仪器分析第四版复习计划

时间。在色谱图上即为从进样开始到空气色谱峰顶的时间，称为死时间。

流动相携带组分穿过柱长所需的时间。在色谱图上为进样开始到组分色谱峰顶的时间。

tR’= tR- tM

某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比 峰高一半处的宽度

Y1/2 =2.35σ

自色谱峰两测的转折点所作切线在基线上的截距

Y= 4σ

在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比值，

K

用K表示。

cs

cm

capacity factor） 在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的质量比，称为容量因子，也称分配比，用k表示。

H = L / n

理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留时间（tR）和峰底宽（Y）或半峰宽（ Y1/2）按下式推算：n16(

tR

Y

)2或者n5.54(

tR

Y1/2

)2

tR及Y1/2或用同一物理量的单位

色谱峰越，n越大，H越小，n或H为描述柱效能的指标 有效塔板数（n有效）

n有效5.54(

tRY1/2

)2

16(

2tR

) H有效=L/n有效 Y

范第姆特方程式HA

B

Cu u

A项为涡流扩散项；B/ u项为分子扩散项；C u为传质项；u为载气线速度，单位为

cm/s。 组分在柱内保留时间越长，B项越大，峰越宽

使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，液膜薄、选择合适的载气类型以及载气流速是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径

分离度：相邻两色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽度平均值之比，用R

表示。分离度

是色谱柱的总分离效能指标。 R

tR(2)tR(1)

1

Y1Y2)2

R=1.5时可认为色谱峰已完全分开。

色谱分离基本方程 设两相邻峰的峰宽相等，即

Y1=Y2，则

R

14

1n

2

k

1k表明R随和k有关，也与n有关。 

1

n有效



2

1k1

nn R有效k4

分离度、柱效、柱选择性的关系

2

n有效

16R2

2LnH16R 有效有效1H有效 1

例题：设有一对物质，其r2,1 =α=1.15,要求在Heff=0.1cm的某填充柱上得到完全分离，试计

算至少需要多长的色谱柱？

解

：要实现完全分离，R≈1.5,故所需有效理论塔板数为：

使用普通色谱柱，有效塔板高度为0.1cm, 故所需柱长应为：L21120.12m

柱温按照预定的加热速率，随时间作线性或非线性的增加。如，每分钟2C等。 柱温的选择

前提：柱温不能高于固定液的最高使用温度（通常低20-50℃） (1)分离非极性物质一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。

(2)分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。 (3)分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分(或易被极化的组分)后出峰。

(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型的固定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。

(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。 通用检测器有：

1、热导池检测器，TCD 测一般化合物和永久性气体 2、氢火焰离子化检测器,FID 测一般有机化合物

专用检测器有：

3、电子俘获检测器，ECD 测带强电负性原子的有机化合物 4、火焰光度检测器，FPD 测含硫、含磷的有机化合物 特殊检测器有：FTIR、MS、测化合物结构

灵敏度S（响应值）一定浓度或一定质量的试样进入检测器后，产生响应信号R，以进样量Q对检测器的响应信号作图，得到一直线。直线的斜率为检测器的灵敏度S。 灵敏度是响应信号对进样量的变化率：S

R Q

检出限D（detection limit，敏感度）检测器恰能产生和噪音相鉴别的信号时，在单位体积或时间需向检测器进入的物质质量（单位为g）。

通常认为恰能鉴别的响应信号至少应等于检测器噪声的3倍。D=3N/S N-检测器噪声（mV），S—灵敏度 D越小，仪器越敏感。

线性范围 指试样量与信号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小检出量的比值来表示。 保留指数

I

i

100(

lgXilgXZ

Z)

lgXZ1lgXZ

正庚烷 Xz=174. 0 s lg174.0=2.2405 乙酸正丁酯 Xi=310.0 s lg310.0=2.4914 正辛烷 Xz+1=373.4 s lg373.4=2.5722

相对响应值s S=1/f 定量计算方法

归一化法：若样品中所有的组分均能流出色谱柱且有较好的、可分辨的色谱峰时可用此法定量。

归一化法的优缺点：该法的主要优点是：简便、准确；操作条件(如进样量，流速等)变化时，对分析结果影响较小．这种方法常用于常量分析，尤其适合于进样量很少而其体积不易准确测量的液体样品

使用这种方法的条件是：经过色谱分离后、样品中所有的组份都要能产生可测量的色谱峰．

内标法：若样品中除待测的几个色谱峰有良好分离，但其它所有的组分不能全部流出色谱柱或有不可分辨的色谱峰时可用此法定量。

具体做法是：准确称取样品，加入一定量某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析．根据被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积(或峰高）)和相对校正因子．求出某组分的含量．

内标法的优点

内标法是通过测量内标物与欲测组份的峰面积的相对值来进行计算的，因而可以在—定程度上消除操作条件等的变化所引起的误差． 内标法的要求：

内标物必须是待测试样中不存在的；内标峰应与试样峰分开，并尽量接近欲分析的组份． 内标法的缺点：

在试样中增加了一个内标物，常常会对分离造成一定的困难。

气相色谱法应用范围：主要用于易挥发、热稳定的有机化合物的分析。

沸点小于500C，相对分子量小于400的物质，原则上均可用气相色谱法分析。 约占全部有机物的15~20%

局限性：难挥发和热不稳定的物质气相色谱法是不适用的。

第三章 高效液相色谱分析（B=0）

HPLC与GC差别 1．分析对象的区别

GC：适于能气化、热稳定性好、且沸点较 低的样品；但对高沸点、挥发性差、 热稳定性差、离子型及高聚物的样 品，尤其对大多数生化样品不可检测

占有机物的20% HPLC：适于溶解后能制成溶液的样品（包括 有机介质溶液），不受样品挥发性和 热稳定性的限制，对分子量大、难 气化、热稳定性差的生化样品及高分 子和离子型样品均可检测

用途广泛，占有机物的80% 2．流动相的区别

GC：流动相为惰性，气体组分与流动相无亲合作用 力，只与固定相有相互作用。

HPLC：流动相为液体，流动相与组分间有亲合作用 力，能提高柱的选择性、改善分离度，对分离起 正向作用。且流动相种类较多，选择余地广，改 变流动相极性和pH值也对分离起到调控作用，当 选用不同比例的两种或两种以上液体作为流动相 也可以增大分离选择性。 3．操作条件差别 GC：加温操作

HPLC：室温；高压（液体粘度大，峰展宽小）

提高液相色谱柱柱效的措施提高柱内填料装填的均匀性 减小粒度—5,10μm

选用低粘度的流动相-甲醇、乙腈 适当提高柱温以降低流动相粘度-室温 降低流动相流速

减小柱外效应：柱外效应由连接管、检测器流通池体积所引起，死体积应尽量小

1．固定相：硅胶、极性大的氰基或氨基键合相 2．流动相：极性小，烷烃等非极性的疏水性溶剂 底剂 + 有机极性调节剂

 例：正己烷 + 氯仿-甲醇，氯仿-乙醇 3．出柱顺序：结构相近组分，极性小的组分先 出柱极性大的组分后出柱

4. 适用：分离中等极性和极性较强的化合物，如酚类、胺类、氨基酸类等 反相色谱：1．固定相：极性小的烷基键合相

C8柱，C18柱（ODS柱——HPLC约80%问题） 2．流动相：极性大的甲醇-水或乙腈-水

流动相极性 > 固定相极性 底剂 + 有机调节剂（极性调节剂）

 例：水/缓冲溶液 + 甲醇，乙腈，THF 3．出柱顺序：极性大的组分先出柱

极性小的组分后出柱 4．适用：非极性和极性较弱的组分（HPLC80%问题）

离子色谱系统：利用离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相，以电导检测器等为检测器，为消除流动相中电解质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。 P82 高效液相色谱仪流程图、主要构成部件 检测器的几种类别：（1）紫外光度检测器

（2）荧光检测器 有较高的灵敏度，灵敏度比紫外-可见光检测器高10~1000倍，但有更专一的选择性。灵敏度高。其灵敏度比紫外-可见检测器的灵敏度高两个数量级，最小检测限可达10-12g/mL。特别适合痕量分析。 良好的选择性。如，检测牛奶中维生素B2，紫外-可见光检测（265nm下）时存基体干扰峰；荧光检测（激发波长265nm，发射波长520nm），基体成分不干扰检测。

线性范围较宽。约为103-104，比紫外吸收检测器窄，但对大多数痕量分析已经足够宽。 不是通用型检测器。（P88 优点） （3）示差折光检测器 （4）电导检测器

（5）蒸发光散射检测器

第九章 紫外吸收光谱分析

几个概念：

键的电子体系，能吸收特征外来辐射时并引起n-* 和-*

跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。 含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。常见助色团助色顺序为：

3

移）或短波方向移动（蓝移）的现象。 1）共轭体系的存在----红移

如CH2=CH2的-*跃迁，max=165~200nm；而1,3-丁二烯，max=217nm 2）取代基：红移或蓝移。

取代基为含孤对电子，如-NH2、-OH、-Cl，可使分子红移；取代基为斥电子基，如-R，-OCOR，则使分子蓝移。

苯环或烯烃上的H被各种取代基取代，多产生红移。 3）pH值：红移或蓝移

苯酚在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm两个吸收带；而在碱性溶液中，则分别红移到235nm和 287nm. 吸收带

在四种电子跃迁类型中σ→σ*跃迁和n→σ*跃迁所产生的吸收带波长处于真空紫外区。π→π*跃迁和n→π*跃迁所产生的吸收带除某些孤立双键化合物外，一般都处于近紫外区，它们是紫外吸收光谱所研究的主要吸收带。由π→π*跃迁和n→π*跃迁所产生的吸收带可分为下述四种类型。 (1)R 吸收带

R吸收带是含有氧、氮、硫等杂原子的发色基团，如羰基、硝基中未成键电子由n轨道向反键π*轨道跃迁时所产生的。R 吸收带的吸收波长比较长，但吸收强度很弱。由于R吸收带的强度很弱，有时会被其它较强的吸收带所掩盖

例如乙醛分子中羰基n→π*跃迁所产生的R吸收带的波长为290nm，摩尔吸光系数为 1.7 ×104L·mol-1·c m-1 (2)K 吸收带

K吸收带是含共轭双键分子。K 吸收带的特点是波长大于200nm，吸收强度很强，摩尔吸光系数大于105 L·mol-1·c m-1。芳环上若有发色取代基团如苯乙烯、苯甲酸等也会出现K吸收带。如丁二烯、丙烯醛发生π→π* 跃迁所产生的吸收带。 (3)B吸收带

B吸收带是闭合环状共轭双键π→π*跃迁所产生的，它是芳环化合物的主要特征吸收带。B吸收带波长较长，但吸收强度比较弱。例如苯的B吸收带波长为256nm，摩尔吸光系数为2.15 ×102 L·mol-1·c m-1。

在非极性溶液剂中或呈气体状态时，B吸收带会呈现精细结构，但某些芳族化合物的B吸收带往往没有精细结构。使用极性溶剂会使精细结构消失。

如果芳族化合物的紫外吸收光谱中同时出现K带、B带和R带，则R带波长最长，B带次之，K带最短，但吸收强度的顺序正好相反。

(4)E 吸收带

E 吸收带也是芳环化合物的特征吸收带，它起源于苯环中三个烯双键的π→π*跃迁。E 吸收带又可分为 E1 带和 E2 带，E1 带波长低于200nm，E2带波长略高于200nm，但吸收强度则是E1带比E2带更强，它们的摩尔吸光系数分别在104～103 L·mol-1·c m-1范围。当苯环与助色基团相连时，E吸收带发生红移，但一般不超过210nm。

P278图9—5 P280规律

紫外-可见光度计

光源：光源有钨丝灯及氘灯两种。可见光区（360—1000nm）使用钨丝灯，紫外光区则使用氘灯。

由于玻璃要吸收紫外线，因此盛溶液的吸收池用石英制成。

第十章 红外吸收光谱分析

Nk分子振动方程 A

2cM理论振动数（峰数）

设分子的原子数为n，

 对非线型分子,理论振动数=3n-6

如H2O分子，其振动数为3×3-6=3  对线型分子，理论振动数=3n-5

如CO2分子，其理论振动数为3×3-5=4 X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1

叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）

分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件： 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。

当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致，就满足了第一个条件。 条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用

为满足第二个条件，分子必须有偶极矩的改变。 1/2

104

(cm)

(m)

1

双键伸缩振动区（1900~1200cm-1）

2）指纹区（可分为两个区）

P301 303 图

共轭效应(Conjugated effect)：电子云密度均化—键长变长— k 降低—特征频率减小（移向低波数）。

1. 试推导具有如下红外光谱图的分子式为C8H10的化合物的结构。

解：该化合物的不饱和度为

w

x

2

18

10

14 2

由此可见，该化合物中应存在一个苯环，剩余的基团为-CH2CH3或两个-CH3，从红外光谱上得到如下表信息：

从上述信息可以得知该化合物为邻二甲苯。

2. 某种有机化合物C5H10O的红外光谱图如图所示，试推导其结构。

解：该化合物的不饱和度为

w



x

2

19

10

15 2

从上述信息可以看出，该化合物中含有-C6H5、-CH3和-CHO结构单元，则剩余一个-CH-单元，

故该化合物的结构应为

一种分子式为C7H8O的化合物具有以下红外光谱图，试判断该化合物的结构式。

解：该化合物的CwHxOy的不饱和度为

w

x

2

17

8

14 2

由此可见，该化合物中应存在一个苯环。从红外光谱上得到如下表信息： 从上述信息可以得知该化合物为苯甲醇 不饱和度的计算：

通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度过.

=0 时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物； 一个双键或脂环，=1 ； 叁键，=2；

=4 时，分子可能有一个苯环。

n3n1

1n4

2

第十四章 质谱

质谱分析的基本原理： 使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质荷比m/z进行分离。

P393各种组成作用。

质量分析器

 单聚焦-磁场

 双聚焦-电场和磁场

 四极滤质

 离子肼

 飞行时间

详见课件课本

时间。在色谱图上即为从进样开始到空气色谱峰顶的时间，称为死时间。

流动相携带组分穿过柱长所需的时间。在色谱图上为进样开始到组分色谱峰顶的时间。

tR’= tR- tM

某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比 峰高一半处的宽度

Y1/2 =2.35σ

自色谱峰两测的转折点所作切线在基线上的截距

Y= 4σ

在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比值，

K

用K表示。

cs

cm

capacity factor） 在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的质量比，称为容量因子，也称分配比，用k表示。

H = L / n

理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留时间（tR）和峰底宽（Y）或半峰宽（ Y1/2）按下式推算：n16(

tR

Y

)2或者n5.54(

tR

Y1/2

)2

tR及Y1/2或用同一物理量的单位

色谱峰越，n越大，H越小，n或H为描述柱效能的指标 有效塔板数（n有效）

n有效5.54(

tRY1/2

)2

16(

2tR

) H有效=L/n有效 Y

范第姆特方程式HA

B

Cu u

A项为涡流扩散项；B/ u项为分子扩散项；C u为传质项；u为载气线速度，单位为

cm/s。 组分在柱内保留时间越长，B项越大，峰越宽

使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，液膜薄、选择合适的载气类型以及载气流速是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径

分离度：相邻两色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽度平均值之比，用R

表示。分离度

是色谱柱的总分离效能指标。 R

tR(2)tR(1)

1

Y1Y2)2

R=1.5时可认为色谱峰已完全分开。

色谱分离基本方程 设两相邻峰的峰宽相等，即

Y1=Y2，则

R

14

1n

2

k

1k表明R随和k有关，也与n有关。 

1

n有效



2

1k1

nn R有效k4

分离度、柱效、柱选择性的关系

2

n有效

16R2

2LnH16R 有效有效1H有效 1

例题：设有一对物质，其r2,1 =α=1.15,要求在Heff=0.1cm的某填充柱上得到完全分离，试计

算至少需要多长的色谱柱？

解

：要实现完全分离，R≈1.5,故所需有效理论塔板数为：

使用普通色谱柱，有效塔板高度为0.1cm, 故所需柱长应为：L21120.12m

柱温按照预定的加热速率，随时间作线性或非线性的增加。如，每分钟2C等。 柱温的选择

前提：柱温不能高于固定液的最高使用温度（通常低20-50℃） (1)分离非极性物质一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。

(2)分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的先流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。 (3)分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰，极性组分(或易被极化的组分)后出峰。

(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型的固定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。

(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。 通用检测器有：

1、热导池检测器，TCD 测一般化合物和永久性气体 2、氢火焰离子化检测器,FID 测一般有机化合物

专用检测器有：

3、电子俘获检测器，ECD 测带强电负性原子的有机化合物 4、火焰光度检测器，FPD 测含硫、含磷的有机化合物 特殊检测器有：FTIR、MS、测化合物结构

灵敏度S（响应值）一定浓度或一定质量的试样进入检测器后，产生响应信号R，以进样量Q对检测器的响应信号作图，得到一直线。直线的斜率为检测器的灵敏度S。 灵敏度是响应信号对进样量的变化率：S

R Q

检出限D（detection limit，敏感度）检测器恰能产生和噪音相鉴别的信号时，在单位体积或时间需向检测器进入的物质质量（单位为g）。

通常认为恰能鉴别的响应信号至少应等于检测器噪声的3倍。D=3N/S N-检测器噪声（mV），S—灵敏度 D越小，仪器越敏感。

线性范围 指试样量与信号之间保持线性关系的范围，用最大进样量与最小检出量的比值来表示。 保留指数

I

i

100(

lgXilgXZ

Z)

lgXZ1lgXZ

正庚烷 Xz=174. 0 s lg174.0=2.2405 乙酸正丁酯 Xi=310.0 s lg310.0=2.4914 正辛烷 Xz+1=373.4 s lg373.4=2.5722

相对响应值s S=1/f 定量计算方法

归一化法：若样品中所有的组分均能流出色谱柱且有较好的、可分辨的色谱峰时可用此法定量。

归一化法的优缺点：该法的主要优点是：简便、准确；操作条件(如进样量，流速等)变化时，对分析结果影响较小．这种方法常用于常量分析，尤其适合于进样量很少而其体积不易准确测量的液体样品

使用这种方法的条件是：经过色谱分离后、样品中所有的组份都要能产生可测量的色谱峰．

内标法：若样品中除待测的几个色谱峰有良好分离，但其它所有的组分不能全部流出色谱柱或有不可分辨的色谱峰时可用此法定量。

具体做法是：准确称取样品，加入一定量某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析．根据被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积(或峰高）)和相对校正因子．求出某组分的含量．

内标法的优点

内标法是通过测量内标物与欲测组份的峰面积的相对值来进行计算的，因而可以在—定程度上消除操作条件等的变化所引起的误差． 内标法的要求：

内标物必须是待测试样中不存在的；内标峰应与试样峰分开，并尽量接近欲分析的组份． 内标法的缺点：

在试样中增加了一个内标物，常常会对分离造成一定的困难。

气相色谱法应用范围：主要用于易挥发、热稳定的有机化合物的分析。

沸点小于500C，相对分子量小于400的物质，原则上均可用气相色谱法分析。 约占全部有机物的15~20%

局限性：难挥发和热不稳定的物质气相色谱法是不适用的。

第三章 高效液相色谱分析（B=0）

HPLC与GC差别 1．分析对象的区别

GC：适于能气化、热稳定性好、且沸点较 低的样品；但对高沸点、挥发性差、 热稳定性差、离子型及高聚物的样 品，尤其对大多数生化样品不可检测

占有机物的20% HPLC：适于溶解后能制成溶液的样品（包括 有机介质溶液），不受样品挥发性和 热稳定性的限制，对分子量大、难 气化、热稳定性差的生化样品及高分 子和离子型样品均可检测

用途广泛，占有机物的80% 2．流动相的区别

GC：流动相为惰性，气体组分与流动相无亲合作用 力，只与固定相有相互作用。

HPLC：流动相为液体，流动相与组分间有亲合作用 力，能提高柱的选择性、改善分离度，对分离起 正向作用。且流动相种类较多，选择余地广，改 变流动相极性和pH值也对分离起到调控作用，当 选用不同比例的两种或两种以上液体作为流动相 也可以增大分离选择性。 3．操作条件差别 GC：加温操作

HPLC：室温；高压（液体粘度大，峰展宽小）

提高液相色谱柱柱效的措施提高柱内填料装填的均匀性 减小粒度—5,10μm

选用低粘度的流动相-甲醇、乙腈 适当提高柱温以降低流动相粘度-室温 降低流动相流速

减小柱外效应：柱外效应由连接管、检测器流通池体积所引起，死体积应尽量小

1．固定相：硅胶、极性大的氰基或氨基键合相 2．流动相：极性小，烷烃等非极性的疏水性溶剂 底剂 + 有机极性调节剂

 例：正己烷 + 氯仿-甲醇，氯仿-乙醇 3．出柱顺序：结构相近组分，极性小的组分先 出柱极性大的组分后出柱

4. 适用：分离中等极性和极性较强的化合物，如酚类、胺类、氨基酸类等 反相色谱：1．固定相：极性小的烷基键合相

C8柱，C18柱（ODS柱——HPLC约80%问题） 2．流动相：极性大的甲醇-水或乙腈-水

流动相极性 > 固定相极性 底剂 + 有机调节剂（极性调节剂）

 例：水/缓冲溶液 + 甲醇，乙腈，THF 3．出柱顺序：极性大的组分先出柱

极性小的组分后出柱 4．适用：非极性和极性较弱的组分（HPLC80%问题）

离子色谱系统：利用离子交换树脂为固定相，电解质溶液为流动相，以电导检测器等为检测器，为消除流动相中电解质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。 P82 高效液相色谱仪流程图、主要构成部件 检测器的几种类别：（1）紫外光度检测器

（2）荧光检测器 有较高的灵敏度，灵敏度比紫外-可见光检测器高10~1000倍，但有更专一的选择性。灵敏度高。其灵敏度比紫外-可见检测器的灵敏度高两个数量级，最小检测限可达10-12g/mL。特别适合痕量分析。 良好的选择性。如，检测牛奶中维生素B2，紫外-可见光检测（265nm下）时存基体干扰峰；荧光检测（激发波长265nm，发射波长520nm），基体成分不干扰检测。

线性范围较宽。约为103-104，比紫外吸收检测器窄，但对大多数痕量分析已经足够宽。 不是通用型检测器。（P88 优点） （3）示差折光检测器 （4）电导检测器

（5）蒸发光散射检测器

第九章 紫外吸收光谱分析

几个概念：

键的电子体系，能吸收特征外来辐射时并引起n-* 和-*

跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。 含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。常见助色团助色顺序为：

3

移）或短波方向移动（蓝移）的现象。 1）共轭体系的存在----红移

如CH2=CH2的-*跃迁，max=165~200nm；而1,3-丁二烯，max=217nm 2）取代基：红移或蓝移。

取代基为含孤对电子，如-NH2、-OH、-Cl，可使分子红移；取代基为斥电子基，如-R，-OCOR，则使分子蓝移。

苯环或烯烃上的H被各种取代基取代，多产生红移。 3）pH值：红移或蓝移

苯酚在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm两个吸收带；而在碱性溶液中，则分别红移到235nm和 287nm. 吸收带

在四种电子跃迁类型中σ→σ*跃迁和n→σ*跃迁所产生的吸收带波长处于真空紫外区。π→π*跃迁和n→π*跃迁所产生的吸收带除某些孤立双键化合物外，一般都处于近紫外区，它们是紫外吸收光谱所研究的主要吸收带。由π→π*跃迁和n→π*跃迁所产生的吸收带可分为下述四种类型。 (1)R 吸收带

R吸收带是含有氧、氮、硫等杂原子的发色基团，如羰基、硝基中未成键电子由n轨道向反键π*轨道跃迁时所产生的。R 吸收带的吸收波长比较长，但吸收强度很弱。由于R吸收带的强度很弱，有时会被其它较强的吸收带所掩盖

例如乙醛分子中羰基n→π*跃迁所产生的R吸收带的波长为290nm，摩尔吸光系数为 1.7 ×104L·mol-1·c m-1 (2)K 吸收带

K吸收带是含共轭双键分子。K 吸收带的特点是波长大于200nm，吸收强度很强，摩尔吸光系数大于105 L·mol-1·c m-1。芳环上若有发色取代基团如苯乙烯、苯甲酸等也会出现K吸收带。如丁二烯、丙烯醛发生π→π* 跃迁所产生的吸收带。 (3)B吸收带

B吸收带是闭合环状共轭双键π→π*跃迁所产生的，它是芳环化合物的主要特征吸收带。B吸收带波长较长，但吸收强度比较弱。例如苯的B吸收带波长为256nm，摩尔吸光系数为2.15 ×102 L·mol-1·c m-1。

在非极性溶液剂中或呈气体状态时，B吸收带会呈现精细结构，但某些芳族化合物的B吸收带往往没有精细结构。使用极性溶剂会使精细结构消失。

如果芳族化合物的紫外吸收光谱中同时出现K带、B带和R带，则R带波长最长，B带次之，K带最短，但吸收强度的顺序正好相反。

(4)E 吸收带

E 吸收带也是芳环化合物的特征吸收带，它起源于苯环中三个烯双键的π→π*跃迁。E 吸收带又可分为 E1 带和 E2 带，E1 带波长低于200nm，E2带波长略高于200nm，但吸收强度则是E1带比E2带更强，它们的摩尔吸光系数分别在104～103 L·mol-1·c m-1范围。当苯环与助色基团相连时，E吸收带发生红移，但一般不超过210nm。

P278图9—5 P280规律

紫外-可见光度计

光源：光源有钨丝灯及氘灯两种。可见光区（360—1000nm）使用钨丝灯，紫外光区则使用氘灯。

由于玻璃要吸收紫外线，因此盛溶液的吸收池用石英制成。

第十章 红外吸收光谱分析

Nk分子振动方程 A

2cM理论振动数（峰数）

设分子的原子数为n，

 对非线型分子,理论振动数=3n-6

如H2O分子，其振动数为3×3-6=3  对线型分子，理论振动数=3n-5

如CO2分子，其理论振动数为3×3-5=4 X-H伸缩振动区：4000-2500cm-1

叁键及累积双键区（2500~1900cm-1）

分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件： 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。

当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致，就满足了第一个条件。 条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用

为满足第二个条件，分子必须有偶极矩的改变。 1/2

104

(cm)

(m)

1

双键伸缩振动区（1900~1200cm-1）

2）指纹区（可分为两个区）

P301 303 图

共轭效应(Conjugated effect)：电子云密度均化—键长变长— k 降低—特征频率减小（移向低波数）。

1. 试推导具有如下红外光谱图的分子式为C8H10的化合物的结构。

解：该化合物的不饱和度为

w

x

2

18

10

14 2

由此可见，该化合物中应存在一个苯环，剩余的基团为-CH2CH3或两个-CH3，从红外光谱上得到如下表信息：

从上述信息可以得知该化合物为邻二甲苯。

2. 某种有机化合物C5H10O的红外光谱图如图所示，试推导其结构。

解：该化合物的不饱和度为

w



x

2

19

10

15 2

从上述信息可以看出，该化合物中含有-C6H5、-CH3和-CHO结构单元，则剩余一个-CH-单元，

故该化合物的结构应为

一种分子式为C7H8O的化合物具有以下红外光谱图，试判断该化合物的结构式。

解：该化合物的CwHxOy的不饱和度为

w

x

2

17

8

14 2

由此可见，该化合物中应存在一个苯环。从红外光谱上得到如下表信息： 从上述信息可以得知该化合物为苯甲醇 不饱和度的计算：

通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度过.

=0 时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物； 一个双键或脂环，=1 ； 叁键，=2；

=4 时，分子可能有一个苯环。

n3n1

1n4

2

第十四章 质谱

质谱分析的基本原理： 使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质荷比m/z进行分离。

P393各种组成作用。

质量分析器

 单聚焦-磁场

 双聚焦-电场和磁场

 四极滤质

 离子肼

 飞行时间

详见课件课本