仪器分析原理何金兰版课后答案.doc

1、1仪器分析习题与解答第 1 章1 为什么说光波是一种横波？答: 我们知道，当波的传播方向与其振动方向垂直时，称为横波；光波是一种电磁波, 而电磁波在空间的传播方向与其电场矢量和磁场矢量的振动平面垂直； 所以，光波是一种横波。2 计算下列辐射的频率，波数及辐射中一个光子的能量（1） 钠线（D 线）589.0nm;（2） 波长为 200cm 的射频辐射；（3） 波长为 900pm 的 X 射线。解：（1） = c/ = =5.091014(Hz)cms10.589317 = 1/ = (589.010-7cm)-1 = 1.7104(cm-1)E = hc/= =3.3810-15(J)csJ10

2、.589362.17104 3 吸光度与透光率的换算（1） 将吸光度为 0.01, 0.30, 1.50 换算为透光率；（2） 透光率为 10.0%, 75.0%, 85.5%换算为吸光度。解：(1) A=log(1/T) logT=A=0.01, T=10 -0.01=97.7% logT=A= 0.30, T=10 -0.30=50.1% logT=A= 1.50, T=10 -1.50=3.16%(2) A=log(1/T)=log100/10=log10=1.00 A=log(1/T)=log100/75=log1.333=0.125A=log(1/T)=log100/85.5=log

3、1.17=0.0684 填表：能 量 波 数频率J eV cm-1光 谱 区3x1010 1.9910-23 1.24x10-4 1 微波区2.41024 1.6x10-9 9.98x109 8.05x1013 区2.41012 1.6x10-21 0.01 8.05 远红外2.41014 4.97x10-19 3.1 25000 近紫外5 在 765 nm 波长下，水溶液中的某化合物的摩尔吸光系数为 1.54103（Lmol -1cm-1） ，该化合物溶液在 1 cm 的吸收池中的透光率为 43.2%。 问该溶液的浓度为多少？2解： A= logT = lC C= A/ l=logT/ l

4、= log(43.2%)/1.5410 31=2.3710-4 (mol/L)6 某化合物的标准溶液浓度为 2.510-4 molL 1，在 5 cm 长的吸收池中，在 347nm 波长处，测得其透光率为 58.6%。试确定其摩尔吸光系数。解：A = lC =logT, = logT/ lC = log(58.6%)/52.510 -4= log 1.71/52.510-4= 0.232/52.510-4=1.86102（Lmol -1cm-1）7 以丁二酮肟光度法测镍配制镍和丁二酮肟配合物的标准溶液浓度为 1.7010-5 molL 1，在2.00 cm 长的吸收池中，在 470nm 波长处

5、，测得其透光率为 30.0%。试确定其摩尔吸光系数。解：A = lC =logT, = logT/ lC =log30.0%/2.001.7010 -5=1.54104（ Lmol-1cm-1）8 以邻二氮菲光度法测二价铁, 称取试样 0.500g, 经过处理后，配成试液加入显色剂，最后定容为 50.0ml。用 1.0cm 的吸收池，在 510nm 波长下测得吸光度 A=0.430。计算试样中二价铁的质量分数( 510=1.1104)；当溶液稀释一倍后，其透光率为多少？解：首先求出二价铁的浓度 C1：A = lC C 1 = A/ l = 0.430/1.11041.0 = 0.39110-4

6、(mol/L)=0.210-6(g/ml)而试样的总浓度为 C=0.5/50=0.01(g/ml)试样中二价铁的质量分数为：C 1/ C=0.210-6/0.01=0.210-4(g/ml)溶液稀释一倍后，吸光度 A = 0.430/2 =0.215 其透光率 T= 10-0.215=60.9%9 有两份不同浓度的同一溶液，当吸收池长为 1.00 cm 时，对某一波长的透光率分别为(a)为 65.0%和(b)为 41.8%，求：（1） 两份溶液的吸光度；（2） 如果溶液（a）的浓度为 6.5010-4 molL 1，求溶液（b）的浓度；（3） 计算在该波长下，此物质的摩尔吸光系数。解：(1)

7、Aa = logT = log65.0% = 0.187；A a = log41.8% = 0.379(2) 因为同一溶液浓度不同, 所以摩尔吸光系数相同 A a/ Aa=Ca/Cb, C b = CaAa/ Aa=6.5010-40.379/0.187=13.1710-4 molL 1(3) = A/ lC =0.187/1.006.5010-4=2.88102（Lmol -1cm-1）10 浓度为 1.0010-3 molL 1 的 K2Cr2O7 溶液在波长 450nm 和 530nm 处的吸光度分别为 0.200和 0.050； 1.0010-4 mol L 1 的 KMnO4 溶液在

8、波长 450nm 处无吸收，在 530nm 处的吸光度为 0.420。今测得某 K2Cr2O7 和 KMnO4 混合溶液在 450nm 和 530nm 处的吸光度分别为 0.380和 0.710。计算该混合溶液中 K2Cr2O7 和 KMnO4 的浓度。解：首先, 根据已知条件求出两物质在不同波长下的摩尔吸光系数：在 450nm 处, K2Cr2O7 的 = A/ lC = 0.200/ l1.0010-3=200 l-1在 530nm 处, K2Cr2O7 的 = A/ lC = 0.050/ l1.0010-3=50 l-1在 450nm 处, KMnO4 的 = 0在 530nm 处,

9、KMnO4 的 = A/ lC = 0.420/ l1.0010-4=4.2103 l-13然后, 根据混合溶液在不同波长下的吸光度求出浓度：0.380 = C1200 l-1l + 0 C 1=1.9010-3(mol/L)0.710 = C150 l-1l +C24.2103 l-1l C 2=1.4610-4(mol/L)11 试液中 Ca 的浓度为 3g/mL，测得的吸光度值为 0.319，问产生 1%吸收信号对应的浓度为多少？解：此题主要知道 1%吸收相当于吸光度值为 0.0044, 然后根据吸光度与浓度成正比的关系计算：Cx = C1Ax/A1 = 30.0044/0.319 =

10、0.0414(g/mL)12 写出下列各种跃迁的能量和波长范围：（1） 原子内层电子跃迁；（2） 原子外层价电子跃迁；（3） 分子的电子能级跃迁；（4） 分子的振动能级跃迁；（5） 分子的转动能级跃迁。解： 能量(/eV) 波长(/nm)(1) 原子内层电子跃迁； 2.51056.2 0.005200nm(2) 原子外层价电子跃迁； 6.21.6 200800nm(3) 分子的电子能级跃迁； 6.21.6 200800nm(4) 分子的振动能级跃迁； 1.62.510 -2 0.8 50m(5) 分子的转动能级跃迁。 2.510-24.110 -6 50m300mm13 某种玻璃的折射率为 1

11、.700, 求光在此玻璃中的传播速度。解： 介质的绝对折射率 n = c/ 光在此玻璃中的传播速度 = c/n = 31010/1.700 = 1.761010(cm/s)14 计算辐射的频率为 4.7081014Hz 在结晶石英和熔凝石英中的波长。解： 频率和波长的关系为： = / = / 又 = c/n 在结晶石英中的波长= / = c/n =31010/1.5444.7081014=476.4(nm)在熔凝石英中的波长= / = c/n =31010/1.4584.7081014=437.0(nm)15 轻质遂石玻璃的折射率为 1.594，计算波长为 434nm 的辐射穿过该玻璃时每个光

12、子的能量。解： E = h/ 而且 = c/n 穿过该玻璃时每个光子的能量E = h c/n = 6.62610-34 J s31010cm s-1 /1.59443410-8cm = 2.910-18 J16 阐述光的干涉和光的衍射的本质区别。解：干涉是有固定光程差的、频率相同的两束或多束光波的叠加过程, 干涉中光的传播方向没有改变；而光的衍射是单波束光由于绕过障碍物而产生的叠加过程, 或者说是次波在空间的相干叠加, 衍射中光的传播方向会改变。4第 2 章1 解释光谱项的物理涵义，光谱项符号 32D1、3 2P1/2 和 21S1/2 中各字母和数字分别代表什么意义？解：原子光谱项的物理涵义

13、有二：其一是代表原子中电子的组态。 根据描述原子核外电子的运动状态的四个量子数 n、l、m 、m s 的耦合规则, 来描述原子中电子的组态, 而且, 同一组态中的两个电子由于相互作用而形成不同的原子态, 也能用光谱项描述；其二能描述原子光谱的谱线频率。因为, 实际上, 每一谱线的波数都可以表达为两光谱项之差。32D1： 3 表示主量子数 n =3, D 表示角量子数 L=2, 左上角的 2 表示称为光谱项的多重性, 即(2S+1)=2, 所以, 总自旋量子数 S=1/2；32P1/2： 同样, n =3, P 表示角量子数 L=1, 总自旋量子数 S=1/2, 内量子数 J=1/2；21S1/

14、2： 同样, n =2, S 表示角量子数 L=0, 总自旋量子数 S=1/2, 内量子数 J=1/2。2 推算 n2S、n 2P、n 2D、n 2F、n 2G 和 n3S、n 3P、n 3D、n 3F 各光谱项中的光谱支项的 J 值、多重性及统计权重。解： J = L+S，从 J = L+S 到 L-S,可有(2S+1)或(2L+1) 个值, 多重性为(2S+1), 统计权重 g=2J+1,那么, 在 n2S 中： L=0, (2S+1)=2, 则 S=1/2 J = L+S=0+1/2 = 1/2, 且 J 值个数为(2L+1)=(20+1)=1 个, 多重性为 2, 统计权重 g=2J+

15、1=2 ；同理, 在 n2P 中： L=1, S=1/2, J = L+S=1+1/2 = 3/2, J = L-S=1-1/2 = 1/2, 多重性为 2, 统计权重 g=2J+1 为 4, 2 ；在 n2D 中： L=2, S=1/2, J = L+S=2+1/2 = 5/2, J = L+S-1=3/2, J 值个数为(2S+1)=(21/2+1)=2 个, 多重性为 2, 统计权重 g=2J+1 为 6, 4 ；在 n2F 中：L=3, S=1/2, J = 3+1/2 = 7/2, J = 3+1/2-1 = 5/2, 多重性为 2, 统计权重g=2J+1 为 8, 6 ；在 n2G

16、 中：L=4, S=1/2, J = 4+1/2 = 9/2, J = 4+1/2-1 = 7/2, 多重性为 2, 统计权重g=2J+1 为 10, 8；在 n3S 中：L=0, S=1, J = 0+1 = 1, 且 J 值个数为(2L+1)=(20+1)=1 个, 多重性为(2S+1)=3, 统计权重 g=2J+1 为 3；在 n3P 中：L=1, S=1, J = L+S=1+1 = 2, J = L+S-1=1+1-1 = 1, J = L-S=1-1=0, J 值共有(2S+1)或(2L+1)=3 个, 多重性为 3, 统计权重 g=2J+1 为 5, 3, 1；在 n3D 中：L

17、=2, S=1, J = 2+1 = 3, 2+1-1= 2, 2-1=1 共有 3 个 J；多重性为 3, 统计权重 g=2J+1 为 7, 5, 3；在 n3F 中：L=3, S=1, J = 3+1 = 4, 3+1-1=3, 3-1=2 共有 3 个 J, 多重性为 3, 统计权重 g=2J+1 为 9, 7, 5；3 解释当原子能级的总角量子数大于总自旋量子数时，2S+1 在光谱项中的含义？解： 由于存在着轨道运动与自旋运动的相互作用, 即存在着 LS 耦合, 使某一 L 的光谱项能分裂为（2S+1）个 J 值不同的、能量略有差异的光谱支项, （2S+1 ）称为光谱的多重性；但是当原

18、子能级的总角量子数大于总自旋量子数即 LS 时，由于 J 值必须是正值, 所以光谱支项虽然为（2L+1）个, 但（2S+1）仍然叫做光谱的多重性, 此时并不代表光谱支项的数目。4 解释下列名词：5（1） 激发电位和电离电位；（2） 原子线和离子线；（3） 等离子体；（4） 谱线的自吸；（5） 共振线和主共振线。解：(1) 激发电位和电离电位： 使原子从基态到激发到产生某谱线的激发态所需要的加速电位称为该谱线的激发电位；将原子电离所需要的加速电位称为电离电位。(2) 原子线和离子线：原子外层电子能级跃迁产生的谱线称为原子线；离子外层电子能级跃迁产生的谱线称为离子线。(3) 谱线的自吸：原子受激产

19、生谱线的同时, 同元素的基态原子或低能态原子将会对此辐射产生吸收，此过程称为元素的自吸过程。(4) 共振线和主共振线：电子在激发态和基态之间跃迁产生的谱线称为共振线；第一激发态与基态之间跃迁产生的谱线属于第一共振线，或主共振线。5 Cu 327.396nm 和 Na589.592nm 均为主共振线，分别计算其激发电位。解：根据公式(2.1) 对于 Na589.592nm：E = hc/= =3.3710-19J cmsJ10592.8.36.174 =3.3710-196.241018eV=2.1eV对于 Cu 327.396nm：E =3.9eV6 简述原子发射光谱线强度的主要影响因素。答：

20、统计权重，谱线强度与统计权重成正比；激发电位，谱线强度与激发电位是负指数关系，激发电位愈高，谱线强度愈小；谱线强度与跃迁几率成正比, 所以主共振线的强度最大；温度升高，可以增加谱线的强度, 但增加电离减少基态的原子数目, 所以，要获得最大强度的谱线，应选择最适合的激发温度。谱线强度与被测元素浓度成正比。7 解释下列名词：吸收谱线的半宽度、积分吸收、峰值吸收、峰值吸光度和锐线光源。答：吸收谱线的半宽度：是吸收谱线中心频率处所对应的最大吸收系数值的一半处所对应的 或 ；积分吸收：在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收, 它表示吸收的全部能量；峰值吸收：吸收线中心波长所对应的吸收系数；峰值吸光度

21、：在实际测量中, 原子对辐射的吸收用中心频率的峰值吸收来表示称为峰值吸光度；锐线光源：发射线的半宽度远远小于吸收线的半宽度，而且两者的中心频率与一致, 称为锐线光源。8 试说明原子吸收光谱定量分析的基本关系式及应用条件。答：原子吸收光谱定量分析的基本关系式为：A = KC (K 为常数) ；应用条件：采用锐线光源是原子吸收光谱分析的必要条件。9 试说明原子发射光谱定量分析的基本关系式及应用条件。答：原子发射光谱定量分析的基本关系式：I = a C b 式中 a 为与测定条件有关的系数, b 为自吸系数；应用条件：测量中必须保证 a 稳定, 即试样蒸发过程基本一致, 所以试样形态、试样组成等6要

22、基本一致；为了保证 b=1, 则试样浓度不能太大。10 在 2500K 时，Mg 的共振线 285.21nm 为 31S031P1 跃迁产生的，计算其基态和激发态的原子数之比。解：根据玻兹曼分布 首先计算 gi, g0, ；)KTE(0iiegNg=2J+1, g i = 21+1= 3 g0 =20+1= 1 = hc/= =0.7010-17(J)cmsJ1.85.6.174 = (3/1)exp(-0.7010-17/25001.3810-23)KTE(0iiegN= 3exp(- 200) = 4.1510-87?第 3 章1 试从能级跃迁机理比较原子发射光谱、原子荧光光谱和 X-射线

23、荧光光谱的异同。答： 首先都是发射光谱, 原子发射光谱和原子荧光光谱都是外层电子的能级跃迁；而 X-射线荧光光谱是原子内层电子的能级跃迁；原子荧光光谱和 X-射线荧光光谱都是光致发光 , 是二次发光过程, 所以发出的谱线称为荧光光谱。2 解释下列名词：（1） 共振荧光和非共振荧光；（2） 直跃荧光和阶跃荧光；（3） 敏化荧光和多光子荧光；（4） 激发态荧光和热助荧光。答：详见书 p32- p 33, 这里省略。3 原子荧光分析时，为什么不用烃类火焰？答： 因为原子荧光猝灭常数与碰撞粒子猝灭截面有关, 而隋性气体氩、氦的猝灭截面比氮、氧、一氧化碳、二氧化碳等气体的猝灭截面小得多, 烃类火焰容易产

24、生一氧化碳、二氧化碳等气体；所以原子荧光光谱分析时，尽量不要用烃类火焰。 4 为什么说元素的 X-射线荧光光谱具有很强的特征性。答： X-射线荧光光谱来自原子内层电子跃迁，与元素的化学状态无关。内层轨道离原子核较近，所以 X-射线荧光谱线波长强烈地依从于原子序数 Z，并遵守莫塞莱定律。所以说说元素的 X-射线荧光光谱具有很强的特征性。5 名词解释：（1） 总质量吸收系数、真质量吸收系数和质量散射系数；（2） 弹性散射和非弹性散射；（3） 相干散射和非相干散射；（4） K 系谱线和 L 系谱线 ;（5） 拌线和卫星线。7答： (1) 总质量吸收系数：又称质量衰减系数 m, 其物理意义是一束平行的

25、 X 射线穿过截面为1cm2 的 1 物质时的 X 射线的衰减程度。真质量吸收系数：又称质量光电吸收系数 m, 真g质量吸收系数是 X 射线的波长和元素的原子序数的函数, 总质量吸收系数是由真质量吸收系数和质量散射系数( m)两部分组成, 即 m = m + m。(2) 弹性散射和非弹性散射：在弹性散射中电子或者粒子没有能量的改变, 只有传播方向的改变；在非弹性散射中则能量和方向都发生改变。(3) 相干散射和非相干散射：相干散射就是弹性散射, 非相干散射就是非弹性散射。(4) K 系谱线和 L 系谱线：当原子 K 层(n=1) 的一个电子被逐出，较外层的电子跃迁到 K 层电子空位，所发射的 X

26、 射线称为 K 系特征 X 射线；同样，L(n=2)层的电子被逐出，较外层的电子跃迁到 L 层所产生的 X 射线称为 L 系特征 X 射线。(4) 伴线和卫星线：但一个原子的内层受初级 X 射线和俄歇效应的作用而产生两个空位时, 此原子称为双重电离的原子。在双重电离的原子中，由电子跃迁所发射的谱线的波长，与单电离原子中相应的电子跃迁所发射的谱线的波长稍有不同。这种谱线称为卫星线或伴线。对轻元素来说，卫星线有一定的强度。6 说明基体吸收增强的类型及其对谱线强度的影响。答：基体的吸收增强效应大致有三种类型：(1) 基体对初级 X 射线的吸收, 使初级 X 射线强度减弱，使分析元素受激下降, 分析元

27、素的谱线强度将减弱； (2) 基体吸收次级分析线, 当基体元素的吸收限如果处在分析元素谱线的长侧，分析元素的谱线将被基体元素吸收，其强度将减弱； (3) 基体增强次级分析线 基体元素的特征线的波长位于分析元素吸收限短侧 , 分析元素不仅受到初级 X 射线的激发，而且受到基体元素的特征谱线的激发。因此，分析元素的谱线其强度将增强。7 为什么元素的 谱线强度比 谱线的强度要大一倍？1K2答：谱线的强度与电子跃迁始态的内量子数 J 的大小有关。内量子数较大的支能级所包含的电子轨道数多，则谱线的强度比较大。K 1 谱线是电子从 L（J=3/2）跃迁到 K 层所产生的谱线，K2 谱线是电子从 L（ J=

28、1/2）跃迁到 K 层所产生的谱线。但 L支能级内有两个电子轨道，能容纳 4 个电子，而 L支能级内只有一个电子轨道，只能容纳 2 个电子，所以，电子从 L支能级跃迁到 K 层的几率比从 L支能级跃迁到 K 层的几率大，K 1 和 K2 的强度比大约为21。第 4 章1 简述有机分子中存在几种价电子及其能级轨道、能级跃迁的类型及其特点。答：有机分子中存在着 、 和 n 三种价电子, 对应有 、*、* 和 n 能级轨道；可以产生n *、 *、n *、 * 类型的能级跃迁；其特点是跃迁能级的能量大小顺序为：n * *n * *。2 CH3Cl 分子中有几种价电子？在紫外辐射下发生何种类型的电子能级

29、跃迁？答：CH 3Cl 是含有非键电子的化合物, 在紫外辐射下将发生 *和 n *能级跃迁。3 某酮类化合物分别溶于极性溶剂和非极性溶剂，其吸收波长有什么差异？答：酮类化合物存在着 n *和 *跃迁, 在极性溶剂中 n 电子与极性溶剂形成氢键，降低了 n8电子基态的能量, 使 n *吸收带最大吸收波长 max 蓝移；而极性溶剂使分子激发态能量降低, 所以 *跃迁吸收带 max 红移。4 某化合物在己烷中的最大吸收波长为 305nm，在乙醇中的最大吸收波长为 307nm，试问其光吸收涉及的电子能级跃迁属于哪种类型？为什么？答：其光吸收涉及的电子能级跃迁属于 *跃迁, 因为一般在极性溶剂中 *跃迁

30、吸收带红移, 最大吸收波长从 305nm 变为 307nm, 波长红移。5 某化合物在乙醇中的 max=287nm，在二氯乙烷中的 max=295nm。试问其光吸收跃迁属于哪种类型？为什么？答：属于 n *跃迁, 因为 n *跃迁的最大吸收波长在极性溶剂中蓝移, 乙醇是极性溶剂, 所以是n *跃迁。6 试说明含 键的有机分子，特别是含有较大共轭 键的有机分子为什么具有较大的摩尔吸光系数。答：含共轭 键的有机分子 , 由于电子能在共轭体系内流动，使分子轨道的能量降低，共轭 键电子易于激发；从而使最大吸收带波长红移的同时产生有效吸收的分子增加，所以摩尔吸光系数增大。 7 简述金属配合物电子能级跃迁

31、的类型及其特点。答： 金属配合物电子能级跃迁有三大类：电荷转移跃迁、配位场跃迁和键合跃迁。电荷转移跃迁是在具有 d 电子的过渡金属离子和有 键共轭体系的有机配位体中，形成 d 生色团, 使配合物的吸收光谱在可见光区, 摩尔吸光系数大；配位场跃迁是金属原子的 d 或 f 轨道上留有空位, 在轨道在配位体存在下, 产生 dd 跃迁和 ff 跃迁。这种禁戒跃迁的几率很小。因此，配位场跃迁的吸收谱带的摩尔吸光系数小, 吸收光谱也在可见光区；键合跃迁是金属离子与配位体结合形成共价键和配位键, 从而影响有机配位体的价电子跃迁, 多数情况下使最大峰显著红移，摩尔吸光系数明显提高。8 某化合物在波长 1 和

32、2 的吸光系数分别为 1 和 2，并且 1 2。用一复合光测量其吸光度，在 1 处入射光 I10I 20；在 2 处入射光 I20I 10。讨论在不同波长处，随着浓度的增加吸光度将有什么变化。解：将(4.3)式改写为： )0(ST)(STlclc2122测 12或： ll1 21其中， ， 021I0212I上式表明：复合光( 1+2)的透过率 T 测 是介入单色光 1 的透过率 T1 和单色光 2 的的透过率 T2 之间。由于 2 1(即 T1T 2)，所以，复合光的透过率 T 测 为 T1 减去修正项，或为 T2 加上修正项。修正项的大小与复合光的成分、样品对不同波长的摩尔吸收系数、样品浓

33、度有关。当 I01I 02 时，修正项 T 测 T1 较小(或者说 T 测 T 2 较大)，起决定作用的是透过率 T1，此时，吸光度测定的负偏差小；反之，当 I02I 01 时，则测得的负偏差大。但是，无论复合光的组成9如何，其共同特点是：修正项的数值随着样品浓度的增加而增大，浓度愈高负偏差愈大。9 试比较原子荧光，分子荧光和分子磷光的发生机理。答： 荧光或磷光都是光致发光。 原子荧光是原子电子在原子能级上跃迁形成, 而分子荧光和分子磷光是电子在分子能级上跃迁形成。而分子荧光和分子磷光的根本区别是：分子荧光是由激发单重态最低振动能层跃迁到基态的各振动能层的光辐射，而分子磷光是由激发三重态的最低

34、振动能层跃迁到基态的各振动能层所产生光的辐射。10 名词解释：量子产率，荧光猝灭，系间跨越，振动豫，重原子效应。答：量子产率：亦称荧光效率，其定义为 ，因为，激发到高能吸 收 的 光 子 数发 射 的 光 子 数f级的荧光物质分子返回到基态时存在多种不同的跃迁方式。辐射荧光仅是其中的一种方式。所以荧光效率总是小于 1。荧光猝灭：荧光物质分子和溶剂或其它溶质分子相互作用，引起荧光强度的降低现象称为荧光猝灭。系间跨越：是指不同多重态之间的一种无辐射跃迁过程。它涉及到受激电子自旋状态改变。振动豫：它是指发生在同一电子能级内，激发态分子以热的形式将多余的能量传递给周围的分子，自己则从高的振动能级层转至

35、低的振动能级层，产生振动驰豫的时间为 10-12s 数量级。重原子效应：重原子是指卤素, 芳烃取代上卤素之后，其化合物的荧光随卤素原子量增加而减弱，而磷光则相应地增强。11 哪类有机物可能属于强荧光物质？试比较下列两种化合物荧光产率的高低，为什么？ CH2联苯 芴答： 在有机化合物中，具有较大的共轭 键，分子为刚性的平面结构，取代基为给电子取代基的物质将具有较强荧光。上述化合物中芴较联苯有较强的荧光, 因为芴分子为刚性平面结构。12 简述给电子取代基、得电子取代基和重原子取代基对荧光产率的影响。答： 给 电 子 取 代 基 加 强 荧 光 产率，得电子基取代基一般将使荧光产率减弱，重原子取代基

36、使荧光产率减弱。13 简述溶剂的极性对有机物荧光强度的影响。为什么苯胺在 pH3 的溶液中的荧光比在 pH10 的溶液中的荧光弱。答： 溶剂对荧光强度的影响，要视溶剂分子和荧光物质的分子之间的相互作用而定：对分子中含有孤对非键电子的荧光物质来说，溶剂的极性增加，将增加荧光强度，但对极性荧光物质来说，则极性溶剂将使其荧光强度下降。10带有酸性或碱性官能团的芳香族化合物的荧光一般和溶液的 pH 值相关，苯胺是含有碱性官能团的芳香族化合物, 所以其在 pH10 溶液中的荧光比在 pH3 的溶液中强。14 哪类无机盐会产生荧光？哪些金属化合物的晶体会产生磷光？答： 镧系元素的三价离子的无机盐有荧光；不

37、发荧光的无机离子和有吸光结构的有剂机试剂进行配合反应，可以生成会发荧光的配合物；有类似汞原子的电子结构，即 1s2np6nd10(n+1)s2，在固化的碱金属卤化物( 或氧化物 )的溶液中会发磷光。15 配合物荧光物质有几种类型？答： 16 简述化学发光的基本条件，哪类化学反应可能产生化学发光？答： 化学发光的基本条件：化学发光反应能提供足够的激发能，足以引起分子的电子激发。能在可见光范围观察到化学发光现象，要求化学反应提供的化学能在 150300KJ mol1；要有有利的化学反应历程，至少能生成一种分子处在激发态的产物；激发态分子要以释放光子的形式回到基态，而不能以热的形式消耗能量。17 简

38、述生物发光和化学发光的区别？它具有什么特性？答： 化学发光是指在化学反应的过程中，受化学能的激发，使反应产物的分子处在激发态，这种分子由激发态回到基态时，便产生一定波长的光。此现象发生在生物体系中就称为生物发光；生物发光反应常涉及到催化反应和发光反应。这类反应一般选择性很好、微量、特异、灵敏和快捷。第 5 章1 解释下列名词：（1） 简谐振动，非谐振子振动，简正振动；（2） 基频，倍频，合频，差频，泛频。答： (1) 见 p7679；(2) 基频：分子从基态 (=0)到第一振动激发态(=1)之间的跃迁产生的吸收带称为基频吸收带，相应的频率称为基频；倍频：从振动基态到第二激发态(=2)的吸收频率称为倍频 0，倍频比基频的二倍低 6x，一般倍频吸收带较弱；合频：当电磁波的能量正好等于两个基频跃迁的能量的总和时，可能同时激发两个基频振动基态到激发态，这种吸收称为合频，合频吸收带强度比倍频更弱；差频：当电磁辐射波的能量等于两个基频跃迁能量之差时，也可能产生等于两个基频频率之差的吸收谱带，称为差频，差频吸收带比合频更弱；倍频、合频、差频又统称为泛频。2 HF 中键的力常数约为 9N/cm，请计算：（1） HF 的振动吸收峰频率；（2） DF 的振动吸收峰频率。