仪器分析整理

《仪器分析整理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第二章光分析导论原子光谱原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁，它不但取决于外层电子的运动状态，也取决于电子间的相互作用。原子的能级通常用光谱项符号来表示n2S+1LJn：主量子数；2S+1：谱线多重性符号；L：总角量子数；J：内量子数1.光谱项符号原子外层有一个电子时，其能级可由四个量子数决定：主量子数n；角量子数l；磁量子数m；自旋量子数s；原子外层有多个电子时，其运动状态用主量子数n；总角量子数L；总自旋量子数S；内量子数J描述总角量子数LL=∑l外层价电子角量子数的矢量和，两个价电子时L=

2、l1+l2

3、，

4、l1+l2-1

5、，······，

6、l1-l2

7、L=0，1，2，

8、3，······，分别用S，P，D，F······，表示例：碳原子，基态的电子层结构(1s)2(2s)2(2p)2，两个外层2p电子：l1=l2=1；L=2，1，0；总自旋量子数S：S=∑s；外层价电子自旋量子数的矢量和S=0，1，2，······，S正整数（价电子为偶数）或=0，1/2，3/2，······，S半整数（奇数）例：碳原子，基态的电子层结构(1s)2(2s)2(2p)2，两个外层2p电子：S=1L与S之间存在相互作用；可裂分产生(2S+1)个能级；这就是原子光谱产生光谱多重线的原因，称为谱线的多重性；例：钠原子，一个外层电子，1s22s22p63s1S=1/2

9、；因此：M=2(S)+1=2；双重线；碱土金属：两个外层电子，自旋方向相同时，S=1/2+1/2=1，M=3；三重线；自旋方向相反时，S=1/2－1/2=0，M=1；单重线；内量子数J内量子数J取决于总角量子数L与总自旋量子数S的矢量和J=(L+S)，(L+S－1)，······，

10、L－S

11、若L≥S；其数值共(2S+1)个；若L＜S；其数值共(2L+1)个；例：L=2，S=1，则J有三个值，J=3，2，1；L=0，S=1/2；则J仅有一个值1/2；J值不同的光谱项称光谱支项：n2S+1LJ如：钠原子的光谱支项符号32S1/2；表示钠原子的电子处于n=3，2S+1=2(S=1

12、/2)，L=0，J=1/2的能级状态（基态能级）；例：写出镁原子基态和第一电子激发态的光谱支项•基态：1s22s22p63s2l1=0,l2=0L=0S=1/2-1/2=02S+1=1J=0所以n2s+1LJ为31S0•第一激发态:1s22s22p63s13p1l1=0,l2=1L=1S=0,12S+1=1,3(1)S=0,J=1;(2)S=1,J=2,1,0;所以n2s+1LJ为31P1,33P2,33P1,33P0电子能级跃迁的选择定则一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间的跃迁产生的，可用两个光谱项符号表示这种跃迁或跃迁谱线：例钠原子的双重D线Na5889.96;32

13、S1/2—32P3/2；Na5895.93;32S1/2—32P1/2；电子能级跃迁的选择定则根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行；必须遵循一定的“选择定则”：（1）主量子数的变化Δn为正整数，包括零；（2）总角量子数的变化ΔL=±1；S-P,P-S,P-D,D-F等（3）内量子数的变化ΔJ=0，±1；但是当J=0时，ΔJ=0的跃迁被禁阻；（4）总自旋量子数的变化ΔS=0，即不同多重性状态之间的跃迁被禁阻；第三章紫外可见吸收光谱分析法第一节紫外吸收光谱分析基本原理1.概述紫外可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。波长范围：100-800nm.(1)远紫外光区:

14、100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800nm二、有机物吸收光谱与电子跃迁1．紫外—可见吸收光谱有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。分子轨道理论：成键轨道—反键轨道,非键轨道。当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁，所需能量ΔΕ大小顺序为n→π＊<π→π＊

15、m，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n→σ*跃迁。3.p®p*跃迁它需要的能量低于s®s*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般emax³104，为强吸收带。4.np®*跃迁这类跃迁发生在近紫外光区,一般>200nm。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。1.生色团从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁