光學(xué)分析法導(dǎo)論修改稿

光學(xué)分析法導(dǎo)論修改稿第一頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日1.光學(xué)分析及其特點(diǎn)

光學(xué)分析法：基于電磁輻射能量與待測(cè)物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來(lái)的分析方法電磁輻射范圍：射線至無(wú)線電波所有范圍；相互作用方式：發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；應(yīng)用：在研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)表征、表面分析等方面具有其他方法不可區(qū)代的地位；第二頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日光學(xué)分析法的三個(gè)基本過(guò)程：所有光學(xué)分析法均包含三個(gè)基本過(guò)程選擇性測(cè)量，不涉及混合物分離（不同于色譜分析）涉及大量光學(xué)元器件能源提供能量能量與被測(cè)物之間的相互作用產(chǎn)生信號(hào)光學(xué)分析法基本特點(diǎn)：第三頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日2.電磁輻射的基本性質(zhì)

電磁輻射：以接近光速（真空中為光速）傳播的能量，如微波、可見(jiàn)光、紅外光、紫外光、X射線等。電磁輻射具有波粒二象性。波動(dòng)性：按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)，電磁輻射是在空間傳播著的交變電磁場(chǎng)，稱之為電磁波；微粒性：根據(jù)量子理論，電磁輻射是在空間高速運(yùn)動(dòng)的一個(gè)光量子或光子流。第四頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日波動(dòng)性頻率(ν)：1s內(nèi)電磁場(chǎng)振蕩的次數(shù)，單位為Hz或s-1，與輻射傳播的介質(zhì)無(wú)關(guān)，是不變的特征量波長(zhǎng)(λ)：電磁波相鄰兩個(gè)同相位點(diǎn)之間的距離，常用的單位有cm、μm、nm，與傳播介質(zhì)有關(guān)波數(shù)(σ)：1cm內(nèi)波的數(shù)目，單位為cm-1

電磁波可用頻率(ν)、波長(zhǎng)(λ)和波數(shù)(σ)等波參數(shù)來(lái)表征第五頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日微粒性用每個(gè)光子的能力E來(lái)表征，單位為eV或J普朗克方程：h:普朗克常數(shù)，6.63×10-34J·s光能量與頻率成正比，與波長(zhǎng)成反比第六頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日3.電磁波譜高能輻射區(qū)中能輻射區(qū)低能輻射區(qū)第七頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日第八頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日第二章

光學(xué)分析法導(dǎo)論1.原子光譜2.分子光譜第二節(jié)原子光譜和分子光譜第九頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日

1.原子光譜原子外層有一個(gè)電子時(shí)，其能級(jí)可由四個(gè)量子數(shù)決定:主量子數(shù)n、角量子數(shù)l、磁量子數(shù)m、自旋量子數(shù)s原子外層有多個(gè)電子時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用主量子數(shù)n、總角量子數(shù)L、總自旋量子數(shù)S、內(nèi)量子數(shù)J

描述1.1光譜項(xiàng)第十頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日1.2能級(jí)圖元素的光譜線系常用能級(jí)圖來(lái)表示。最上面的是光譜項(xiàng)符號(hào)；最下面的橫線表示基態(tài)；上面的表示激發(fā)態(tài)；可以產(chǎn)生的躍遷用線連接

線系：由各種高能級(jí)躍遷到同一低能級(jí)時(shí)發(fā)射的一系列光譜線；第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日例：鈉原子的雙重線

Na5889.96;32S1/2—32P3/2Na5895.93;32S1/2—32P1/2一條譜線是原子的外層電子在兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生的，可用兩個(gè)光譜項(xiàng)符號(hào)表示著種躍遷或躍遷譜線：第十二頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日1.3電子能級(jí)躍遷的選擇定則：總角量子數(shù)的變化ΔL=±1總自旋量子數(shù)的變化ΔS=0

，即不同多重性狀態(tài)之間的躍遷被禁阻內(nèi)量子數(shù)的變化ΔJ=0，±1；但是當(dāng)J=0時(shí)，ΔJ=0的躍遷被禁阻根據(jù)量子力學(xué)原理，電子的躍遷不能在任意兩個(gè)能級(jí)之間進(jìn)行；必須遵循一定的“選擇定則”：第十三頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日共振線：元素由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最易發(fā)生，需要的能量最低，產(chǎn)生的譜線也最強(qiáng)，該譜線稱為共振線，也稱為該元素的特征譜線；第十四頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日2.分子光譜原子光譜為線狀光譜分子光譜為帶狀光譜原子光譜圖分子光譜圖第十五頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日2.1分子中的能量分子中原子的核能：En分子的平移能：Et電子運(yùn)動(dòng)能：Ee原子間相對(duì)振動(dòng)能：Ev分子轉(zhuǎn)動(dòng)能：Er基團(tuán)間的內(nèi)旋能：EiE=En+Et+Ee+Ev+Er+Ei在一般化學(xué)反應(yīng)中，En不變；Et

、Ei較?。籈=Ee+Ev+Er

第十六頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日雙原子分子能級(jí)圖：分子中價(jià)電子位于自旋成對(duì)的單重基態(tài)S0分子軌道上，當(dāng)電子被激發(fā)到高能級(jí)上時(shí)，若激發(fā)態(tài)與基態(tài)中的電子自旋方向相反，稱為單重激發(fā)態(tài)，以S1、S2

、······表示；反之，稱為三重激發(fā)態(tài)，以T1、T2

、······表示；第十七頁(yè)，共十九頁(yè)，2022年，8月28日2.2躍遷類型與分子光譜紫外-可見(jiàn)吸收光譜：由純電子躍遷引起紅外吸收光譜：是由于分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷引起，也稱振轉(zhuǎn)光譜；熒光光譜：是在紫外或可見(jiàn)光照射下，電子躍遷至單重激發(fā)態(tài)，并以無(wú)輻射弛豫方式回到第一單重激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其他振動(dòng)能級(jí)所發(fā)出的光；磷光：是指處于第一最低單重激發(fā)態(tài)的分子以無(wú)輻射弛豫方式回到第一最低三