《光学分析法导论全》PPT课件

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1、第2章光学分析法导论2-1光分析及其特点2-2电磁辐射的基本性质2-3光学分析法的分类2-4光学光谱分析法所用仪器12-1光学分析法及其特点光学分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法；电磁辐射范围：射线～无线电波所有范围；相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；光学分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位；22-2电磁辐射及其基本性质电磁辐射——以巨大速度通过空间，不需要以任何物质作为传

2、播媒介的一种能量形式波动性粒子性32-2-1电磁辐射的波动性1.波长λ——相邻两个波峰或波谷间的距离。单位：mcmmmμmnmÅpm10-610-910-1010-12(m)2.频率ν——单位时间内振动的次数。单位：赫兹Hz次／秒周期Tν=1/TS-14波动性3．波数σ——单位长度内波的数目。单位：Cm-1σ=1/λ4．传播速度V，C=2.997525×108m·s-1λ=C/νσ=1/λ=ν/C52-2-2粒子性——每个光子或光量子均具有能量ε。ε=hν=hc/λ=hcσ——爱因斯坦-普朗克公

3、式h=6.63×10-34J·S——普朗克常数能量单位：焦耳、电子伏特（eν）1eν=1.602×10-19J电子伏特（eν）--一个电子在真空中通过1伏电压降所获得的能量62-2-3电磁波谱--波谱区波长nm波数cm-1跃迁能级类型波谱分析法γ射线10-4~10-3γ射线光谱法穆斯堡尔光谱法X射线10-3~10X射线光谱法光学光谱区远紫外近紫外可见近红外0.75~2.5μm1.3×104~4×103红外吸收、拉曼光谱法中红外2.5~50μm10-2~10-5红外吸收、拉曼光谱法远红外50~100

4、0μm200~10微波0.1~100cm10~0.01微波波谱顺磁共振射频（无线电区）4000~200核磁共振波谱核能级内层电子能级10~200200~400400~750原子和分子外层电子能级跃迁紫外、可见吸收原子发射、吸收原子、分子荧光分子振动分子振动分子转动分子转动电子自旋磁能级核自旋磁能级按波长顺序排列的电磁辐射72-3光学分析法的分类2-3-1非光谱法折射法、干涉法、比浊法、旋光法、x衍射法等2-3-2光谱法按辐射本质分类1.原子光谱2.分子光谱按辐射获得方式的不同分类1.发射光谱2.吸

5、收光谱3.拉曼光谱8光学分析法光谱分析法非光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法比浊法92-3-2光谱法（按辐射本质分）——原子（或离子）的外层电子在不同能级之间的跃迁而产生的光谱。①  原子光谱λ大多分布在紫外可见区。②Ej、Ei不连续，△E、λ也不连续，故原子光谱具有线光谱的特征。1.原子光谱（包括离子光谱）102．分子光谱——分子的外层电子在

6、不同能级之间的跃迁而产生的光谱。分子总能量E分子=E电+E振+E转（P91)△E分子=△E电+△E振+△E转△E电——分子中外层电子能级跃迁引起的能量改变1-20ev△E振——分子中原子（或原子团）在平衡位置上作相对振动引起的能量改变0.05-1ev△E转——整个分子绕其轴旋转产生的能量改变10-4-0.05ev11①  分子光谱：电子光谱——E电、E振、E转改变,紫外-可见区带光谱振动光谱——E振、E转改变,近、中红外区转动光谱——E转改变,远红外、微波区②  分子的电子光谱是由许多线光谱聚集在

7、一起的带光谱组成的。12原子光谱、分子光谱能级图131.发射光谱物质的原子、离子或分子受到热能、电能、化学能激发由低能态或基态跃迁到高能态,退激时以光辐射释放能量形成的光谱。不同物质的电子能级各不相同，因此光辐射释放的能量也各不相同，波长也不同。定性依据。（见表2-2）2-3-2光谱法（按辐射获得方式分）14发射光谱分类（1）线光谱——气体状态下原子或离子受激发生，具有不连续的明亮线条。（2）带光谱——气体分子受激产生，由数个光带和暗区相间组成。如2C+N2==2CN氰带（3）连续光谱——液态或固

8、态物质受高温后激发产生。连续不断，无明晰线条。如钢水、电极头、灯泡发光等。15162.吸收光谱辐射通过气态、液态或透明的固态物质时，物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态过渡到较高能态。这种由于物质对于辐射的选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱。（见表2-3）17吸收光谱分类原子吸收光谱——暗线光谱峰窄0.xnm分子吸收光谱：紫外-可见区——电子吸收光谱，溶液中宽带吸收x—x×10nm红外区——振动吸收光谱远红外、微波区——气态分子转动吸收光谱183.拉