质的轨道能级情况有关：

 http://s13/mw690/001qcv9Fgy6IdWlLRA86c&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />
σ电子单键http://s3/mw690/001qcv9Fgy6LXdkeIeKb2&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

π电子双键http://s9/mw690/001qcv9Fgy6LXdl8Ovu18&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

n没成键的孤对电子
n→π*<π→π*<π→σ*<σ→π*<σ→σ*，其中n→π*的跃迁吸收能量最小

σ→σ*跃迁是125nm：

跃迁所需能量最大，只有远紫外光能量才能发生跃迁，饱和烷烃的分子吸收光谱在远紫外区，吸收波长<200nm,饱和烷烃的分子在近紫外无吸收，可以作为紫外测量的溶剂等！

n→σ*，跃迁吸收波长150~250nm：不饱和烃，共轭烯烃，芳香烃

π→π*，吸收波长>200nm:分子孤对电子和π键

 

4.

http://s1/mw690/001qcv9Fgy6Facwpna080&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

 

5.物质的轨道能级变化产生了吸收—>图谱：

http://s4/mw690/001qcv9Fgy6Ie0otPhh13&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

     波数=1/λ=λ／c -1/2πc√k/u

    振动频率V=1/2π√k/u

紫外光谱一般是由分子中的价电子经紫外或可见光照射从低能级跃迁到高能级产生的，

 

 http://s1/mw690/001qcv9Fgy6Ie0A8pC820&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

每个检测元素都对应有自己的波峰，化合物有几个元素，就对应有几个作用峰，还是元素有多少能级来决定峰的多少？

几个元素就几个峰？还是由于更细能级会多分裂出几个峰？例C=O为单峰，C=C为双峰

元素与峰不能一一对应，则多峰与更细能级，与原子或化合物的结构有关，与多键有关？

 

 

（三）X射线检测

X射线 + 计数器35~50us

1.X射线波长短，是否可直接检测表面的显示？

2.X射线能进入被检测物质的表面，而不是被反射，散射，

3.能谱与能级

http://s12/mw690/001qcv9Fgy6IdUXDpkn0b&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

4.能谱图形还要经过计算，而不是直接只看波峰的高低来判断

 

（四）核磁共振

强磁场作用原子核，会使原子核发生自旋变化，原子核变化后会形成自己的特征区别形态，—>再外部电磁波检测原子核的不同形态 

1.原子核自旋具有磁矩：原子核磁矩具有两个能级？

+

由外部磁场产生的无线电波即电磁辐射可改变原子核能级（需要波长作用，还是需要波的能量？），不同的原子核自旋，原子核自旋切割产生磁矩，所以带磁矩，例H，S等元素具有不同能级，原子核在外部磁场作用下，发生能级分裂，即裂分峰数，

1.核电荷与磁性之间：外部磁场作用或无线电波对原子核（原子核自旋切割产生磁矩），使自旋方向发生反转等，从低能态变到高能态，能级跃迁释放出射频，

 

1.在磁场作用下，能级发生更细分裂，分裂出更多能级：不同质子磁核具有不同能级，用不同频率电磁波，会产生能级间跃迁或更细分裂，

或化合物产生能带：几个元素电子之间从能级转变化出组合的能带？

 

裂分峰数

1.有几个峰即磁与几个原子核发生作用，即有几个元素核存在？

2.以及这几个元素核之间的峰值比，例1：3：3：1

 

 

http://s6/mw690/001qcv9Fgy6FErCrObb25&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

1.峰的面积：原子数目个数，例这个峰面积与其它峰相比不成比例即是否可判断这个是杂质峰？  

2.化学位移：峰的位置  几个化合物后，与标准正质子的位置差即化学位移                           
3.耦合常数：各个峰的耦合分裂，峰与峰之间的峰距是两个核之间的作用强弱，J，单位为HZ 几个化合物后，各磁核之间化合作用，从而产生能级更细分，产生峰的更多裂分

4.J：化学键的个数

 

 

http://s7/mw690/001qcv9Fgy6FapNZdH0a6&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

  

1.有几个峰即有几个H原子，几种H

2.不同峰的高度比（即面积比）即H的个数比

CH4只有一个峰，4个H都一样的；

CH3CH为两个单峰，比例是3：1

CH3CH2OH，有3个峰，有CH3，CH2，OH共3种H原子，面积比为3：1

http://s7/mw690/001qcv9Fgy6F9hbzafA26&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

3.看峰的形状：各峰的耦合裂分情况

4.峰的位置即PPM化学位移

5.        

                            f

 http://s2/mw690/001qcv9Fgy6F9f3MEo101&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />σ

：化学位移与频率之间的对换

 

 

（五）质谱

利用电场偏转来研究粒子核质比，粒子的偏转现象：如何通过质量来知道是哪种元素？
先使样品原子，分子等电离产生各种带电荷的离子，例化合物的样品蒸汽进入电离室，运用外部磁场，电场等对运动的分子进行作用，使分子失去一个电子变成离子，这时所得到的质量，即图谱最右端最高的那条峰线为相对分子质量，为质量m电荷z比的最大值，即最大质量，分子离子峰的质量为质量与电荷的

http://s8/mw690/001qcv9Fgy6FbW3H6Avc7&690质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" TITLE="*关于研究12 质谱分析，红外光谱,紫外光谱,核磁共振等(2)" />

 

非单元素：分子量100+核磁共振的吸收峰，以及每个峰的H的个数—>确定该物质的分子式

1.例353为绿原酸的分子量，最高峰出现在353，则说明被检测物质有绿原酸的存在？

 

各元素的质量：

1.元素周期表：例H=1，

                C=12，

                O=16，等

例测量得到的是16，如果是单元素的，各元素的质量按元素周期表，可以确认是O，

但也有可能16是化合物的组合值，例CH4=C:12 +H:1*4=16,化合物还要判断出它的各元素成分的组成，哪几种成分，各成分的比例？

是否需要结合核磁共振等其它检测技术来共同判断？

 

 

1.由各射线粒子产生的检测能力：EDS能谱仪，X射线，运用各射线粒子的能量来分析物质+电磁透镜（调角度，调强度等）

2.运用电子束来产生检测能力：成像，扫描电子显微镜，电子枪来产生电子，大量电子的成束

3.运用红外光，或紫外光来产生检测能力：红外光的波峰谱

入射检测的是各元素离子，还是电子束（大量电子），还是各波段光，X或其它射线，或核磁共振作用等，如何改变它们的作用功率？

 

总：

1.测的是各元素即各成分:含哪些元素，化学成分

2.分子量测定：各元素含百分之几 —>分子式

3.测的是各元素的结构：各种元素如何键连接，

 

EDS扫描电镜：

1.入射电子束ev：电子枪产生（各种电子束，X光，可见光，这些可由磁圈，外部电场等来改变它的运行方式，或加速增加功率等，通过外部可调节的磁圈或电场的变化来产生变化与控制等）—>EDS扫描电镜—>被检测物质的能级变化—>产生其它波长的波：光的波长，紫外波长130~390nm，更短波长X射线，没有可使X射线发生折射或聚焦物质即没有透镜存在

2.光与物质：能级，例C+O2=CO2，通过快速摇晃量杯，运动使化学键发生变化？—>谱峰变化说明

 

X射线荧光分析：

1.混合物各成分含量，吸收峰
2.X射线—>Si探头—>放大器—>多道分析器：收集和显示谱线—>计算机：处理谱线和换算成浓度 

 

1.扫描显微镜：针尖与物质的键力之间的作用

2.是用光，X射线，磁共振来检测

3.还是用电子，光子，中子束等来检测

 

 

 

光电等信号—>电容等电子器件—>显示屏射线管，显示为信号波形

 

不同波段频率的红外光，紫外光，X射线与微观粒子能级或原子核的磁性等之间作用

—>数据采集：摄像 + 感应器件等—>直接监视器显示或保存：U盘，硬盘，服务器等

 

例计算机+紫外光光度计：具有自动采集，保存数据与直接打印功能

 

各种分析软件：调入，各数据调入，由各种峰谱软件来编辑数据？同一数据的不同表示方式，例数据需要origin软件才可以读出与编辑，

 

2.图谱库检索对比