仪器分析的分类

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仪器分析是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行定性分析，定量分析，形态分析。仪器分析方法所包括的分析方法很多，有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量不同，操作过程及应用情况也不同。仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析与化学分析(chemical analysis)是分析化学(analyticalchemistry)的两个分析方法。

仪器分析的分析对象一般是半微量（0.01~0.1g）、微量（0.1~10mg）、超微量（<0.1mg）组分的分析，灵敏度高；而化学分析一般是半微量（0.01~0.1g）、常量（>0.1g）组分的分析，准确度高。

仪器分析大致可以分为：电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法、其它仪器分析法等。

主要特点

1、灵敏度高：大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。例如，原子吸收分光光度法测定某些元素的绝对灵敏度可达10^-14g。

2、取样量少：化学分析法需用10-1～10-4g，仪器分析试样常在10-2～10-8g。

3、在低浓度下的分析准确度较高：含量在10-5%～10-9%范围内的杂质测定，相对误差低达1%～10%。

4、快速：例如，发射光谱分析法在1min内可同时测定水中48个元素。

5、可进行无损分析：有时可在不破坏试样的情况下进行测定，适于考古、文物等特殊领域的分析。有的方法还能进行表面或微区（直径为?级）分析，或试样可回收。

6、能进行多信息或特殊功能的分析：有时可同时作定性、定量分析，有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。放射性分析法还可作痕量杂质分析。

7、专一性强：例如，用单晶X衍射仪可专测晶体结构；用离子选择性电极可测指定离子的浓度等。

8、便于遥测、遥控、自动化：可作即时、在线分析控制生产过程、环境自动监测与控制。

9、操作较简便：省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。

10、仪器设备较复杂，价格较昂贵。[1]

重要意义

仪器分析自20世纪30年代后期问世以来，不断丰富分析化学的内涵并使分析化学发生了一系列根本性的变化。随着科技的发展和社会的进步，分析化学将面临更深刻、更广泛和更激烈的变革。现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，是这些变革的重要内容。因此，仪器分析在高等院校分析化学课程中所处的地位日趋重要。许多地方高校为了使自己培养的人才能从容迎接和面对新世纪科学技术的挑战，已将仪器分析列为化学等专业学生必修的专业基础课。故编写适应地方高校有关专业使用的仪器分析教材是教材改革的重要内容之一。

仪器分析就是利用能直接或间接地表征物质的各种特性（如物理的、化学的、生理性质等）的实验现象，通过探头或传感器、放大器、分析转化器等转变成人可直接感受的已认识的关于物质成分、含量、分布或结构等信息的分析方法。也就是说，仪器分析是利用各种学科的基本原理，采用电学、光学、精密仪器制造、真空、计算机等先进技术探知物质化学特性的分析方法。因此仪器分析是体现学科交叉、科学与技术高度结合的一个综合性极强的科技分支。 仪器分析的发展极为迅速，应用前景极为广阔。

第一章 紫外光谱法

1 光的基本性质

1.1 光的二象性

1.2 光与物质的相互作用

1.3 光的吸收定律

2 紫外吸收光谱的基本概念

2.1 紫外光区电磁波谱和光谱表示法

2.2 分子轨道形成与on及n轨道

2.3 电子能级和跃迁类型

2.4 发色团和助色团

2.5 溶剂对吸收光谱的影响

3 不饱和有机化合物的紫外吸收带及计算方法

3.1 共轭烯烃

3.2 a.B-不饱和羰基化合物

3.3 芳香族化合物

4 仪器

4.1 紫外分光光度计的结构原理

4.2 双光束自动记录式紫外-可见分光光度计

5 紫外吸收光谱的应用

5.1 定性分析

5.2 定量分析

第二章 红外光谱法

1 红外吸收光谱基本原理

1.1 双原子分子的振动频率谐振子和非谐振子

1.2 多原子分子的简正振动

2 红外光谱与分子结构

2.1 基团频率和红外光谱区域的关系

2.2 影响基团频率的因素

3 仪器和实验技术

3.1 红外光谱仪

3.2 样品处理技术

3.3 傅里叶变换红外光谱仪

4 有机化合物的红外光谱

4.1 烷烃

4.2 烯烃

4.3 炔烃

4.4 芳烃

4.5 醇、酚

4.6 醚

4.7 羰基化合物

4.8 胺和铵盐

4.9 硝基化合物

4.10 亚硝基化合物

4.11 腈

4.12 有机卤代物

4.13 有机硫化物

4.14 有机硅化物

4.15 有机磷化物

5 红外吸收光谱的应用

5.1 有机化合物的鉴定

5.2 未知物结构测定

5.3 定量分析

第三章 核磁共振波谱法

1 核磁共振基本原理

1.1 原子核的自旋与磁矩

1.2 原子核在磁场中的行为

1.3 饱和与弛豫

1.4 化学位移

1.5 自旋一自旋偶合

2 核磁共振氢谱（1H-NMR）

2.1 核磁共振氢谱中的几个重要参数

2.2 核磁共振氢谱的解析

3 核磁共振碳谱（13C-NMR）

3.1 核磁共振碳谱的特点

3.2 脉冲傅里叶变换核磁共振（PFT-NMR）

3.3 核磁共振碳谱的几个重要参数

3.4 弛豫时间的测定

3.5 碳谱的种类和测量技术

3.6 核磁共振碳谱的解析

第四章 有机质谱法

1 有机质谱仪的工作原理及性能指标

1.1 单聚焦质谱仪的工作原理

1.2 双聚焦质谱仪的工作原理

1.3 四极质谱仪的工作原理

1.4 有机质谱仪的主要性能指标

2 质谱图

2.1 质谱图的表示法

2.2 有机质谱中各种离子和离子峰

3 有机质谱中的电离方法

3.1 电子轰击电离（EI）

3.2 化学电离（CI）

3.3 场电离（FI）和场解吸技术（FD）

3.4 快速原子轰击电离（FAB）

4 有机质谱中裂解反应机理及影响因素

4.1 裂解反应机理

4.2 影响裂解反应方向的因素

4.3 常见各类有机化合物的质谱裂解反应

5 有机质谱的解析

5.1 分子量的测定

5.2 分子式的确定

5.3 分子结构的推断

第五章 谱图综合解析

1 综合解析四种谱图的步骤

2 例题

附录

附录I 一些火炸药的紫外吸收特征

附录II 常见有机化合物官能团的红外特征频率吸收带

附录III 各种不同结构的质子的化学位移

附录Ⅳ 从分子离子中丢失的游离基和中性碎片

附录V 有机化合物质谱中一些常见碎片离子

附录Ⅵ 部分Beynon表

主要参考文献

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