现代化学化工分析方法与实验技术教学教案紫外-可见分光光度法.ppt

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1、紫外-可见分光光度法郑秀玉一、光学分析法光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用而建立起来的一类分析化学方法。电磁辐射与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等。1、电磁波谱电磁波波长λγ射线区<0.005nmX射线区0.005~10nm真空紫外光区10~200nm近紫外光区200~400nm可见光区400~750nm近红外光区0.75~2.5µm中红外光区2.5~25µm远红外光区25~1000µm微波区1~300mm无线电波区>300mm这些电磁辐射包括从γ射线到无线电波的所有电磁波谱范围，而不只局限于光学光谱区。2、光学分析

2、法的分类(2)非光谱法是基于物质与辐射相互作用时，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。(1)光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，电磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性质。3、光谱法的分类(2)分子光谱由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的。表现形式：带光谱(1)原子光谱由原子外层或内层电子能级的变化产生的。表现形式：线光谱4、原子光谱分析法原子发射光谱法（AES)原子吸收光谱法（AAS)原子荧光光谱法（AFS)

3、X射线荧光光谱法（XFS)5、分子光谱分析法紫外-可见分光光度法（UV-Vis）红外光谱法（IR）分子荧光光谱法（MFS）分子磷光光谱法（MPS)6、电磁辐射的基本性质波动性粒子性(1)波动性:电磁辐射以波动形式传播，例如：折射、衍射、偏振和干涉等现象。λν=υ其中，λ——波长；ν——频率；υ——传播速度在真空中，辐射的传播速度与频率无关，并达到最大值，以符号c表示。(2)粒子性:电磁辐射的波动性不能解释辐射的发射和吸收现象，需要把辐射看作是微粒（光子）才能满意地解释。电磁辐射的能量是“量子化”的。这种能量的最小单位即为“光子”。光子是具有能量的，光子的能量与频率成正比，与波

4、长成反比。E=hν=hc/λ其中，E——能量h——普朗克常数，6.6256×10-34J·sc——光速，2.99792×108m·s-1二、辐射的吸收与发射构成物质的每一种基本体系(核、原子、分子)具有一定数量的特定的能级。当它们暴露在辐射束中或被具有一定能量的粒子轰击时，外层电子可以从一个能级跳到另一个能级。当这些体系从高能态跳回到低能态时就发射相应的辐射。紫外—可见区的光谱是由原子和分子外层电子的跃迁产生的。三、原子轨道原子结构示意图（1）主量子数(n)：主量子数就相当于电子层，n可以取任意正整数；（2）角量子数(l)：角量子数相当于亚层，l可以取小于n的自然数；（3）磁

5、量子数(ml)：磁量子数决定了原子轨道的伸展方向，ml可以取±l；（4）电子自旋量子数(ms)：每个原子轨道里都可以填充两个电子，ms都只能取±1/2，两个电子自旋相反。描述电子运动状态的四个变量：具有角量子数0、1、2、3的轨道分别叫做s轨道、p轨道、d轨道、f轨道。之后的轨道名称，按字母顺序排列，如l=4时叫g轨道。s轨道（l=0）上只能填充2个电子;p轨道（l=1）上能填充6个;一个轨道填充的电子数为4l+2。例：C原子的外层电子排布：1s22s22p21、最低能量原理电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态

6、），也就是能量最低时的状态。当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……规则：np＞（n－1）d＞（n－2）f＞ns一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述，即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在，

7、这就是泡利不相容原理。第一电子层（K层）中只有1s亚层，最多容纳两个电子；第二电子层（L层）中包括2s和2p两个亚层，总共可以容纳8个电子；第3电子层（M层）中包括3s、3p、3d三个亚层，总共可以容纳18个电子……第n层总共可以容纳2n2个电子。2、泡利不相容原理3、洪特规则从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义：一是电子在原子核外排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行；第二个含义是对于同一个电子亚层，当电子排布处于：全满（s2、p6、d10、f14）半满（s1、p3、d5、f7）全空（s