药学仪器分析原理

药学考试干货分享！一张思维导图，造福即将参加仪器分析原理考试的朋友们。下图归纳总结了光谱分析法、紫外-可见分光光度法的重要知识点，并分享了复习方法。望逐个击破考试难点，快来学习呀！

仪器分析原理

• 光谱分析法
  • 电磁辐射及其与物质的相互作用
    • 电磁辐射就是电磁波、光
      • 波粒二象性
        • 波动性：反射、衍射、折射、干涉
        • 微粒性：光与原子相互作用、光与分子相互作用
      • 光的三要素：波长λ、速度c、频率μ
      • 电磁波谱
        • 电磁波谱：电磁辐射按波长或者频率的顺序排列起来。
        • 紫短红长：电子能谱＜紫外＜可见＜振动红外＜核磁共振
    • 电磁辐射与物质的相互作用
      • 其本质是物质吸收光能后发生跃迁
      • 吸收
        • 基态+hv---激发态
      • 发射
        • 激发态--基态+hv
      • 散射
      • 拉曼散射
        • 光与介质分子发生非弹性碰撞，光的频率（能量）发生变化
      • 折射和反射
        • 方向偏移、方向返回
      • 干涉和衍射
    • 常见光谱法分类
      • 真空紫外吸收
        • 价电子
      • 紫外可见吸收、发射、荧光
        • 价电子
      • 红外吸收、拉曼散射
        • 分子振动、转动
      • 核磁共振
        • 核在磁场中的自旋
  • 光学分析法的分类
    • 非光谱分析法
      • 测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射、偏振
    • 光谱分析法
      • 分子光谱
        • 紫外可见光谱法
        • 红外光谱法
        • 核磁共振
        • 荧光光谱法
      • 原子光谱
        • 原子吸收光谱法
        • 原子发射光谱法
  • 光谱分析仪器
    • 辐射源
      • 分光系统
        • 试样容器
          • 检测器
            • 信号处理器和读出装置
• 紫外-可见分光光度法
  • 基本原理
    • 分子吸收光谱的产生
      • 能级：电子能级、振动能级、转动能级
      • 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
      • 能级差ΔE=E电+E振+E转
      • 子主题
        • 分子转动的频率越大，吸收光越短，显现区为紫短红长。
        • ΔE电=紫外可见吸收光谱
        • ΔE振=红外吸收光谱
        • ΔE转=远红外吸收光谱
    • 紫外可见光吸收光谱的产生
      • 分子吸收此区的电磁辐射（光），分子中价电子（外层电子）发生能级跃迁产生。
      • 分子轨道
        • 成键轨道：ρ、π
        • 反键轨道:ρ*、π*
        • 非键轨道：n
        • 成键轨道与反键轨道的能级：ρ＜π＜n＜π*＜ρ*
        • 可能跃迁的类型：见图
    • 紫外可见吸收光谱的有关概念
      • 生色团(发色团)：能吸收紫外可见光的基团（具有不饱和键和未成对电子的基团）
      • 助色团：本身无紫外吸收，但可使生色团吸收峰加强，同时使吸收峰红移的基团
      • 红移和蓝移
      • 增色效应和减色效应：吸收强度增强的效应and吸收强度减小的效应
      • 吸收峰、吸收谷、肩峰、末端吸收
      • 吸收带与分子结构的关系
        • ①R带：杂原子不饱和基团(羰基、硝基)，溶剂极性增强，使其蓝移
        • ②K带：共轭谱带、由共轭双键产生，溶剂极性增强，使其红移
        • ③B带：苯的多重吸收带、芳香族化合物的主要特征吸收带、有精细结构，在极性溶剂中消失。230--270
        • ④E带：乙烯型谱带、芳香化合物的特征谱带，E1=180nm(常看不到)，E2=200nm，苯环上有发色团取代且和苯环共轭时，E2和K带合并，一起红移。
        • ⑤电荷转移吸收带：无机物与有机物混合而得的分子配合物吸收此光形成的吸收带
        • ⑥配位体场吸收带：金属离子与显色剂形成的配合物吸收此光形成的吸收带
      • 影响紫外光谱的主要因素
        • 共轭效应--共轭使红移
        • 空间位阻--空间位阻使蓝移
        • 跨环效应--
        • 溶剂效应--溶剂极性增大，π-π*跃迁红移，n-π*跃迁蓝移、精细结构易变小消失
        • PH值：随机应变
      • 常见的有机化合物的吸收光谱
        • 饱和烃及其取代衍生物
          • 饱和烃吸收带在真空紫外区，6-6*；杂原子取代烃n-6*
        • 不饱和烃及共轭烯烃
          • 6-6*和π-π*;170nm，有取代基，红移
        • 羰基化合物
        • 苯及其取代衍生物
          • 三个吸收带：E1带、E2带、B带
  • 朗伯-比尔定律
    • 物质对光的选择性吸收
      • 单色光：单一波长的光
      • 复色光：由不同波长组成的光
      • 互补光：按适当强度的比例可混合成白光的两种单色光。如红与青，黄与蓝
      • 吸收光谱（吸收曲线）：连续的光照射样品分子，得到的吸光度变化与波长变化的关系曲线。
      • 吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax；定性分析的依据：吸收曲线；定量吸收的依据：λmax为入射光波长。
    • 朗伯比尔定律：A=KLC
      • A=吸光度 K=吸光系数（常数） L=液层厚度 C=物质的浓度
      • ①入射光为单色平行光，②可用于固液气，③均一稀溶液，无杂质引起散射，浓度小于0.01M，④同一波长下，各组分吸光度具有加和性，⑤应用：多组分测定。
      • 摩尔吸光系数ε：C=1mol/L,L=1cm该溶液在某一波长下的吸光度（波长不同，摩尔吸光系数不同）（只与本身性质有关）
  • 朗伯-比尔定律影响因素
    • 与样品溶液有关
      • 稀溶液要＜0.01M 浓度高会发生缔合、离解、互变异构、配位等反应
      • 溶剂及介质条件 有胶体、悬浮物等的存在。
    • 与测量仪器有关
      • 非单色光、非平行光、反射和散射的影响
    • 测量条件的选择
      • 波长：最大吸收波长
      • 参比溶液：空白溶液+参比池=A参=0，T=100%
  • 紫外-可见分光光度计
    • 光源（可见光：钨灯 紫外区：氘灯）
    • 单色器（棱镜那个、光栅，狭缝）
    • 吸收池：玻璃（可见光区）、石英（紫外、可见光区）
    • 检测器：光电效应，光化电
    • 显示器
    • 紫外-可见分光光度计常见类型
      • 单光束：有移动误差
      • 双光束：减小移动误差
      • 双波长：消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
      • 二极管阵列：200--820nm所有信息
  • 定性与定量分析
    • 定性分析
      • 定性鉴别
        • 吸收光谱的形状、吸收峰的数目、位置、强度、吸光度的比值
      • 纯度分析
    • 定量分析
      • 单组分的定量方法
        • 标准曲线法
          • A∝C
        • 标准对照法
          • 外标一点法（标液和样品浓度接近）
        • 吸光系数法
      • 多组分的定量方法
    • 结构分析
  • 应用示例
• 如何复习仪器分析？
  • 课本原理过一遍
  • 习题做三遍
    • 不会的计算题问一遍
    • 能背的背一遍
    • 临考复习一遍