仪器分析问题解答

一、名词解释

1．分馏效应：将试样中各物质按其沸点从低到高先后顺序挥发进入分析区的现象称为分馏效应或选择挥发。

2．共振线和共振电位：原子中的一个外层电子从激发态向基态跃迁产生的谱线，称为共振线；上述跃迁所需要的能量称为共振电位。

3．多普勒变宽：又称热变宽，它是发射原子热运动的结果。如果发射体朝向观察器（如光电倍增管）移动，辐射的表观频率要增大，反之，则要减小。所以观察器接收的频率是（ν+Δν）和（ν-Δν）之间的频率，于是出现谱线变宽。

4．原子荧光：将一个可被元素吸收的波长的强辐射光源，照射火焰中的原子或离子，原子的外层电子从基态跃迁至高能态，大约在10-8s内又跃回基态或低能态，同时发射出与照射光相同或不同波长的光，这种现象称为原子荧光。

5．原子发射光谱：在室温下，物质所有的原子都是处于基态。通过火焰、等离子体、电弧或火花等的热能可将它们原子化后并激发至高能级轨道。激发态原子的寿命很短，在它返回基态时伴随发射一个辐射光子，产生发射光谱线。

6．原子吸收光谱：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态之间的能量差时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。

7．单重态与三重态：对于有两个外层电子的原子，它存在具有不同能量的受激单重态和三重态，在激发的单重态中，两电子的自旋相反（或配对），在三重态中两电子自旋平行。

8．激发电位：将元素原子中一个外层电子从基态跃迁至激发态所需的能量。9．荧光量子产率：发射荧光的分子数与激发分子总数的比值。或发射光量子数与吸收光量子数的比值。

10. 分子发光：分子吸收外来能量时，分子的外层电子可能被激发而跃迁到更高的电子能级，这种处于激发态的分子是不稳定的，它可以经由多种衰变途径而跃迁回基态。这些衰变的途径包括辐射跃迁过程和非辐射跃迁过程，辐射跃迁过程伴随的发光现象，称为分子发光。

11．化学发光：化学反应过程中生成的激发态物质所产生的光辐射。

12．助色团：本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生色团的吸收峰向长

波方向移动，并且使其吸收强度增强的基团。

13．生色团：指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。

14．红移和蓝移：因取代基的变更或溶剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长λmax发生移动；向长波方向移动称为红移；向短波方向移动称为蓝移。15．化学位移：由屏蔽作用引起的共振时磁场强度的移动现象。

16．浓差极化：由于物质传递造成的电极表面浓度对溶液本体浓度的偏离而引起的极化。

17．Nernst响应斜率：以离子选择电极的电位E（或电池电动势）对响应离子活度的负对数（pa）作图，所得校准曲线呈直线部分的斜率即为电极的响应斜率，Nernst响应斜率为59.2/n（mV）。

18．色谱分离：色谱分离是基于混合物各组分在两相中分配系数的差异，当两相作相对移动时，被分离物质在两相间进行连续、多次分配，组分分配系数微小差异导致迁移速率差异，实现组分分离。

19．梯度洗脱：将两种或两种以上不同性质但互溶的溶剂，随时间改变而按一定比例混合，以连续改变色谱柱中冲洗液的极性、离子强度或pH值等，从而改变被测组分的相对保留值，提高分离效率，加快分析速度。

20．程序升温：在一个分析周期内，炉温连续地随时间由低温向高温线性或非线性地变化，以使沸点不同的组分在其最佳柱温下流出，从而改善分离效果，缩短分析时间。

二、简答及问答题

1．简述原子发射光谱（摄谱法）定性分析过程及方法。

答：定性分析过程①样品制备；②摄谱，摄谱时需用哈特曼光阑，使样品和标准铁谱并列摄谱；③检查谱线，只要在试样光谱中检出了某元素的一根或几根不受干扰的灵敏线，即可确定该元素的存在。

定性分析方法①标准试样光谱比较法；②元素光谱图比较法。

2．按顺序写出原子吸收光谱仪和紫外-可见分光光度计的主要结构组成

答：原子吸收光谱仪

锐线光源→原子化器→单色器（或分光系统）→检测器→记录显示系统

紫外-可见分光光度计

光源→单色器（或分光系统）→吸收池→检测器→记录显示系统

3．为什么在原子吸收光谱中需要调制光源？怎样调制？

答：光源调制的目的是将光源发射的共振线与火焰发射的干扰辐射区别开来。光源的调制是用一定频率的电源供给空心阴极灯，使光源的辐射变成一定频率的脉冲光信号，到达检测器时，产生一个交流电信号，再将交流放大器也调到与光源相同频率上，即可放大并读出。而火焰产生的干扰辐射未变成交流信号，不能通过放大器，于是便达到消除火焰发射干扰的目的。

4．何谓元素的灵敏线、最后线和分析线？阐述三者之间的关系。

答：进行定性或定量分析的特征谱线称为分析线。每种元素的原子光谱线中，凡是具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线，称为该元素的灵敏线。最后线是指当试样中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线，它也是该元素的最灵敏线。

5．试述原子荧光和分子荧光产生的原理。

答：原子荧光产生的原理：将一个可被元素吸收的波长的强辐射光源，照射火焰中的原子或离子，原子的外层从基态跃迁至高能态，大约在10-8s内又跃回基态或低能态，同时发射出与照射光相同或不同波长的光。

分子荧光的产生原理：室温下大多数分子处在电子能级基态的最低振动能级，当其吸收了和它所具有的特征频率相一致的电磁辐射以后，可以跃迁至第一或第二激发单重态中各个不同振动能级和各个不同转动能级，产生对光的吸收。通过无辐射跃迁，它们急剧降落至第一激发单重态的最低振动能级后，再回到基态振动能级时，以光的形式弛豫，所发出的光即为分子荧光。

6．试述分子荧光和磷光的产生过程。

答：在室温下大多数分子均处在基态的最低振动能级，当基态分子吸收相应的特征电磁辐射后，可以跃迁至第一（或第二等）激发单重态各个不同振动能级和转动能级。通过无辐射跃迁，它们急剧降落至第一激发单重态的最低振动能级后，以辐射的形式弛豫回到基态各个振动能级时所发出的光称作荧光。

在同样的分子轨道上，处于三重态分子的能量低于相应单重态分子。但是，通常第一激发三重态的一个振动能级几乎与第一激发单重态的最低振动能级的能量相同。因此，由第一激发单重态的最低振动能级，有可能通过系间窜跃跃迁