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