現(xiàn)代化學(xué)的定量化與光譜分析的進展

1、現(xiàn)代化學(xué)的定量化與光譜現(xiàn)代化學(xué)的定量化與光譜分析的進展分析的進展李李 樹樹 偉偉四川師范大學(xué)四川師范大學(xué) 2010.42010.4一一 、1998年的諾貝爾化學(xué)獎年的諾貝爾化學(xué)獎和化學(xué)定量化和化學(xué)定量化,其標(biāo)志其標(biāo)志是：是：1998年諾貝爾化學(xué)獎。年諾貝爾化學(xué)獎。 化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。學(xué)。 chemistry=chem. is try！ 三聚氰胺呈弱堿性（三聚氰胺呈弱堿性（pkb=8pkb=8）醋酸呈弱酸性（醋酸呈弱酸性（ka =1.76ka =1.761010-5-5）

2、snssns（ksp=1ksp=11010-25-25）( (武大武大分析化學(xué)分析化學(xué)) )snssns（ksp=3.25ksp=3.251010-28-28）( (傅獻彩傅獻彩大學(xué)化學(xué)大學(xué)化學(xué)) )znszns（ksp=1.6ksp=1.61010-24-24）( (江蘇版江蘇版化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理znszns（ksp=2.93ksp=2.931010-25-25） ( (山東版山東版化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理 化學(xué)數(shù)據(jù)來源于實驗結(jié)果，數(shù)據(jù)隨測定條件而改變?；瘜W(xué)數(shù)據(jù)來源于實驗結(jié)果，數(shù)據(jù)隨測定條件而改變。19981998年諾貝爾化學(xué)獎年諾貝爾化學(xué)獎 沃爾特沃爾特庫恩（美國加利福尼亞大學(xué)物理庫

3、恩（美國加利福尼亞大學(xué)物理系教授）的密度泛函理論對化學(xué)作出了巨大系教授）的密度泛函理論對化學(xué)作出了巨大的貢獻。量子化學(xué)理論和計算的豐碩成果被的貢獻。量子化學(xué)理論和計算的豐碩成果被認為正在引起整個化學(xué)的革命。量子化學(xué)家認為正在引起整個化學(xué)的革命。量子化學(xué)家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙?。這標(biāo)幾十年的辛勤耕耘得到了充分的肯定。這標(biāo)志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理論和實驗緊密志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理論和實驗緊密結(jié)合的科學(xué)。沃爾特結(jié)合的科學(xué)。沃爾特庫恩的密度泛函理論構(gòu)庫恩的密度泛函理論構(gòu)成了簡化以數(shù)學(xué)處理原子間成鍵問題的理論成了簡化以數(shù)學(xué)處理原子間成鍵問題的理論基礎(chǔ)基礎(chǔ), ,是目前許多計算得以實現(xiàn)的先決

4、條件。是目前許多計算得以實現(xiàn)的先決條件。傳統(tǒng)的分子性質(zhì)計算基于每個單電子運動的傳統(tǒng)的分子性質(zhì)計算基于每個單電子運動的描寫描寫, ,使得計算本身在數(shù)學(xué)上非常復(fù)雜。使得計算本身在數(shù)學(xué)上非常復(fù)雜。沃爾沃爾特特庫恩指出庫恩指出, ,知道分布在空間任意一點上的知道分布在空間任意一點上的平均電子數(shù)已經(jīng)足夠了平均電子數(shù)已經(jīng)足夠了, ,沒有必要考慮每一個沒有必要考慮每一個單電子的運動行為。這一思想帶來了一種十單電子的運動行為。這一思想帶來了一種十分簡便的計算方法分簡便的計算方法密度泛函理論。密度泛函理論。方法方法上的簡化使大分子系統(tǒng)的研究成為可能上的簡化使大分子系統(tǒng)的研究成為可能, ,酶反酶反應(yīng)機制的理論計算

5、就是其中典型的實例應(yīng)機制的理論計算就是其中典型的實例, ,而這而這種理論計算的成功凝聚著無數(shù)理論工作者種理論計算的成功凝聚著無數(shù)理論工作者3030余年的心血。如今余年的心血。如今, ,密度泛函方法已經(jīng)成為量密度泛函方法已經(jīng)成為量子化學(xué)中應(yīng)用最廣泛的計算方法。子化學(xué)中應(yīng)用最廣泛的計算方法。波普爾波普爾j.poplej.pople（美國西北大學(xué)教授）（美國西北大學(xué)教授） 量子化學(xué)理論和計算的豐碩成果被量子化學(xué)理論和計算的豐碩成果被認為正在引起整個化學(xué)的革命。量子化認為正在引起整個化學(xué)的革命。量子化學(xué)家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目蠈W(xué)家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙ā＿@標(biāo)志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理

6、定。這標(biāo)志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理論和實驗緊密結(jié)合的科學(xué)。約翰論和實驗緊密結(jié)合的科學(xué)。約翰波普爾波普爾系統(tǒng)完整地建立了的量子化學(xué)方法學(xué)系統(tǒng)完整地建立了的量子化學(xué)方法學(xué), ,被被應(yīng)用于化學(xué)的各個分支。隨著計算機科應(yīng)用于化學(xué)的各個分支。隨著計算機科學(xué)的飛速發(fā)展學(xué)的飛速發(fā)展, ,量子化學(xué)計算已成為與實量子化學(xué)計算已成為與實驗技術(shù)相得益彰、相輔相成的重要手段驗技術(shù)相得益彰、相輔相成的重要手段。約翰。約翰波普爾系統(tǒng)完整地建立了的量子波普爾系統(tǒng)完整地建立了的量子化學(xué)方法學(xué)化學(xué)方法學(xué), ,被應(yīng)用于化學(xué)的各個分支。被應(yīng)用于化學(xué)的各個分支。 基于薛定諤等人所建立的量子力學(xué)基于薛定諤等人所建立的量子力學(xué)基本方法基

7、本方法, ,約翰約翰波普爾發(fā)展了多種量子波普爾發(fā)展了多種量子化學(xué)計算方法?；瘜W(xué)計算方法。波普爾的方法使得在理波普爾的方法使得在理論上研究分子的性質(zhì)以及它們在化學(xué)反論上研究分子的性質(zhì)以及它們在化學(xué)反應(yīng)中的行為成為可能。應(yīng)中的行為成為可能。 簡單地說簡單地說, ,應(yīng)用波普爾的方法應(yīng)用波普爾的方法( (程序程序),),人們把一個分子或一個化學(xué)反應(yīng)的特征輸人們把一個分子或一個化學(xué)反應(yīng)的特征輸入計算機中入計算機中, ,所得到的輸出結(jié)果就是所得到的輸出結(jié)果就是該分子該分子的性質(zhì)或該化學(xué)反應(yīng)可能如何發(fā)生的具體的性質(zhì)或該化學(xué)反應(yīng)可能如何發(fā)生的具體描述描述, ,這些計算結(jié)果通常被用于形象地注釋這些計算結(jié)果通常被

8、用于形象地注釋或預(yù)測實驗結(jié)果?；蝾A(yù)測實驗結(jié)果。通過設(shè)計通過設(shè)計gaussiangaussian程序程序, ,波普爾使他的計算方法和技術(shù)容易地被研波普爾使他的計算方法和技術(shù)容易地被研究者所采用。究者所采用。徐光憲：徐光憲： 如果說如果說2020世紀上半葉的化學(xué)主世紀上半葉的化學(xué)主要是采用宏觀實驗方法來研究，那要是采用宏觀實驗方法來研究，那么下半葉的化學(xué)就么下半葉的化學(xué)就 是微觀方法與是微觀方法與宏觀方法相互結(jié)合相互滲透。所謂宏觀方法相互結(jié)合相互滲透。所謂微觀方法主要指在原子分子水平上微觀方法主要指在原子分子水平上對化學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)進行理論和實驗研對化學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)進行理論和實驗研究。究。 展望展望212

9、1世紀世紀, ,這個趨勢將進一這個趨勢將進一步發(fā)展步發(fā)展, ,量子化學(xué)已經(jīng)從量子化學(xué)已經(jīng)從“象牙之象牙之塔塔”走向走向“十字街頭十字街頭”。 該程序的第一版本該程序的第一版本gaussian70gaussian70于于19701970年完成年完成。此后。此后, ,他和合作者相繼推出了從他和合作者相繼推出了從gaussian76gaussian76到到gaussian98gaussian98八個版本的逐步完善的程序庫系列。八個版本的逐步完善的程序庫系列。gaussiangaussian程序庫已成為當(dāng)今全世界在大學(xué)、研究程序庫已成為當(dāng)今全世界在大學(xué)、研究所及商業(yè)公司中工作的成千上萬化學(xué)工作者的重所

10、及商業(yè)公司中工作的成千上萬化學(xué)工作者的重要研究工具。時至今日要研究工具。時至今日, ,量子化學(xué)已應(yīng)用于化學(xué)的量子化學(xué)已應(yīng)用于化學(xué)的所有分支和分子物理學(xué)。它在提供分子的性質(zhì)和所有分支和分子物理學(xué)。它在提供分子的性質(zhì)和分子間相互作用的定量信息的同時分子間相互作用的定量信息的同時, ,也致力于深入也致力于深入了解那些不可能完全從實驗上觀測的化學(xué)過程。了解那些不可能完全從實驗上觀測的化學(xué)過程。 gaussian98gaussian98計算程序可以做的研究范圍包括計算程序可以做的研究范圍包括: :分子能量和結(jié)構(gòu)研究分子能量和結(jié)構(gòu)研究過渡態(tài)的能量和結(jié)構(gòu)研究過渡態(tài)的能量和結(jié)構(gòu)研究化學(xué)鍵以及反應(yīng)的能量化學(xué)鍵以

11、及反應(yīng)的能量分子軌道分子軌道偶極矩和多極矩偶極矩和多極矩原子電荷和電勢原子電荷和電勢振動頻率振動頻率紅外和拉曼光譜紅外和拉曼光譜核磁共振譜核磁共振譜極化率和超極化率極化率和超極化率熱力學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì) 瑞典皇家科學(xué)院瑞典皇家科學(xué)院19981998年諾貝爾化學(xué)獎頒年諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)公報的措辭非同尋常。公報說發(fā)公報的措辭非同尋常。公報說: :“量子化量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具, ,將化學(xué)帶入一個新時代將化學(xué)帶入一個新時代, ,在這個新時代里實在這個新時代里實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)?；瘜W(xué)不再是純實

12、驗科學(xué)了質(zhì)?；瘜W(xué)不再是純實驗科學(xué)了?！惫珗筮€公報還說說“當(dāng)接近當(dāng)接近9090年代快結(jié)束的時候年代快結(jié)束的時候, ,我們看到我們看到化學(xué)理論和計算的研究有了很大的進展化學(xué)理論和計算的研究有了很大的進展, ,其其結(jié)果使整個化學(xué)正在經(jīng)歷著一場革命性的結(jié)果使整個化學(xué)正在經(jīng)歷著一場革命性的變化。變化。” 公報還說公報還說; ;“這項突破被廣泛地這項突破被廣泛地公認為最近一、二十年來化學(xué)學(xué)科公認為最近一、二十年來化學(xué)學(xué)科中最重要的成果之一。中最重要的成果之一?！彼运?121世世紀的紀的化學(xué)將是理論和實驗互相結(jié)合化學(xué)將是理論和實驗互相結(jié)合互相滲透的科學(xué)。國外有些著名大互相滲透的科學(xué)。國外有些著名大學(xué)早已

13、把理論化學(xué)從物理化學(xué)中獨學(xué)早已把理論化學(xué)從物理化學(xué)中獨立出來立出來, ,成為二級學(xué)科。成為二級學(xué)科。 唐敖慶先生為曹陽所著唐敖慶先生為曹陽所著量量子化學(xué)引論子化學(xué)引論序言中所指出的序言中所指出的那樣，化學(xué)學(xué)科正處于從描述那樣，化學(xué)學(xué)科正處于從描述性向推理性、從定性向定量、性向推理性、從定性向定量、從宏觀狀態(tài)的研究向微觀結(jié)構(gòu)從宏觀狀態(tài)的研究向微觀結(jié)構(gòu)理論研究的變革之中。理論研究的變革之中。 康德有一句名言：康德有一句名言：“在在自然科學(xué)的各門分支中，自然科學(xué)的各門分支中，只有那些能以數(shù)學(xué)表述的只有那些能以數(shù)學(xué)表述的分支才是真正的科學(xué)。分支才是真正的科學(xué)。” 通過實驗來驗證偶然誤差通過實驗來驗證偶

14、然誤差的理論。的理論。 標(biāo)準溶液的使用和管理標(biāo)準溶液的使用和管理gb/t 601-2002 標(biāo)準溶液配制和標(biāo)定標(biāo)準標(biāo)準溶液配制和標(biāo)定標(biāo)準 3.6 標(biāo)定標(biāo)準滴定溶液的濃度時，標(biāo)定標(biāo)準滴定溶液的濃度時，須兩人進行實驗，分別各做四平行，每人四平行須兩人進行實驗，分別各做四平行，每人四平行測定結(jié)果極差的相對值不得大于重復(fù)性臨界極差測定結(jié)果極差的相對值不得大于重復(fù)性臨界極差c,r95 (4 ) 的相對值的相對值0.15%，兩人共八平行，兩人共八平行測定結(jié)果極差的相對值不得大于重復(fù)性臨界極差測定結(jié)果極差的相對值不得大于重復(fù)性臨界極差c，r95(8) 的相對值的相對值0.18%。取兩人八平行。取兩人八平行測

15、定結(jié)果的平均值為測定結(jié)果。在運算過程中保測定結(jié)果的平均值為測定結(jié)果。在運算過程中保留五位有效數(shù)字，濃度值報出結(jié)果取四位有效數(shù)留五位有效數(shù)字，濃度值報出結(jié)果取四位有效數(shù)字。字。 二二 、 現(xiàn)代光譜分析的重要進展現(xiàn)代光譜分析的重要進展 1、原子發(fā)射光譜儀器向遠紫外領(lǐng)域的拓展、原子發(fā)射光譜儀器向遠紫外領(lǐng)域的拓展 研究發(fā)現(xiàn)在遠紫外光區(qū)有很多譜線干擾少的研究發(fā)現(xiàn)在遠紫外光區(qū)有很多譜線干擾少的靈敏分析線靈敏分析線(見下表見下表), 因此直讀光譜儀器努力拓因此直讀光譜儀器努力拓寬寬180nm以下的分析譜線的應(yīng)用，一是提高測以下的分析譜線的應(yīng)用，一是提高測定下限，二是消除干擾，三是擴大測定范圍。定下限，二是消

16、除干擾，三是擴大測定范圍。 例如在火花直讀光譜儀中碳采用例如在火花直讀光譜儀中碳采用165.70nm或或156.10nm分析線可以使碳的測定下限到分析線可以使碳的測定下限到1 g/g；氮采用；氮采用149.26nm分析線測定下限可在分析線測定下限可在 g/g級；級； 在在icp-aes儀器上為解決油類分析、電鍍液和儀器上為解決油類分析、電鍍液和工業(yè)用水的分析，采用工業(yè)用水的分析，采用icp光譜儀進行鹵素元素光譜儀進行鹵素元素的分析，使得的分析，使得icp光譜拓展了在遠紫外范圍的應(yīng)光譜拓展了在遠紫外范圍的應(yīng)用，對用，對cl(134.724nm)和和br(154.065nm)光譜范光譜范圍覆蓋的高

17、真空度光譜儀（或者采用高純度氣圍覆蓋的高真空度光譜儀（或者采用高純度氣體吹掃）成為商品化儀器追求的新功能。顯然體吹掃）成為商品化儀器追求的新功能。顯然需要在光學(xué)器件上和儀器光通道上及檢測器性需要在光學(xué)器件上和儀器光通道上及檢測器性能上有很大的提高才能達到實際應(yīng)用效果。能上有很大的提高才能達到實際應(yīng)用效果。某些元素在某些元素在200nm以下的靈敏分析線以下的靈敏分析線 el.hotlclbpsngasspb (nm)121.57130.485132.171134.724136.246138.147140.052141.444142.503143.328143.389el.snnsibibrsbc

18、ingecs (nm)147.415149.262152.672153.317154.065156.548156.10158.583164.917165.70166.669el.pbteaupptpshgastlc (nm)168.215170.000174.047177.495177.709178.287180.713184.95189.042190.864193.0912、連續(xù)光源原子吸收出現(xiàn)、連續(xù)光源原子吸收出現(xiàn) （cs aas) 為什么分子光譜通常用吸收方式為什么分子光譜通常用吸收方式測量，而原子光譜用發(fā)射方式測定測量，而原子光譜用發(fā)射方式測定呢呢? ? 顯然，沒有好的理由可以漠視顯然

19、，沒有好的理由可以漠視原子的吸收光譜。原子的吸收光譜。 當(dāng)使用連續(xù)光源時，其分辨率需當(dāng)使用連續(xù)光源時，其分辨率需要達到要達到 2pm (2pm (這在當(dāng)時的技術(shù)條件這在當(dāng)時的技術(shù)條件下是不可能的）下是不可能的）。因此，原子吸收因此，原子吸收的測定需使用的測定需使用銳線光源銳線光源。 單色器的單色器的作用僅僅是用作測定時分離來自光作用僅僅是用作測定時分離來自光源發(fā)出的其他譜線。源發(fā)出的其他譜線。statements from sir alan walsh 1952:sir alan walsh 1916-1998aas - atomic absorption spectrometry aas 是

20、是40年來確立的成熟的痕量元素分析方法年來確立的成熟的痕量元素分析方法 比其他任何元素分析技術(shù)，都擁有更多的應(yīng)用領(lǐng)域和用比其他任何元素分析技術(shù)，都擁有更多的應(yīng)用領(lǐng)域和用戶戶 符合各種標(biāo)準方法要求。符合各種標(biāo)準方法要求。astm, iso, epa, din, en確立了確立了 aas 在元素分析市場的重要地位在元素分析市場的重要地位 極少干擾極少干擾 操作簡單操作簡單 快速啟動快速啟動 運行成本低運行成本低 aas 突出突出優(yōu)點優(yōu)點: 傳統(tǒng)傳統(tǒng) aas 突出優(yōu)點：突出優(yōu)點： 極少干擾極少干擾 操作簡單操作簡單 快速啟動快速啟動 運行成本低運行成本低 缺點：缺點：l 僅為單元素方法僅為單元素方法

21、l 某些元素不能隨時測定某些元素不能隨時測定 l 需要特定的元素空心陰極燈需要特定的元素空心陰極燈l 背景校正缺陷：非同時、誤差背景校正缺陷：非同時、誤差l 分析較多元素時分析較多元素時速度慢速度慢l 動態(tài)范圍窄動態(tài)范圍窄新的可能新的可能 連續(xù)光源連續(xù)光源 aas n1963 1966: v.a. fassel et al. n1967 1972: j.d. winefordner et al. n1973 c. veillon et al. n1974 1976: p.n. keliher, t.c. ohaver et al. n1979 1990: t.c. ohaver, j.m. h

22、arnly et al. n1990 2001: j.m. harnly et al. n1990 2003: h. becker-ross et al. n2004 世界第一臺商品化連續(xù)光源原子吸收誕生，世界第一臺商品化連續(xù)光源原子吸收誕生， 由德國耶拿公司（由德國耶拿公司（ analytik jena）成功研制）成功研制 ！連續(xù)光源原子吸收的研究一直堅持不懈連續(xù)光源原子吸收的研究一直堅持不懈地進行了幾十年地進行了幾十年 連續(xù)光源原子吸收連續(xù)光源原子吸收 （cs aas)aas 與與 icp簡單簡單 完美的結(jié)合完美的結(jié)合 快速快速少干擾少干擾 靈活靈活穩(wěn)定可靠穩(wěn)定可靠 多元素多元素 多信息多

23、信息連續(xù)光源原子吸收的顯著特點連續(xù)光源原子吸收的顯著特點- csaas 一個一個xe 燈，測定所有元素?zé)?，測定所有元素 ( (無需無需 hcl)hcl)，任何譜線。，任何譜線。 連續(xù)覆蓋所有波長連續(xù)覆蓋所有波長 (189 nm - 900 nm)，任意選擇譜線任意選擇譜線. 極高分辨率：極高分辨率：0.002nm (200nm) 得到分析線臨近所有光譜信息，并進行火焰、分子、元素干得到分析線臨近所有光譜信息，并進行火焰、分子、元素干 擾的同時校正擾的同時校正 同時測定信號和背景同時測定信號和背景 （更快更準）（更快更準） 快速多元素分析快速多元素分析 ( 10 elements/min) 擴展

24、動態(tài)范圍擴展動態(tài)范圍 改善檢出限改善檢出限 ( 提高約提高約5倍倍) 與與icp同樣快速同樣快速 無需預(yù)熱，開機即測，快速無需預(yù)熱，開機即測，快速 分析成本低分析成本低 (不需要氬氣不需要氬氣) 儀器成本低儀器成本低 （購置成本低）（購置成本低） 譜線簡單譜線簡單 (吸收光譜吸收光譜) 方法簡單可靠方法簡單可靠 （易于開發(fā)方法）（易于開發(fā)方法） 背景校正簡單背景校正簡單與所有普通與所有普通aa附件兼容附件兼容 火焰火焰-石墨爐全自動切換石墨爐全自動切換 (contraa 700) 連續(xù)光源原子吸收的顯著特點連續(xù)光源原子吸收的顯著特點- csaas 3、儀器的小型化滲透到各種類型的光譜儀、儀器的

25、小型化滲透到各種類型的光譜儀器。器。臺式及便攜式臺式及便攜式火花直讀儀器火花直讀儀器臺式臺式icp-aes儀器儀器便攜式便攜式xrf儀器儀器便攜式便攜式aas儀器儀器 發(fā)射光譜儀器的臺式或便攜式直發(fā)射光譜儀器的臺式或便攜式直讀光譜儀不斷提高測定精度和定量的讀光譜儀不斷提高測定精度和定量的準確性發(fā)展，便攜式準確性發(fā)展，便攜式xrf光譜儀更在光譜儀更在進入各應(yīng)用領(lǐng)域，原子吸收光譜儀器進入各應(yīng)用領(lǐng)域，原子吸收光譜儀器也出現(xiàn)了手提箱式的不用外接電源和也出現(xiàn)了手提箱式的不用外接電源和氣源的小型儀器。氣源的小型儀器。 近年來分子光譜儀器一直處于快速發(fā)近年來分子光譜儀器一直處于快速發(fā)展之中，而其應(yīng)用領(lǐng)域也迅

26、速擴展，特別展之中，而其應(yīng)用領(lǐng)域也迅速擴展，特別是在生命科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、環(huán)是在生命科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、環(huán)境檢測和各種現(xiàn)場快速分析中發(fā)揮著日益境檢測和各種現(xiàn)場快速分析中發(fā)揮著日益重要的作用。充分反映了近年來分子光譜重要的作用。充分反映了近年來分子光譜分析的技術(shù)進步和儀器進展。分析的技術(shù)進步和儀器進展。 中紅外光譜技術(shù)在復(fù)雜體系分析中的中紅外光譜技術(shù)在復(fù)雜體系分析中的應(yīng)用應(yīng)用 紅外光譜和拉曼光譜圖像系統(tǒng)紅外光譜和拉曼光譜圖像系統(tǒng) 中階梯光柵拉曼光譜儀中階梯光柵拉曼光譜儀 紫外可見、分子熒光光譜儀器紫外可見、分子熒光光譜儀器 便攜式分子光譜儀器便攜式分子光譜儀器 等方面均有新的進展。

27、等方面均有新的進展。3、學(xué)好現(xiàn)代化學(xué)必須具備的理論、學(xué)好現(xiàn)代化學(xué)必須具備的理論素養(yǎng)和實驗技能素養(yǎng)和實驗技能容量瓶容量瓶吸量管吸量管錐形瓶錐形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管燒杯燒杯量筒量筒容容 量量 儀儀 器器常用滴定分析儀器常用滴定分析儀器化學(xué)實驗的基本技術(shù)：化學(xué)實驗的基本技術(shù)：1玻璃儀器的使用玻璃儀器的使用 2酒精燈、酒精噴燈和酒精燈、酒精噴燈和 煤氣燈煤氣燈3加熱技術(shù)加熱技術(shù) 4結(jié)晶技術(shù)結(jié)晶技術(shù)5固液分離技術(shù)固液分離技術(shù) 6化學(xué)制冷技術(shù)化學(xué)制冷技術(shù)7攪拌攪拌 8氣體吸收與凈化技術(shù)氣體吸收與凈化技術(shù)9反應(yīng)液滴加技術(shù)反應(yīng)液滴加技術(shù) 10升華升華化學(xué)實驗的基本技術(shù)：化學(xué)實驗的基本技術(shù)：11

28、萃取萃取 12液體干燥液體干燥13色譜技術(shù)色譜技術(shù) 14重量分析技術(shù)重量分析技術(shù)15干燥器及其使用干燥器及其使用 16天平及其使用天平及其使用 17光度計的使用技術(shù)光度計的使用技術(shù) 18折光率的測定折光率的測定19旋光度的測定旋光度的測定 20光譜技術(shù)簡單介紹光譜技術(shù)簡單介紹 實踐是獲得技能的唯一途徑實踐是獲得技能的唯一途徑 技能技能( skill): 掌握和運用專門技術(shù)的能力。掌握和運用專門技術(shù)的能力。 通過練習(xí)獲得的能夠完成一定任務(wù)的動作系統(tǒng)。技能按通過練習(xí)獲得的能夠完成一定任務(wù)的動作系統(tǒng)。技能按其熟練程度可分為初級技能和技巧性技能。初級技能只表其熟練程度可分為初級技能和技巧性技能。初級技

29、能只表示示“會做會做”某件事，而未達到熟練的程度。初級技能如果某件事，而未達到熟練的程度。初級技能如果經(jīng)過有目的、有組織的反復(fù)練習(xí)，動作就會趨向自動化，經(jīng)過有目的、有組織的反復(fù)練習(xí)，動作就會趨向自動化，而達到技巧性技能階段。技能按其性質(zhì)和表現(xiàn)特點，可區(qū)而達到技巧性技能階段。技能按其性質(zhì)和表現(xiàn)特點，可區(qū)分為如書寫、騎車等活動的分為如書寫、騎車等活動的動作技能動作技能和像演算、寫作之類和像演算、寫作之類的的智力技能智力技能兩種。兩種。 技能與知識不同，例如生活常識、物理技能與知識不同，例如生活常識、物理知識、化學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識，可以通過語知識、化學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識，可以通過語言文字等形式傳授，而言文

30、字等形式傳授，而技能必須親自學(xué)習(xí)，技能必須親自學(xué)習(xí)，并堅持練習(xí)才能掌握其中的技巧并堅持練習(xí)才能掌握其中的技巧。而一旦。而一旦停止練習(xí)，技能將很快變得生疏，是一種停止練習(xí)，技能將很快變得生疏，是一種熟能生巧的體力活，對眼手的協(xié)調(diào)能力要熟能生巧的體力活，對眼手的協(xié)調(diào)能力要求很高。求很高。實驗操作規(guī)范的來源實驗操作規(guī)范的來源 理論依據(jù)理論依據(jù) 實踐檢驗實踐檢驗 實驗規(guī)范不應(yīng)盲從，要做到實驗規(guī)范不應(yīng)盲從，要做到知其然，知其所以然。知其然，知其所以然。 分析化學(xué)實驗教學(xué)的立足分析化學(xué)實驗教學(xué)的立足點是：培養(yǎng)學(xué)生分析問題和點是：培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加強對解決問題的能力，加強對“量量”的認識。

31、的認識。 國際化學(xué)奧林匹克競賽國國際化學(xué)奧林匹克競賽國家隊指導(dǎo)教師吳國慶教授提出：家隊指導(dǎo)教師吳國慶教授提出：培養(yǎng)參賽的中學(xué)生培養(yǎng)參賽的中學(xué)生“會干活會干活”。 學(xué)生練習(xí)實驗技能的主學(xué)生練習(xí)實驗技能的主要方法是將實驗操作技能訓(xùn)要方法是將實驗操作技能訓(xùn)練貫穿到日常生活之中。例練貫穿到日常生活之中。例如洗碗，擦桌子。如洗碗，擦桌子。 定量型實驗選題少定量型實驗選題少 以以化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理教材為例，僅有酸堿滴定教材為例，僅有酸堿滴定和中和反應(yīng)熱的測定二個定量實驗。和中和反應(yīng)熱的測定二個定量實驗。 有應(yīng)用價值的實驗選題少有應(yīng)用價值的實驗選題少 電解實驗完全可以開設(shè)成金屬銅含量測定的實電解實驗完

32、全可以開設(shè)成金屬銅含量測定的實驗，（國家標(biāo)準驗，（國家標(biāo)準gb/t 5121.11-1996gb/t 5121.11-1996 ）。）。中學(xué)化學(xué)定量型實驗開設(shè)意義中學(xué)化學(xué)定量型實驗開設(shè)意義中學(xué)條件下標(biāo)準溶液的配制及標(biāo)定中學(xué)條件下標(biāo)準溶液的配制及標(biāo)定 利用容量瓶和移液管可以在不用分析天平的情利用容量瓶和移液管可以在不用分析天平的情況下得到?jīng)r下得到兩位有效數(shù)字的標(biāo)準溶液兩位有效數(shù)字的標(biāo)準溶液，例如，例如0.14mol/l0.14mol/l的鹽酸，的鹽酸，0.12mol/l0.12mol/l的氫氧化鈉等等。的氫氧化鈉等等。 操作方法：在臺秤上稱取操作方法：在臺秤上稱取4 46 6克鄰苯二甲酸氫克鄰苯二甲酸氫鉀，例如鉀，例如4.