材料结构表征 复习讲义

材料结构表征 复习讲义

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1、第一章绪论材料研究的四大要素:材料的固有性质、材料的结构、材料的使用性能、材料的合成与加工;(P1)材料的固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结构。(P2)材料结构表征的三大任务及主要测试技术(P3-5)化学成分分析:传统的化学分析技术、质谱、色谱、红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱;结构测定:X射线衍射、电子衍射、中子衍射、热分析;形貌观察:光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜第二章、红外光谱及激光拉曼光谱2.1红外光谱的基本原理红外光谱定义:当用一束具有连续波长的红外光照射物质时,该物质的分子就要吸收一定波长的红外光的光能,并将其转

2、变为分子的振动能和转动能,从而引起分子振动—转动能级的跃迁。通过仪器记录下不同波长的透过率(或吸光度)的变化曲线,即是该物质的红外吸收光谱。简正振动振动自由度(3n-6或3n-5)及其特点;(P12)简正振动类型(P13);实际观测到的红外基频吸收数目却往往少于3n-6个,为什么?原因如下:①如振动过程中分子不发生瞬间偶极矩变化,则不引起红外吸收;②频率完全相同的振动彼此发生简并;③强宽峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰;④吸收强度太弱,以致无法测定;⑤吸收峰落在中红外区之外。分子吸收红外辐射必须满足的条件:(P14)吸收谱带的强度决定于:主要由振动过程

3、中偶极矩的变化以及振动能级跃迁几率两个因素决定。(P15)2.2红外光谱与分子结构红外光谱分区:官能团区(4000~1330cm-1)、指纹区(1330~400cm-1)(P15)基团特征频率定义(P15)影响因素:内部因素(6种)、外部因素(3种)(P17-21);诱导效应(P17);2.3红外光谱图的解析方法谱带的三个重要特征(P21)解析技术(P22)影响谱图质量的因素(P24)2.4红外光谱仪及制样技术傅里叶变换红外光谱法的主要优点(P27)2.7激光拉曼光谱基本概念:拉曼散射;瑞利散射;斯托克斯线;反斯托克斯线;拉曼位移;(P56)红外光谱与拉曼光谱

4、的比较(P57、P9)第三章、核磁共振波谱核磁共振定义:具有磁矩的原子核在磁场中形成了若干分裂的塞曼能级。在适当的交变电磁场作用下,可以激发原子核在这些能级间的共振跃迁,这就是核磁共振现象。NMR谱的分类(P73);核磁共振条件:υ外=υ0=γH0/2π(P75);哪两种弛豫过程(P77);化学位移:人们把分子内或分子间的同类核,因化学环境相异而引起的共振频率不同的现象称为化学位移。它是NMR谱在化学应用上的主要的参数之一。参比物的选择;影响因素;(P79)自旋偶合(P91);偶合常数的影响因素(P93);磁铁的种类:(P120)溶剂的选择;(P121)13C

5、-NMR:13C的化学位移(200ppm):决定因素是顺磁屏蔽。(比1H的化学位移大20倍)最重要的偶合是碳氢间的直接偶合(P103);弛豫时间比氢核慢。二维核磁共振波谱:两大类、谱图类型(P128);固体NMR谱线增宽的主要原因;为获得高分辨率的固体NMR谱,常采用的手段;(P131)第四章、质谱质谱定义(P173);(横、纵坐标)离子的主要类型(P176);如何识别分子离子峰?(P176)(1)、(2)、(3)、(4)凡不含氮原子或只含偶数个氮原子的有机分子,其分子量必为偶数;而含奇数个氮原子的分子,其分子量必为奇数。这个规律称为氮规则。凡不符合此规则的质

6、谱峰都不是分子离子峰。同位素离子:(P177-178);碎片离子、亚稳离子定义;(P178)质谱碎裂的一般机制;(P181)常见的几种软电离的方法;(P184)第五章、X射线衍射分析X射线的波长范围(P211);X射线的特征:①X射线对物质有很强的穿透能力,可用于无损检测等。②X射线的波长正好与物质微观结构中的原子、离子间的距离相当,使它能被晶体衍射。晶体衍射波的方向与强度与晶体结构有关,这是X射线衍射分析的基础。③X射线光子的能量与原子内层电子的激发能量相当,这使物质的X射线发射谱与吸收谱在物质的成分分析中有重要的应用。X射线连续谱实验规律;(P212)连续

7、谱的形成与短波限的解释;(P212)X射线标识谱定义:(P214)光电效应(P218);衍射线的分布规律由晶胞的大小、形状和位向决定;而强度则由原子在晶胞中的位置、数量和种类决定(P221);布拉菲点阵14种;7个晶系;如何确定晶面指数(P223)布拉格方程:2dsinθ=nλ;(P227)衍射线的相对强度主要由哪几个因子决定?(P232)底片的安装及衍射花样的计算公式;(P239)照相机的分辨本领与什么因素有关(P240);衍射仪法的优点;(P241)衍射花样的基本要素;(P241)定性分析原理(P247)及步骤(P251)定量分析原理(P254)及主要方法

8、(P255);哪些应用?(P262)第

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