《光谱分析技术》PPT课件

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1、光谱分析技术光学导论光谱：复色光经色散系统分光后，按波长（或频率）的大小依次排列的图像光学导论基于测量物质的光谱而建立起来的分析方法称为光谱分析法吸收光谱发射光谱分子光谱原子光谱光学导论吸收光谱颜色的差异——定性颜色的深浅——定量光学导论发射光谱化学发光热/电激发发光光致发光光学导论光谱分析法的准确分类分子光谱吸收（根据吸收波段不同细分）紫外-可见红外发射（根据发射原理不同细分）光致发光：荧光、磷光化学发光光学导论光谱分析法的准确分类原子光谱吸收发射（根据发射原理不同细分）热/电激发发光：发射光致发光：荧光光学导论光谱分析≠

2、光学分析！光学分析=光谱分析+非光谱分析非光谱分析：基于物质与辐射的相互作用，测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射和偏振等变化的分析方法光学导论光谱分析与非光谱分析的区别光谱分析涉及“颜色”“谱”“能量”的变化非光谱分析涉及光的传播方向等物理性质的变化，不涉及“谱”光学导论光的本质：电磁辐射、波粒二象性波波长λ、频率γ、速度υυ=γλc(真空中的υ)=3×108m·s-1波长λ：相邻两个波峰或波谷间的直线距离单位可以是nm、μm、cm、m频率γ：在1秒时间内经过某点的波数（即每秒内振动的次数）单位Hz(s-1)周期T

3、：频率的倒数；波数σ：波长的倒数光学导论射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光电磁波谱：将电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来即称为电磁波谱光学导论波长λ5×10-3～0.10.1～1010～200200～400名称γ射线x射线远紫外光近紫外光波长λ400～750750～1.0×1061.0×106～1.0×1091.0×109～1.0×1012名称可见光红外光微波无线电波光学导论粒光子：能量E、普朗克常数h、电子伏特eVh=6.626×

4、10-34J·s1J=6.241×1018eVＥ=hγ=hc/λ当物质所吸收的电磁辐射能量能够满足该物质由低能态(基态)跃迁至高能态(激发态)，将产生吸收光谱当物质通过电、热或光等激发至激发态，再从激发态过渡到低能态或基态时，将产生发射光谱吸收光谱发射光谱光学导论某分子的外层价电子从基态跃迁到激发态需要20eV，请问该分子吸收光的波长？解：1eV=1.602×10-19J根据公式Ｅ=hc/λ则λ=hc/Ｅ=（6.626×10-34×3×108）/（20×1.602×10-19）=0.62×10-7m=62nm紫外-可见分光光

5、度法什么是紫外-可见光谱远紫外光区：10~200nm近紫外光区：200~400nmUVC：200~280nmUVB：280~320nmUVA：320~400nm可见光区：400~780nm红外光区：780nm~1mm什么是紫外-可见分光光度法基于分子外层价电子跃迁产生的在紫外-可见光谱区的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析方法。ultravioletandvisible(UV-vis)spectrophotometry基本原理分子的三种运动状态对应有一定的能级。即在分子中存在着：电子能级振动能级转动能级这三种能级都是量子化

6、的分子能量的变化：E=Ee+Ev+ErEe>Ev>Er基本原理基本原理分子吸收光（电磁波）后产生的能量的变化：远红外光谱（转动光谱）中红外光谱（振动光谱）紫外-可见光谱（电子光谱）基本原理带状光谱发生电子跃迁时必然要发生振动能级和转动能级的跃迁，这使得紫外-可见吸收光谱呈现带状典型的紫外-可见吸收光谱图吸收峰最大吸收波长(λmax)基本原理价电子σ电子→饱和的单键π电子→不饱和的双键、三键n电子→孤对电子分子中分子轨道有成键轨道与反键轨道：它们的能级高低为：σ<π

7、键轨道成键轨道成键轨道→*n→*→*n→*>>>COHnpsH1.σ→σ*跃迁：饱和烃（C-C，C-H）能量很高，λ<150nm2.n→σ*跃迁：含杂原子饱和基团（-OH，-NH2）能量较大，λ150~250nm3.π→π*跃迁：不饱和基团（C=C，C≡C）能量较小，λ~200nm共轭体系，E更小，λ>200nm4.n→π*跃迁：含杂原子不饱和基团（C≡N，C=O）能量最小，λ200~400nm基本原理影响紫外-可见吸收光谱的因素1共轭效应共轭体系越长，π与π*的能量差越小，红移效应和增色效应越明显。2立体化学效

8、应空间位阻、跨环效应3溶剂的影响溶剂效应4体系pH的影响Tips：由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收光谱图上或数据表中必须注明所用的溶剂。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注明所用的溶剂是否相同。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。朗伯-比尔定律——定量分析的基础当强度为I0的