第二章光学分析法导论.ppt

21光学分析方法的发展,利用待测定组分所显示出的吸收光谱或发射光谱进行分析，包括原子光谱和分子光谱。,光学分析法：,1比色法,比色分析法有着很长的历史；,吸收光度分析法提供了非化学计量法的一个很好例子。,2红外光谱法,辐射能吸收用作一种分析工具的最大进展也许是在红外光谱领域；,红外光谱的兴起靠的是发展热电堆以及辐射计、放大器和记录器方面所取得的进展；,红外光谱主要是作为一种定性工具使用；,红外光谱（IR）是给出丰富的结构信息的重要方法之一，能在较宽的温度范围内快速记录固态、液态、溶液和蒸气相的图谱。,3荧光分析,第一次记录荧光现象的是16世纪西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes；,20世纪以来，荧光现象被研究得更多了；,荧光分析方法的发展，与仪器应用的发展是分不开的。,4原子吸收光度法,20世纪50年代初发展出了原子吸收光度法，这是吸收光度法的又一次重大突破；,作为原子吸收法的一个关键性问题是如何使待分析物质充分原子化，并形成稳定的原子蒸气；,作为原子吸收法的另一个关键问题是光源设计；,原子吸收光度法发展极快，只在十几年中就得到普及。,5发射光谱,发射光谱的发展比其它任何领域都要迅速；,1929年以后，产生了两种操作法，使火焰光谱的应用得到了扩展。,主要由中性原子的谱线组成的电弧光谱和由离子的谱线组成的火花光谱很久以来就是分析工作的实用光谱；,22电磁辐射和电磁波谱,一、电磁辐射的基本性质：,一般情况下，物质的光性质都是由电场矢量E决定的。,光是一种电磁辐射，是一种横波，它由两个相位相同的向量组成的，其中一个是电场矢量E，另一个是磁场矢量H。,光具有波粒二象性。,光的波动性由波长、波数和频率表示：,n折射率,C真2.99761010cm/s,光的微粒性可用能量E、质量m和动量mC描述：,E=h,h=6.625610-34J.S,二、电磁波谱：,将电磁辐射按波长或频率、能量顺序排列，就得到电磁波谱，或称光谱。,波长在100300m范围内的光谱称光学光谱区。,光谱在仪器分析中的应用,23光与物质的作用,一、粒子的几种状态：,二、光与物质的作用：,24原子光谱和分子光谱,一、原子光谱：,1.光谱项：,主量子数，它是价电子所处的电子层数。,总角量子数，它是价电子角动量的矢量和：L值0123符号SPDF,总自旋量子数，它是价电子自旋角动量的矢量和。当价电子数为偶数时，S=0，1，2，3，；当价电子数为奇数时，,内量子数，又称为光谱支项，J=L+S。,原子光谱线可用参与跃迁的两个光谱项来表示，能量低的光谱项写在前面。例如钠双线可表示为：Na：588.996nm589.593nm,价电子在能级间跃迁产生的线状光谱,2.跃迁规则：,n0和整数；,S0，即M=0，多重性相同才能跃迁；,J=0，1，但当J=0时，J=0的跃迁是禁止的。,L=1；,3.谱线的多重性：,在原子中，由于L与S之间的电磁相互作用，可以产生2S1个能级稍微有所不同的分裂，因而产生光谱多重线，称为谱线的多重性，以M（M=2S1）表示。,M=1、2、3，分别称为单重线、双重线、三重线。,二、分子光谱：,分子光谱比原子光谱要复杂得多，这是因为分子中除了电子能级外，每一个电子能级还包含几个振动能级，同时，每个振动能级又有许多转动能级。这样，一个分子所具有的可能的能级数目要比原子能级数目多得多，因而产生的光谱为一带状的复杂光谱。,根据物质同辐射能作用的性质不同，光学分析法基本上可以分为光谱法和非光谱法。,25光分析法分类,非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变