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1、第二章光学分析法导论电磁辐射原子光谱分子光谱光学分析法——根据物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用建立的一类分析方法主要应用在物质组成和结构的研究，基团的识别，几何构型的确定，表面分析；定量分析等方面§2~1电磁辐射一、电磁辐射的性质波动性—用频率、波长、波数表示频率—每秒钟内电磁场振荡的次数：Hz波长—电磁波相邻两个波峰或波谷间的距离：cm.m.nm波数—1cm内波的振动次数—cm-1=1/波速—电磁波传播的速度，真空中等于光速c==3×1010cm·s-1微粒性光是由光量子或光子
2、流所组成，光子能量与光波频率之间的关系为：E=h=hc/=hc越长，E越小，、越低二、电磁波谱把电磁辐射按波长大小顺序排列就得到电磁波谱0.005nm10nm200nm400nm780nm0.1cm100cm104cmX射线区远紫外近紫外可见光红外微波区无线电波长短波长长能量大光谱分析法能量小粒子性波动性§2~2原子光谱和分子光谱一、原子光谱（一）光谱项1.外层为一个价电子，其能级可由四个量子数表示：主量子数n，角量子数l,磁量子数m,自旋量子数ms2.外层为多个价电子，电子运动状态需用主量子数n；
3、总角量子数L；总自旋量子数S；内量子数J来描述。（1）n—主量子数与描述核外电子运动状态的主量子数意义相同，决定能量状态的主要参数n=1,2,3,…（2）L—总角量子数L=∑li，l=0,1,2,…L=
4、l1+l2
5、，
6、l1+l2-1
7、，…
8、l1-l2
9、由两个角量子数l1和l2之和变到它们之差,间隔为1的所有数值例:价电子组态为np1nd1的原子.l1=1,l2=2;L可取3,2,1C:基态电子结构1s22s22p2,未满外层电子是2p2,l1=l2=1,L可取2,1,0L的取值可为0,1,2,3,…,通常用大
10、写字母SPDF…表示（3）S—总自旋量子数S=∑msiS=∑ms，ims=±1/2若原子有N个电子,S可取下列数值N/2,N/2-1,N/2-2,‥‥‥1/2,0价电子为偶数时：S=0，1，2，‥‥‥S价电子为奇数时：S=1/2，3/2，‥‥‥S例:Na价电子组态3s1,一个价电子,电子自旋取1/2;S也为1/2Zn激发态4s14p1,二个价电子,电子自旋取±1/2;S为1,0（4）J—内量子数取决于总角量子数和总自旋量子数，为它们的矢量和J=L+SJ=（L+S）,（L+S-1）,（L+S-2）,…︱L-S︱L
11、≥S，J从L+S到L-S共有（2S+1）个L＜S，J从S+L到S-L共有（2L+1）个例:L=2,S=1J可取3,2,1三个数值L=0,S=1/2J可取1/2一个数值每个量子数的取值分别为：n=1，2，3，…；L=∑li，l=0，1，2，…；L=
12、l1+l2
13、，
14、l1-l2-1
15、，…
16、l1-l2
17、S=∑ms，ims=±1/2；价电子为偶数时：S=0，1，2，…S；价电子为奇数时：S=1/2，3/2，…SJ=（L+S），（L+S-1），（L+S-2），…（L-S）。L≥S，J从L+S到L-S共有（2S+1）个。L
18、＜S，J从S+L到S-L共有（2L+1）个7/29/2021(5)光谱项与光谱支项当n,L,S三个量子数确定之后，原子能级就基本确定了用nLS三个量子数描述原子能级的光谱项n2S+1LL与S相互作用，可产生2S+1个能级稍微不同的分裂，是产生光谱多重线的原因。M=2S+1叫做谱线的多重性习惯上将多重性为1、2、3的光谱项分别称为单重态、双重态、三重态。例：Na价电子组态3s1,一个价电子,电子自旋取1/2;S=1/2。M=2S+1=2，产生双重线,L=0光谱项n2S+1L为32SZn激发态4s14p1,二个价电
19、子,电子自旋取±1/2;S=1M=3三重线L=1光谱项为43PS=0M=1单重线L=1光谱项为41PL≥S时，2S+1就是内量子数，同一光谱项中包含的J值不同。把J值不同的光谱项称为光谱支项;用n2S+1LJ在磁场作用下,同一光谱支项会分裂成2J+1个不同的支能级;外磁场消失,分裂能级亦消失.2J+1为能级的简并度或统计权重gCa原子的基态与激发态的光谱项nLSJ光谱项光谱支项多重性简并度4s2基态400041s41s0单1激发态(4s1,4p1)410141p41p1单3243p25143p43p1三3043
20、p01(l1=0,l2=1L=1;ms=+1/2,-1/2,S=0,1;J=L+S到L-S)(二)、能级图把原子中可能存在的光谱项---能级及能级跃迁用平面图解的形式表示出来,称为能级图。见钠原子的能级图。钠原子：基态3s1第一激发态3p132S1/232P1/232P3/2Na588.99nm32S1/2--------32P1/2589.59nm32S1/2--------32P3
