光谱分析法刘芸.ppt

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1、仪器分析方法分类：2.电化学分析法:依据物质的电化学性质及其变化4.质谱法、热分析法、放射化学法等非光谱法（折射法，浊度法，旋光法）（不以光的波长为特征讯号）光谱法分子光谱法UV/Vis,IR,MFS,MPS原子光谱法AAS,AES,AFS（以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法，通过检测光谱的波长和强度来进行定性和定量的方法）光学分析法1.光学分析法:基于电磁辐射与物质的相互作用3.色谱法:气相色谱法、液相色谱法1第三章光谱分析法（SpectrumAnalysis）2本章提要第一节光谱分析法概论第二节紫外/可见光吸收光谱法光谱分析法及其特点电磁辐射的基本性质

2、电磁辐射的特性光谱分析法的分类分子光谱法基本原理紫外/可见分光光度计构造紫外/可见分光光度计类型3第三节分子发光光谱法光致发光分子荧光和磷光光谱基本原理影响荧光强度的因素分子荧光光谱仪分子荧光光谱法的应用磷光光谱法化学发光法4本章提要第一节光谱分析法概论5是电磁辐射按照波长的有序排列。光谱(spectrum)：第一节光谱分析法概论6一、光谱分析法及其特点光谱分析(spectralanalysis)：对物质发射辐射能的能谱分析或对辐射能与物质相互作用引起的能谱改变的分析。电磁辐射范围：射线（10-10m）～无线电波（103m）所有范围；相互作用方式：发射、吸收、

3、反射、折射、散射、干涉、衍射等；应用：光谱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区代的地位；7（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（不同于色谱分析）；（3）涉及大量光学元器件。三个基本过程：一、光谱分析法及其特点8二、电磁辐射的基本性质电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量；c=λν=ν/σE=hν=hc/λc：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数；E：能量；h：普朗克常数电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二

4、象性）；9三、辐射能的特性：(1)吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)发射将吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射由传播介质的不均匀性引起的光线向四周射去；(4)折射折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射光射到不同的介质介面时，部分光自介面射回原介质中；(6)干涉干涉现象；(7)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振只在一个固定方向有振动的光。10常用三种光分析法测量过程示意图11四、光谱分析分类光谱分析法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外可见核磁共振紫外可见红外可见分子荧光分子磷光核磁共

5、振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光吸收光谱法发射光谱法原子光谱法分子光谱法12五、分子光谱法物质分子内部运动形式及其对应能级1.电子相对于原子核的运动--电子能级;单重态：激发态与基态中的电子自旋方向相反.三重态：激发态与基态中的电子自旋方向相同.2.原子核在其平衡位置附近的相对振动--振动能级;3.分子本身绕其重心的转动--转动能级.13分子的能级图与跃迁Sn:电子能级Vn:振动能级Jn:转动能级分子的总能量=E电子+E振动+E转动14分子光谱分析法的分类分子光谱分子吸收分子发光光致发光其它发光形式UV-Vis（紫外-可见）IR（红

6、外）如：荧光和磷光如：化学发光等15第二节紫外/可见光吸收光谱法16紫外/可见光吸收光谱分析法：利用溶液中分子吸收紫外和可见光产生跃迁所记录的吸收光谱图，可进行化合物结构分析，根据最大吸收波长强度变化可进行定量分析。属于分子吸收光谱法，分析波长范围一般为200~800nm。历史悠久、应用广泛：分析化学药物分析临床检验等第二节紫外/可见光吸收光谱法17即光吸收基本定律朗伯定律:(1760)A=lg(I0/It)=k1b当入射光的λ、吸光物质的c一定时，溶液的吸光度A与液层厚度b成正比。比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c当入射光的λ、液层厚度b一定

7、时，溶液的吸光度A与吸光物质的c成正比。一、基本原理I0It入射光透过光18朗伯-比尔定律意义:当一束平行单色光通过均匀、透明的吸光介质时，其吸光度与吸光质点的浓度和吸收层厚度的乘积成正比。A=lg(I0/It)=kbc一、基本原理19透光率（透射比）T（Transmittance）A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT=kbc吸光度A（Absorbance）一、基本原理20吸光度A、透射比T与浓度c的关系AT(%)cA=kbc1.00.80.60.40.210080604020一、基本原理21k吸光系数（Absorptivity）（1）当c的单位用

8、g·L-1表示时，用a表示，A＝abc