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我本人是有机化学专业的,就说一些基础化学和有机化学需要用到的仪器。
首先声明:问题没有详细描述“仪器”的范畴,所以我在这里主要讨论“分析仪器”,而“实验仪器”则在后面略加补充。分析仪器的范畴大致可以分为两种:光谱和色谱。
基础化学部分,如果只说知识,你需要了解四大光谱(紫外可见吸收,红外,核磁以及质谱),但是操作的话会操作紫外可见就可以了。此外可能还会学到原子吸收、原子发射以及荧光的操作,但这些并不常用。色谱方面,气相色谱(GC),高效液相色谱(HPLC)是应该会学到的基础的色谱,其中气相色谱是应该掌握的东西。至于其他的仪器(如元素分析仪,循环伏安法等)了解学习的越多越好。
有机化学部分,首先需要学会的(而且必须学会的)是核磁。核磁是有机化学研究人员的眼睛,可以说95%以上的有机化合物可以通过各类核磁谱图(1H,13C,19F,DEPT90和135,H-HCOSY等二维谱图)判断出化学结构。在此基础上还需要学会的是质谱(包括LRMS和HRMS)仪器的使用,这是确定一个化合物元素构成的重要仪器。除此之外需要用到的是红外光谱(IR),以判断化合物中存在的官能团。如果你还从事光化学的研究,还需要用到紫外可见(UV)和荧光(FI),这两个一个用来测定化合物的吸收波长范围,一个是荧光淬灭实验的必备仪器。除此之外,x光衍射也是一类必不可少的仪器,它在络合物分析、物质的绝对构型判定(比如说手性中心的确定和天然分子中间体结构的判定)中甚至会起到连核磁都无法比拟的作用。如果你的方向涉及自由基反应,你还会用到电子顺磁共振波普仪(EPR),可以用于判断自由基在反应中的行为。色谱方面,需要用到的主要是气相色谱(GC)或气相色谱-质谱连用(GC-MS)(个人认为气相色谱没有质谱连用,就少了至少七成的效率),这对于你判断反应中的不同成分有非常大的帮助(甚至有时比核磁还有用)。如果你从事手性化合物的研究,你一定要用到的是高效液相色谱(HPLC),这在手性化合物的拆分中必不可少。除此之外还有很多有用的色谱仪器,比如说有其他答主提到的气液色谱连用(GC-HPLC),可以用于多组分化合物的光学拆分;制备色谱(PC,包括液相和气相,但是有机化学中主要用液相制备色谱),用于分离某些用柱层析法难以获得的纯净化合物,等等等等。其他仪器不一而足,比如旋光仪(测定物质的旋光度,但是随着高效液相色谱的普及,通过旋光来测定手性似乎已经过时很久了),熔点仪等等。
当然了,如果说到实验仪器,你还需要学会最常用的旋转蒸发仪(用于除去反应体系中的溶剂),手套箱(用于完成比较严格的无水无氧反应),离心机(用于在悬浊液或不溶体系中分离固体和液体)以及反应釜(完成高温高压反应)等。
在这里说明的是,进行试验所涉及的仪器有时会跨界使用。比如我曾见过一个女生在化合物无法进行单晶培养(也就是不能用X光确定绝对构型)的情况下使用圆二色谱法确定了物质的构型。所以最重要的还是在于培养自己的学习能力,快速并精确的学会仪器的使用是提高实验效率的好方法。 |
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