光谱分析法概论ppt课件

1、内容：内容：一、电磁辐射的根本性质一、电磁辐射的根本性质二、光学分析法的分类二、光学分析法的分类三、常用的仪器部件三、常用的仪器部件四、分析方法四、分析方法1，cchhEE，注：例：计算波长为例：计算波长为200nm光子的能量光子的能量. E = hc / 6.62610342.9981010/ 200107 =9.93210-19 J =6.20eVE: 能量能量 J 或或ev, 1ev =1.6010-19J ; : 波长波长 nm , 1nm=10-7 cm c: 光速光速 2.9981010cms -1 ; h: 普朗克常数普朗克常数 6.62610-34 Js续前二、电磁辐射与物质的

2、相互作用 1、涉及物质内能变化：、涉及物质内能变化：辐射能辐射能=介质的基态与激发态能量差介质的基态与激发态能量差 产生光的吸收、发射等光化学变化。产生光的吸收、发射等光化学变化。2、不涉及物质内能变化：、不涉及物质内能变化：辐射能辐射能介质的基态与激发态能量差介质的基态与激发态能量差产生光的散射、折射、反射等物理景象。产生光的散射、折射、反射等物理景象。续前二、原子光谱二、原子光谱(atomic spectroscopy) 分子光谱分子光谱(molecular spectroscopy)原子光谱原子光谱 原子外层电子能级跃迁原子外层电子能级跃迁 线状光谱线状光谱 与原子来源的分子无关与原子来

3、源的分子无关分子光谱：分子光谱： 分子外层分子外层 电子能级跃迁电子能级跃迁 振动能级振动能级 转动能级转动能级 带状光谱带状光谱 带状光谱：带状光谱：电子电子-振动振动- 转动光谱转动光谱 l分子能级和能级跃迁：分子能级和能级跃迁：l 能级差大小为能级差大小为 l - l 分子内部运动方式分子内部运动方式 能级能级 能级差能级差 E 吸收光谱区吸收光谱区 l l 电子绕核转动电子绕核转动 电子能级电子能级 Ee 20ev1ev 紫外可见光区紫外可见光区 原子的振动原子的振动 振动能级振动能级 Ev 1ev0.025ev 近红外红外光近红外红外光区区 l分子的转动分子的转动 转动能级转动能级

4、Er 0.025ev110-4ev 远红外光区远红外光区 l E分子分子= E电子电子+ E振动振动+ E转动转动lEeEvEr续前光基态激发态释放能量发光hMM*发射光谱激发态光基态吸收辐射能量*MhM吸收光谱 一 、辐射源一延续光源： 紫外光源-氢灯和氘灯150-400nm 可见光源-钨灯320-2500nm 氙灯200-700nm 红外光源-硅碳棒 二线光源： 金属蒸气灯 空心阴极灯 二分光系统二分光系统(wavelength selector)作用：将复合光分解成单色光或具有一定作用：将复合光分解成单色光或具有一定波长范波长范 围的谱带。围的谱带。 组成：单色器或滤光片组成：单色器或滤

5、光片单色器：入射狭缝单色器：入射狭缝 准直镜准直镜 色散元色散元件件 出射狭缝出射狭缝色散元件：色散元件： 棱镜棱镜 光栅光栅 透射光栅透射光栅 反射光栅反射光栅 三辐射的检测 1、作用：光电转换器，应具有低噪音、高灵敏度和宽线性呼应。2、部件：光电管和光电倍增管。光电二极管阵列检测器 。 蓝敏光电管(200625nm): 阴极涂有锑和铯 红敏光电管(6251000nm):阴极涂有银或氧化铯 光电倍增管(2001000nm):不可测太强光 小小 结结:1、根本概念、根本概念1电磁辐射电磁辐射2电磁辐射的性质电磁辐射的性质E=h.c/)3电磁波谱电磁波谱4光谱法和非光谱法光谱法和非光谱法5原子光

6、谱和分子光谱原子光谱和分子光谱6吸收光谱和发射光谱吸收光谱和发射光谱2、光谱分析仪器组成、光谱分析仪器组成紫外紫外-可见光可见光 区域：区域： 紫外区紫外区 200400nm 可见光区可见光区400800nm特点：特点： 电子光谱电子光谱 灵敏度高灵敏度高 (10-6-10-4g/ml) 准确度好准确度好 ( 0.5%) 定性、定量分析定性、定量分析 单组分、多组分测定单组分、多组分测定紫外紫外-可见光吸收光谱：吸收曲线可见光吸收光谱：吸收曲线不同，不同，电子所具有能量不同电子所具有能量不同 . n常见的跃迁类型：常见的跃迁类型： * ， n * ， * ，n 能量的大小顺序：能量的大小顺序： * n * * n 含杂原子不饱和基团含杂原子不饱和基团C N ，C O E最小，最小， 200400nm近紫外近紫外区区5、电荷迁移跃迁、电荷迁移跃迁化合物吸收辐射能时后，电子从配位体给予体化合物吸收辐射能时后，电子从配位体给予体的轨道跃迁到中心离子电子接受体的轨道上的轨道跃迁到中心离子电子接受体的轨道上产生电荷迁移光谱。产生电荷迁移光谱。例如：例如： 取代芳烃取代芳烃 无机离子配合物无机离子配合物 水合无机离子水合无机离子光谱特点：光谱特点：104，在可见光区进展分析。，在可见光区进展分析。6、配位体场跃迁、配位体场跃迁在配位体存在下，过度金属离子吸收可见光后，在配位体存在下，过