2009年7月23日 星期四

有機化學的基礎88 光譜儀 spectroscopy


1.       當一個混合物的組成成分被分離以後,接著就用光譜分析技術spectroscopic techniques,來鑑定每一個化合物的真實種類。


2.       很多光譜分析技術,靠化合物電磁輻射的交互作用來鑑定;電磁輻射electronmagnetic radiation,就是以光速前進的粒子(光子)或周波。


3.       假使把光看成是一種波,那麼光就可用被描述成波長(λ)頻率(ν)。波長(λ),一個完整的周波所涵蓋的距離。頻率(ν),在一定時間內,通過某定點的周波數量。(1赫茲,就是每秒一個周波)


4.       某些光譜分析技術,用波長來計算能量多寡;另一些光譜分析技術,則用頻率來計算。(光子的)能量quantities的多寡確實和這幾種數值直接相關的,因為波長與頻率的乘積,就等於光速 c (3×10 10次方 cm/sec)


5.       因此:λ= c/νν=c/λ波長 = 光速 頻率」或「頻率 = 光速 波長


6.       一個光子的能量 ϵ,也就很容易計算出來:


ϵ = hν = hc/λ  能量=蒲朗克常數×頻率 = 蒲朗克常數×光速 / 波長


7.       h」就是「蒲朗克常數Planck’s constant(6.6×10 -34次方 J/sec)sec 秒,J焦耳joule1焦耳等於4.186卡路里calories1卡路里就是讓1克水升高攝氏1度所需的熱量。


8.       光子的能量,隨著頻率的增加而增加,隨著波長變長而減少。因此,高頻率或短波長,意思就是高能量。


9.       接著,我們將討論有機分子和電磁波的交互作用,以下所列的電磁波依序愈來愈強:核磁共振光譜的無線電波、紅外線光譜的紅外線光、可見光吸收光譜的可見光、紫外線吸收光譜的紫外線光。最後,我們將討論質譜儀mass spectroscopy中,高能量的電子和有機化合物的交互作用。(翻譯改寫自Mary Anne Fox, James K. Whitesell的《Organic Chemistry)


徐弘毅


1.       管柱液體色層分析、紙色層分析、薄片色層分析、凝膠電泳或氣體層析術,都是依據以下基本原則進行:製造「固定相」和「移動相」二個狀態,讓不知名的化合物從靜止狀態進入到活動狀態,依據活動能力的強弱,來辨識化合物的種類。


2.       目前所見的各種先進分析儀器,就是在這個基礎上發明、改良的。


3.       光譜分析技術,靠化合物電磁輻射的交互作用來鑑定。基本上,就是讓化合物自己不動,處於「固定相」狀態,讓移動的光子、電磁輻射來代表「移動相」,


4.       移動相的驅動力,從傳統的重力、毛細現象、電極、氣體分子動力,變成了光子、電子自己會不斷往前衝的力量。觀察的重點,從慢慢移動的分子誰跑得快、跑得遠,變成那些高速行進的光子、電子,是不是改變了波長、頻率、磁性、偏折等等。


5.       培根:任何動物,在剛剛誕生時的樣子都是很醜陋的。所有的「革新」也是這樣,因為他們是時間的新生兒。不過,儘管如此,最先創立家業的大多數人,都比家業的繼承者強。所以,開風氣之先河的「楷模」是難以模仿的。


6.       歷史的腳步,是不能停下來的,所以,恪守陳舊的習慣就會像革新那樣,引起麻煩。對舊時代的過分尊崇,只會成為新時代的笑柄


7.       由於人心中有一種保守與墮落的本性,使得守舊如同罪惡,就彷彿是自由落體運動,動能在最低時最大。但是,革新猶如善良,卻彷彿是一種拋物運動,動能在剛開始時最為強烈。所以,革新的運動必須持續不斷,不然很快就會變成自由落體。


8.       人們在進行革新時,就要遵循「時間」本身的榜樣。時間,確實能夠使事情發生天翻地覆的變化,但這一切似乎又進行得神不知鬼不覺。否則,任何新生事物都不是人們所嚮往的。


9.       任何「變革」永遠都是有一部分人獲得利益,有一部分遭到損失。從中獲得利益的人認為是命運的安排,所以,感謝革新者;遭到損失的人責任為受到了命運不公正的對待,所以,對革新者耿耿於懷


10.   一旦決定改革就要非常小心。革新必定帶來變化,但是,改革並不是因為喜新厭舊才提倡的。最後,雖然對新奇的事物不能拒絕,但也是值得懷疑的,不能輕易相信。就如《聖經》耶利米所說:我們立足於古道,環顧四周,找出直接而正確的道路,並沿著這條道路走下去。


 

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