分子光谱补充

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1、一、电磁辐射和电磁波谱3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。γ射线→X射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波高能辐射区γ射线能量最高，来源于核能级跃迁χ射线来自内层电子能级的跃迁光学光谱区紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁可见光红外光来自分子振动和转动能级的跃迁波谱区微波来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁无线电波来自原子核自旋能级的跃迁二、光分析法及其特点光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。概念：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

2、关系所建立起来的分析方法相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等三个基本过程：（1）能源提供能量（2）能量与被测物之间的相互作用（3）产生信号基本特点：（1）所有光分析法均包含三个基本过程（2）选择性测量，不涉及混合物分离（3）涉及大量光学元件分类：1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法。按能量交换方向分吸收光谱法、发射光谱法按作用结果不同分原子光谱→线状光谱、分子光谱→带状光谱光谱法：按能量交换方向：发

3、射光谱例：γ-射线；x-射线；荧光吸收光谱例：原子吸收光谱，分子吸收光谱按作用结果：（1）原子光谱：常见三种基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）基于原子内层电子跃迁的X射线荧光光谱（XFS）（2）分子光谱基于分子中电子能级、振-转能级跃迁：紫外光谱法（UV）、红外光谱法（IR）、分子荧光光谱法（MFS）、分子磷光光谱法（MPS）、核磁共振与顺磁共振波谱（NMR）第二页生色团上：价电子：σ电子→饱和的σ键π电子→不饱和的π键n电子→不饱和的π键轨道：电子围绕原子或分

4、子运动的几率轨道不同，电子所具有能量不同基态与激发态：电子吸收能量，由基态→激发态成键轨道与反键轨道：σ<π

5、子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动；（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动；（3）分子本身绕其重心的转动。分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er即:E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr说明：（1）转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱；（2）振动能级的能量差ΔΕv约为：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱

6、或分子振动光谱；（3）电子能级的能量差ΔΕe较大1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外—可见光区，紫外—可见光谱或分子的电子光谱；分类能量大小顺序：电子跃迁类型图示：紫外－可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。波长范围：100-800nm.250300350400nm1234eλ(1)远紫外光区:100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800nm可用于结构鉴定和定量分析。电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁，出现带状光谱。对吸收曲线的说明：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。

7、吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。③吸收曲线可以提供物质的结构信息，吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据。④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。（6）吸收

8、谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同；六.有机物吸收光谱（一）．吸收光谱有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。当外