第2章光谱分析简介（修改版）.pptVIP

第二章 光谱分析法导论;教学要求; 电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量； c =λν =ν/σ E = hν = h c /λ c：光速（m/s）；λ：波长；ν：频率（1/s）； σ（cm）：波数 ＝1/ λ； E ：能量； h：普朗克常数＝6.6256× 10-34J· s 电磁辐射具有波动性和微粒性；;电磁辐射具有波动性，其许多性质可以用经典的正弦波加以描述，通常用周期（T）、波长（λ）、频率（ν）和波数（б）等进行表征。 电磁波按所处波长或频率的不同区域，分为无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线等。 电磁辐射可以在空间进行传播，传播速率等于光速c（2.998×108m·s-1）。 电磁波具有波的性质：散射、干涉、折射、反射、衍射等现象。;按电磁波波长次序排列成谱，则为电磁波谱;氯炽裴谭糯角蚌秩慰恳约喇党埂鹊逛滦篱惕瓷挪氖腐呐好纹俄票谤屏零壤第2章光谱分析简介（修改版）第2章光谱分析简介（修改版）;电磁波谱与现代仪器分析方法;波谱区; 2.1.2 电磁辐射的微粒性;光的粒子性也就是光是量子化的。光子或光量子。 光电效应就是光的粒子性的一个表观，光的能量集中在光子上。 E = hν = h c /λ 波长越长，频率越小，能量越低 ; 2.1.3 电磁波谱;2.1.4.1吸收 当电磁波作用于固体、液体和气体物质时，若电磁波的能量正好等于物质某两个能级（如第一激发态和基态）之间的能量差时，电磁辐射就可能被物质所吸收，此时电磁辐射能被转移到组成物质的原子或分子上，原子或分子从较低能态吸收电磁辐射而被激发到较高能态或激发态。; 当电磁辐射作用于气态自由原子时, 电磁辐射将被原子所吸收。 原子通常处于基态，由基态向更高能级的跃迁具有较高的概率。 原子吸收： 原子光谱，跟所可能跃迁的高能态少，因而它的谱图相对比较简单（线光谱）。 在现有的检测技术条件下，通常只有少数几个非常确定的频率被吸收，表现为原子中的基态电子吸收特定频率的电磁辐射后，跃迁到第一激发态、第二激发态或第三激发态等。;原子吸收跃迁示意图; 当电磁辐射作用于分子时，电磁辐射也将被分子所吸收。分子除外层电子能级外，每个电子能级还存在振动能级，每个振动能级还存在转动能级，因此分子吸收光谱较原子吸收光谱要复杂得多。分子的任意两能级之间的能量差所对应的频率基本上处于紫外、可见和红外光区，因此, 分子主要吸收紫外、可见和红外电磁辐射，表现为紫外-可见吸收光谱和红外吸收光谱。 ; 由于振动能级相同但转动能级不同的两个能级之间的能量差很小，由同一能级跃迁到该振动能级相同但转动能级不同的两个跃迁的能量差也很小，因此对应的吸收频率或波长很接近，通常的检测系统很难分辨出来，而分子能量相近的振动能级又很多，因此，表观上分子吸收的量子特性表现不出来，而表现为对特定波长段的电磁辐射的吸收，光谱上表现为连续光谱。 分子的总能量Ｅ分子通常包括三个部分： Ｅ分子＝Ｅ电子＋Ｅ振动＋Ｅ转动 ;图1 电子能级的吸收跃迁示意图 ;3. 磁场诱导吸收;这种磁场诱导产生的不同能级间的能量差很小，对于原子核，一般吸收30~500MHz（λ=1000~60 cm）的射频无线电波，而对于电子来讲，则吸收频率为9500 MHz（λ=3 cm）左右的微波，据此分别建立了核磁共振波谱法（NMR）和电子自旋共振波谱法（ESR）。;当原子、分子和离子等处于较高能态时，可以以光子形式释放多余的能量而回到较低能态，产生电磁辐射，这一过程叫做发射跃迁。;当气态自由原子处于激发态时，将发射电磁波而回到基态，所发射的电磁波处于紫外或可见光区。通常采用的火焰、电弧、等离子炬的形式使样品原子化并激发原子，一般将原子激发到以第一激发态为主的有限的几个激发态，致使原子发射具有限的特征频率辐射，即特定原子只发射少数几个具有特征频率的电磁波。 ;2. 分子发射; 通过光激发而处于高能态的原子和分子的寿命很短，它们一般通过不同的弛豫过程返回到基态，这些弛豫过程分为辐射弛豫和非辐射弛豫。 辐射弛豫通过分子发射电磁波的形式释放能量，而非辐射弛豫通过其他形式释放能量(如动能或热能)。;;2.1.4.4 折射和反射;2.1.4.5 干涉和衍射;光的干涉;栅券淳胸月富柬并住娱讶煞谱阴魁财干迈鄂讫珐鬼荚义鲸艘黍醒磕且脉给第2章光谱分析简介（修改版）第2章光谱分析简介（修改版）;2.2 光学分析法;2.2.1.2旋光法 溶液的旋光性与分子非对称结构有密切的关系，因此，旋光法可作为鉴定物质化学结构的一种手段。它对于研究某些天然