考研分析化学光谱分析法概述

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1、第十一章光谱分析法概论光学分析法：根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建立起來的-•类仪器分析方法统称为〜◎任何光学分析法包含三个主要过程：（1）能源提供能量（2）能量与被测物质相互作用（3）产生被检测信号第一节电槪辐射及其与物质的相互作用（-）电磁辐射和电磁波谱光是一种电磁辐射（又称电磁波），是一种以强人速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光录了流,它具有波粒二象性1光的波动性：用波长、波数、频率作为表征波长是在波的传播路线上具冇相同振动相位的相邻两点之间的线性距离，常用nm作为单位波数是每厘米长度中波的数目，单位cm・l

2、频率是每秒内的波动次数，单位Hz在真空中波氏、波数和频率的关系C是光在真空中的传播速度，02.997925*1010cm*s所有电磁辐射在真空中的传播速度均相同在其他透明介质屮，由于电磁辐射与介质分了的相互作用，传播速度比在真空屮稍小一些2光的微粒性：用每个光子具冇的能量E作为表征光子的能量与频率成正比，与波长成反比H是普朗克常数，其值等于6.6262*10-34J*s能量E的单位常用电了伏特（eV）和焦耳（J）表示从Y射线-直至无线电波都是电磁辐射，光是电磁辐射的•部分，它们在性质上完全相同的，区别仅在于波长或频率不同，即光子具有的能量

3、不同（3若把电磁辐射按照波长顺序排列起來Y射线、X射线、紫外、可见、红外、微波、无线电波（―）电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射与物质的相互作用包括以下两种：1涉及物质内能变化的:吸收、产牛荧光、磷光、拉曼散射2不涉及物质内能变化的:透射、折射、非拉曼散射、衍射、旋光当辐射通过固体、液体或气体等透明介质时，电磁辐射的交变电场导致分了（或原了）外层电了相对其核的震荡，造成这些分子（或原子）周期性的变化1如果入射的电磁辐射能量正好与介质分子（或原子）基态与激发态之间的能量差歴，介质分子（或原子）就会匿择性地吸收

4、这部分辐射能,从基态跃迁到激发态

5、（激发态的寿命很短）处于激发态的分子（或原子）通常以（1）热的形式（2）发生化学变化（光化学变化）（3）以荧光及磷光的形式发射出所吸收的能量并回到基态2如果入射的电磁辐射能量与介质分子（或原子）基态与激发态之间的能量洞不相等

6、,则电磁辐射

7、不被吸收

8、,分子（或原了）极化所需的能量仅被介质分了（或原了）瞬间保留，然后被再发射，从而产生光的透射、非拉曼发射、反射、折射等物理现象第二节光学分林法的分类一、常用的光学分析方法按原理分类：1辐射的发射（1）发射光谱法（可见、紫外、X射线法）（2）荧光光谱法（3）火焰光谱法（4）放射光谱法2辐射的吸收

9、（1）比色法（2）分光光度法（可见、紫外、红外、X射线法等）（3）原了吸收法（4）核磁共振法（5）电子口旋共振法3辐射的散射（1）拉曼光谱法（2）散射浊度法4辐射的折射（1）折射法（2）T涉法5辐射的衍射（1）X射线衍射法（2）电了衍射法6辐射的旋转（1）偏振法（2）旋光法（3）圆二向色性法二、光谱法与非光谱法光谱：当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，所得的图谱称为〜光谱分析法：利用物质的光谱进行定性定量和结构分析的方法,简称光谱法光谱法的三种基本类型：吸收光谱法、发

10、射光谱法、散射光谱法非光谱法：不以光的波氏为特征讯号，仅通过测量出磁辐射的某些棊木性质（

11、反射、折射、干涉、衍射、偏捌）的变化的分析方法非光谱法的类型：折射法、旋光法、浊度法、X射线衍射法三、原子光谱法与分子光谱法1原了光谱法原子光谱法：是以测量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产牛的原子光谱为基础的成分分析方法原了光谱是由一条条明锐的彼此分立的谱线组成的线状光谱，每一条光谱线对应于•定的波长,这种线状光谱只反映廈了或离了的性质而与原了或离了來源的分了状态无关©原子光谱可以确定试样物质的元素组成和含量，但是不能给出物质分子的结构信息电子运动

12、组成分了的各原了间的振动分子中存在（1）（2）（3）分子作为整体的转动分子中这三种不同的运动状态都对•应有一定的能级，这三种不同的能级都是量子化的电子能级的能量差相当于紫外、可见、部分近红外光的能量振动能级间的能最差相当于红外光的能最转动能级间的能级差和当于远红外至微波的能量只有用远红外光或微波照射分子时才能得到纯粹的转动光谱无法获得纯粹的振动光谱和电子光谱在同一电子能级上还有许多间隔较小的振动能级和间隔更小的转动能级在一对电子能级间发生跃迁吋，得到的是很多光谱带，这些光谱带都对应于同一个Ve值，但是包含有许多不同的Vv值和Vf值，形成一

13、个光谱带系对于一种分子來说可以观察到相当于许多不同电子能级跃迁的许多个光谱带系，所以电子光谱实际上是电子.振动.转动光谱，是复杂的带状光谱2分子光谱法分子光谱法：是以测量分子转动能级、分子中原