现代分析测试技术复习资料

现代分析测试技术

绪论

1、 现代分析测试技术的特点有哪些?

（1）分析测试对象发生了重大变化；（2）分析测试的深度、广度和难度加大；（3）分析测试所设计的专业面越来越广

2 晶体的性质

自限性（自范性）；结晶均一性；各向异性；对称性；最小内能性；稳定性

3 等轴晶系的晶面间距的计算

4 核外电子运动状态描述

① 主量子数n ：确定原子轨道能级的主要因素。主量子数 n 决定原子轨道的能量，它的取值为1、2、3…。n 越大，电子离原子核的距离越远，电子的能量越高。② 角量子数 l ：决定电子运动的角动量。角量子数 决定原子轨道的形状，它的取值为 0、1、2….n－1。在多电子原子中，当 n 相同而 l 不同时，电子的能量还有差别。又常将一个电子层分为几个亚层。当 l ＝0、1、2、3 时，分别称为 s、p、d、f 亚层。在多电子原子中， 也决定着原子轨道的能量。当 n 相同时，随 l的增大，原子轨道的能量升高。③ 磁量子数m：决定电子云在空间的伸展方向表示同一亚层中原子轨道的数目。磁量子数 m 决定原子轨道在空间的取向。它的取值为±1、±2、±l ，因此有 2 l + 1 种取向。n 和 l 相同，但 m 不同的各原子轨道的能量相同，称为简并轨道或等价轨道。④ 自旋量子数ms：决定电子自旋方向。它的取值为 +1/2 和 -1/2，常用箭号↑ 和↓表示电子的两种自旋方向。 综上所述，n、l 、m 三个量子数可以确定一个原子轨道，而 n、l 、m 、 ms四个量子数可以确定电子的运动状态。 5 举例说明泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则的应用

（1）泡利不相容原理：在一个原子中，不可能存在四个量子数完全相同的两个电子。由泡利不相容原理，可知一个原子轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋必须相反；（2）能量最低原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽可能排布在能量最低的轨道上，当能量最低的轨道排满后，电子才依次排布在能量较高的轨道上。（3）洪德规则：电子在简并轨道上排布时，总是以自旋相同的方式分占尽可能多的轨道。作为洪德规则的补充，简并轨道在全充满、半充满和全空时是比较稳定的。

6 电子跃迁、辐射跃迁、无辐射跃迁

原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为电子跃迁或能级跃迁；跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为辐射跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为无辐射跃迁

二．XRD

1. X射线产生的原理是什么？

通过高速运动的电子流轰击金属靶来获得的，使快速移动的电子（或离子）骤然停止其运动，则电子的动能可部分转变成X光能，即辐射出X-射线。

2. 何谓连续X射线和特征X射线？试解释产生的原因。

从X射线管中发出的X射线也不是单一波长（单色）的，而是包含有许多不同波长的X射线。这些波长构成连续的光谱，且是从某一最小值开始的一系列连续波长的幅射。它与可见光中的白光相似，故称白色X射线或称连续X射线。

连续X射线光谱(或称白色X射线)是由于快速移动的电子在靶面突然停止而产生的。每一个电子，由于突然停下来的结果，它把它的动能的一部分变为热能，一部分变为一个或几个x射线量子。由于电子的动能转变为X射线能量的有多有少，所放出的X射线的频率有所不同。因此，由此产生的X射线谱是连续的，但是有一个最短波长的极限，这相当于某些电子把其全部的能量转变为量于能量时，频率最大的情况。

谱线的波长与管压和管流无关，它与靶材有关，对给定的靶材，它们的这些谱线是特定的。因此，称之为特征X射线谱线或标识X射线。（波长不变）