最新仪器分析导论与光学分析法.PPT课件.ppt

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1、仪器分析导论与光学分析法.化学无机有机物化分析化学分析（经典方法，能分析几十种阴阳离子，操作繁琐，经验性强，应用范围小）仪器分析（现代方法，已经能够分离、分析几乎所有元素组成以及化合物结构，在现代化的生产和研究中的应用广泛）四大基础课程仪器分析在化学学科中的归属2化学是研究物质组成、结构、性质、变化与合成的科学。分析化学是研究获取物质化学组成、含量、结构及相关信息的科学。是一门“眼睛科学”。包括：（1）定性分析（化学组成是什么，结构怎么样）（2）定量分析（含量有多少）例：有机物结构：双键、羟基、位置。矿石品位：什么矿物？含量多少？伴生矿组成？水污染：污染物种

2、类？含量？微量分析、混合物分离宝石晶型：水晶的六方柱结构？a,b,g型刚玉?仪器分析导论3电化学分析法溶液电化学性质电导电导分析法电位电位分析法、计时电位法电流电流滴定法电流－电压伏安法、极谱分析法电量库仑分析法色谱法：物质在两相间分配物质在两相间的分配液相色谱、气相色谱质谱法：带电粒子受电场作用力质荷比同位素质谱、无机质谱、有机质谱热分析法：热性质热重法、差热分析法仪器分析导论7仪器分析学习方法重视每种分析方法的化学基础、原理与应用物理基础和仪器结构等是帮助理解仪器分析原理的重要基础，但不是学习和考查的核心例：分子吸收可见光的化学机制，吸收与浓度的关系，哪

3、些方法能用于哪些物质的检测（核心）。光路图、光栅、分光镜、滤光片…（非核心内容）仪器分析导论8设想需要设计仪器，用焰色反应的基本原理检测矿石含量与品位。该怎么做？矿石预处理Δ1000oC发光检测发光波长和强度信号处理光电分析仪器的基本组成：仪器分析导论表头或记录仪显示信号发生器信号检测器信号处理器读出装置4个基本组成部分：9仪器分析导论小结仪器分析的归属：四大基础化学课程之一分析化学中的重要分支分析化学的定义和目标：解决化学组成是什么、有多少和结构怎样等问题。主要分析方法：光、电、色学习方法：重视每种分析方法的化学基础、原理与应用仪器分析导论10一、光的基

4、本性质回顾：光本质上是一种电磁波（电磁辐射）电磁波和光学分析法介绍光波动性：胡克、惠更斯粒子性：牛顿普朗克爱因斯坦：光的量子学说光的波粒二象性11（1）光-电磁波的波动性YZX电矢量磁矢量电磁波和光学分析法多数情况下，只考虑电矢量就可以描述光的性质，只有讨论磁共振时才用到磁矢量。麦克斯韦波动论：频率为n的电磁波是一个伴随磁效应的交变电场。可分解为电矢量和磁矢量。1光的基本性质12光的波动性中几个重要的关系式其中s为波数,l为波长n为频率,C为光速电磁波和光学分析法1光的基本性质13频率为2x1015Hz的光，其波长为多少？电磁波和光学分析法1光的基本性质（紫

5、外光）14光波具有叠加性，即当两个频率相等的波在同一空间传播时，会发生两个波相互叠加而产生光的干涉现象。合成波的频率与原来的两个波相同，但是振幅不同。当两个波合成相位相差180◦，发生相消干涉。正弦波的叠加示意图电磁波和光学分析法1光的基本性质15回顾光电效应：光照射在某些金属上能使金属发射电子，低于一定频率的光不能产生光电效应。光子的能量与辐射的频率成正比，波长成反比：E＝hn＝hc/λ（普朗克关系式）h为普朗克常数，6.6210-34J·s。能量E的单位是焦耳（J）或者电子伏特（eV）1eV＝1.610-19J（2）光-电磁波的微粒性电磁波和光学分析

6、法1光的基本性质16例：400nm波长的光，其能量为：E＝hc/λ＝6.6210-34J·s3108m·s-1/（40010-9m）＝4.96510-19J=4.96510-19J/(1.610-19J·eV-1)=3.1eV电磁波和光学分析法1光的基本性质对比讲义上例题。200nm波长的光，其能量为6.2eV。波长越长，能量越小。17电磁波和光学分析法1光的基本性质18光-电磁波的基本性质小结波动性：s为波数,l为波长n为频率,C为光速粒子性：E＝hn＝hc/λ光的能量与频率成正比波的叠加与干涉现象等电磁波和光学分析法1光的基本性质19二、

7、光与物质的相互作用光与物质的相互作用吸收发射折射反射散射衍射原子吸收分子吸收磁场诱导吸收热辐射气体辐射X射线荧光、磷光电磁波和光学分析法2。光与物质相互作用20（1）光的吸收物质吸收光后发生的变化hn基态激发态放热或发光E激发态-E基态=DE=hn（光吸收的量子化学原理）被吸收的光子的能量与吸收物质的基态和激发态能量之差相符。由于不同分子或原子DE不同，因此吸收的光频率n也不同。物质对光能的选择性吸收为分析鉴定物质组成提供了理论基础。电磁波和光学分析法2。光与物质相互作用21光吸收的分类原子吸收分子吸收磁场诱导吸收电磁波和光学分析法2。光与物质相互作用22原

8、子吸收单原子粒子在紫外可见区域可以出现窄的吸收峰。这