光化学一章
第一章 绪论(分析化学人民卫生出版社第8版)
第一章 绪论
《 第一章 绪论 》
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分析化学 （Analytical Chemistry）
什么是分析化学？
What
Why
为什么要学习分析化学
？
如何学习分析化学？
How
《 第一章 绪论 》
- 2/33页 -
目录
CATALOG
01 分析化学的定义、任务及其特点
02 分析化学的作用和发展趋势
◈实验性强 ：
强调动手能力、培养实验操作技能， 提高分析解决实际问题的能力。
◈综合性强：
涉及化学、生物、电学、光学、计 算机等,体现能力与素质。
分析化学工作者应具有很强的责任心
《 第一章 绪论 》
特点
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分析化学的作用及发展趋势
1991年IUPAC国际分析科学会议主席E.NIKI 教授所说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类 在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环 境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步 的关键问题的解决主要依赖于分析科学。
《 第一章 绪论 》
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教学要求和成绩评价
掌握
定性、定量和结构分析的基本原理。
掌握
分析测试的基本方法和操作技能。
培养
《 第一章 绪论 》
学生实事求是的科学态度和严谨细致的工作 作风，为后续专业课程打下良好的基础。
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习题
1、分析化学的英文名称是（ ）
A
A、analytical chemistry
医药卫生
临床检验：血液、尿液等指标的检测。
《 第一章 绪论 》
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分析化学的作用及发展趋势
光化学知识点总结
光化学知识点总结一、光化学基本原理1. 光的性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光的波长和频率决定了光的颜色和能量。
光的电磁波特性将在后文中对光的分子间作用和光合作用等方面有重要应用。
2. 光的吸收物质吸收光的能量后，电子会被激发到一个较高的能级，形成激发态。
激发态的电子具有较高的能量，可以参与化学反应。
光的吸收将在光合作用和光敏化合物中有着重要应用。
3. 光的辐照当物质受到光的辐照时，光的能量将被转化为物质的化学能。
光的辐照对光催化反应、光解反应等过程有着重要作用。
4. 光的作用光能激活分子，促进化学反应的进行。
光化学反应是指光能激活分子，使其发生化学变化的过程。
二、光合作用光合作用是光能转化成化学能的重要过程，是植物生长和生活的基础。
1. 光合色素叶绿素是植物中最重要的光合色素之一，它具有吸收光的能力，可以将光能转化成化学能。
光合色素会在光的作用下发生光合作用，将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气。
2. 光合作用的过程光合作用是一个复杂的生物化学过程，包括光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体中的类囊体内，叶绿体中的光合色素将光能转化成化学能，产生ATP和NADPH。
这些能量将在暗反应中用于合成葡萄糖和其他有机物。
3. 光合作用的意义光合作用能够将光能转化成化学能，是植物生长和生活的基础。
光合作用产生的葡萄糖和氧气为植物提供能量，也为其他生物提供食物和氧气。
三、光催化反应光催化反应是指在光的作用下催化剂促进化学反应的进行。
光催化反应具有高效、温和、环保等特点，在环境保护、能源转化等领域有着广泛的应用。
1. 光催化剂光催化剂是一类可以吸收光能的物质，它可以将光能转化成化学能，促进化学反应的进行。
光催化剂在光解反应、有机合成、环境净化等方面有着重要的应用。
2. 光解反应光解反应是一类光催化反应，通过光的能量将化学键断裂，产生离子、自由基等反应物。
光解反应在环境净化、水处理、氢能源等方面有着重要应用。
数字摄影技术 第1章 摄影简史
（三）火棉胶的使用
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
“火棉胶摄影法”
以往的摄影技术由于曝光时间长，不适宜人像的摄影。在世界摄影史 上1851可以说是划时代的一年，阿查（Archer）在《密斯特杂志》上发表
了“火棉胶摄影法”。
（三）火棉胶的使用
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
“火棉胶摄影法”
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
查恩所著的《远隔光线曲折
学的人工眼》一书里图解了
几种旅行用的小型暗箱。弯 曲型暗箱的高和宽都是9英 寸，长2英尺。使用乳白色 玻璃的焦点板，为了避免反 射，箱子的内部和镜头的内 侧都涂成黑色。它成为十九 世纪照相机的原形。
十九世纪照相机的原形。
二、光化学
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
1657年出版的《光学魔术》一书里，记载了一位从西班牙旅 游归来的旅行家，他有一架用一只手能够提动的暗箱。之后彪尔次 堡大学教授萧特制作了一种暗箱，它是由大小两个箱子组成，把小 箱子套进大箱子来调整焦点。而其镜头的套筒内装有两块凸透镜， 只要调节镜头就可以获取正像。这就是照相机的最原始的雏形了。
1685年彪尔次堡修士
（五）彩色软片的诞生
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
“减色法”
在19世纪对于彩色摄影贡献最大要数欧伦，在他所著的一本名为
《彩色摄影及其问题的解决法》里首次提出了“减色法”。他说：“色 素吸收从光线反射色以外的所有色彩。
（五）彩色软片的诞生
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
（四）软片
第 一 节 摄 影 技 术 的 发 展
硝化纤维素软片
1887年天主教修士古德温（Goodwin）发明了质地更薄的硝化纤维素 软片（胶卷），并取得了专利权。
平流层光化学
环科院 焦岩
平流层中几个主要物种族循环
?源分子：
?在对流层相对寿命较长，进入平流层后，发生解 离，产生自由基。（ H2O,N2O,CH4/CFCs）
?活性基：
?由源分子产生的中间体，寿命短，引发反应。
?HOx (OH,HO2),NOx (NO,NO2),ClOX(Cl,ClO) ?储库分子：
?活性基与其它物种分子结合，生成稳定的长寿命 分子，使链反应中止。
?HNO3,HCl, ClONO 2,N2O5
第三章 平流层的光化学
环科院 焦岩
奇氢族的循环
?平流层奇原子氢 HOx主要产生机制：
O(1D)+H 2O ? 2OH
O(1D)+H 2 ? OH+H
O(3P)+H 2O ? 2OH (不能发生)
?平流层奇原子氢 HOx主要消耗机制：
HO 2 ? OH ? H 2O+O 2
3. O 3 ? h? ? O(3P) +O 2 (1? g ) 310< ? <350nm
O3 的弱选择吸收带－ Huggins 带 4. O 3 ? h? ? O( 3P) +O 2 (3? g ) 450< ? <750nm
O第三章3的平流弱层的吸光化收学 带－ Chappuis 带
环科院 焦岩
2. O 2 ? h? ? O( 3P) +O( 3P)
中间层中部
176< ? <195nm
3. O 2 ? h? ? O( 3P) +O( 3P) 185< ? <242nm
Herzberg 连续带 平流层
平流层奇原子氧的主要来源，对决定O平3浓流度层起主要作用
第十三章：光化学反应..
光化学发光反应的类型
发光类型通常分为闪光型（flash type）
和辉光型（glow type）两种。闪光型发光时
间很短，只有零点几秒到几秒。辉光型又称
持续型，发光时间从几分钟到几十分钟，或
几小时至更久。
不是光反应的化学发光
化学反应中以传热发射光的形式释放其反应 能量时发射的光。如氧和乙炔反应发出明亮的光， 氨基苯二酰一肼与过氧化氢反应呈现出蓝绿色的 光;此外,甲醛、乙醛、丙烯醛、葡萄糖和胆甾醇 在乙醇碱溶液中被氧化，以及某些硫的化合物氧 化反应后都能产生化学发光。还有一种发生在生 物体中的特殊化学发光，称之为生物化学发光， 例如萤火虫体内的荧光素在荧光素酶的作用下与
萤火虫发光原理
发光原理是萤火虫发光器的部位有一种含磷的发
光质与一种催化酵素。其发光器上会有一些气孔，由
气孔引入空气后，发光质就会透过酵素的催化与氧进
行氧化作用。然后透过这样的机制来发出的光称为萤
光。在常温、常压下，这种复杂的氧化还原反应是连
续性进行着。萤火虫的光没有伴随热，能量和效率非
常高。约2～10％的能量转为热量，而其余能量完全
某种常温物质经某种波长的入射光（通常是
紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发
态，并且立即退激发并发出比入射光的的波
长长的出射光（通常波长在可见光波段）；
而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即
消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧
光。
荧光分析仪器可分为目视、光电和分光三种类型
荧光分光光度计是用于扫描荧光标记物所发出的荧
空气发生氧化反应而发光。
光化学发光的应用
1、用来做分析化学仪器的光源，用于研究分子光 谱和分子结构，从而研究化学反应的过程、机理、
沈阳药科大学高等有机化学课件胡春版——第一章绪论
（1）分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成； （2）组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可以组合 成几个分子轨道。
（3）原子轨道组合成分子轨道遵守最大重叠原则，能量近似 原则，对称性匹配原则。
（4）电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似。
(1915) • 1912, F. Pregl有机化合物微量分析方法(1923) • 1901-1903, A Windaus甾体化合物的结构和与维生素D的关系
(1928) • 1924-1940, R. Robinson生物碱、青霉素结构 （1947） • 1948-1956, D. C. Hodgkin维生素B12结构(1964) • 1953, F. Sanger蛋白质结构(1958) • 1953, J. D. Watson和 F. H. C. Crick发现DNA双螺旋结构(1962)
高等有机化学电子教案1胡春高等有机化学物理有机化学2有机立体化学有机合成化学高等有机化学高等有机化学第1章概论第2章立体化学第3章第3章有机反应总论有机反应总论3第4章饱和碳原子的亲核取代反应第5章烯烃的加成反应第6章消除反应第7章芳香性高等有机化学第8章芳香亲电取代反应第9章羰基的加成反应及相关反应第10章第0章分子重排反应分子重排反应4第11章协同反应第12章自由基反应第13章有机光化学第一章概论511有机化学发展概况一有机化学的研究范畴1
学
12
§1-2 现代共价键理论
一、原子轨道和化学键
1. 原子轨道和电子云 • 共价键由成键电子所在原子轨道重叠形成。 • 原子轨道（φ）：电子在原子核外空间运动状态函数。 • 电子云（φ2） ：电子在核外空间运动出现的几率密度。 • s轨道围绕原子核呈球形对称，p轨道呈哑铃形。 • 原子轨道图中“+”、“-”表示波函数位相，并不代表 电荷。 • 原子轨道中电子排布遵守Pauli不相容原理，能量最低原 理，Hund规则。
光化学反应的基本原理
光化学反应的基本原理光化学反应是指在光照条件下发生的化学反应，是光能转化为化学能的过程。
光化学反应在自然界和工业生产中都有着重要的应用，如光合作用、光催化反应等。
光化学反应的基本原理主要包括光激发、电子转移和反应动力学等方面。
一、光激发光激发是光化学反应发生的起始阶段，也是光化学反应的基本原理之一。
当分子或原子吸收光子能量后，电子会从基态跃迁到激发态，形成激发态分子或原子。
在激发态下，分子或原子的化学性质会发生改变，从而促使光化学反应的进行。
光激发的过程中，光的波长和强度对反应的速率和选择性都有重要影响。
二、电子转移电子转移是光化学反应中的关键步骤，也是光化学反应的基本原理之一。
在光激发后，激发态分子或原子中的电子会发生转移，从而引发化学键的断裂或形成。
电子转移过程中，通常会涉及到自由基的生成和消除，以及电子的重新排列等反应。
电子转移的速率和方向对光化学反应的进行起着至关重要的作用。
三、反应动力学反应动力学是描述光化学反应速率和机理的理论基础，也是光化学反应的基本原理之一。
光化学反应的速率受到光照强度、反应物浓度、温度等因素的影响。
根据反应物质的浓度变化和反应速率的关系，可以推导出反应的速率方程和反应级数。
通过研究反应动力学，可以揭示光化学反应的机理和规律，为光化学反应的控制和优化提供理论依据。
四、光合作用光合作用是自然界中最重要的光化学反应之一，是植物利用光能合成有机物质的过程。
在光合作用中，叶绿素吸收光能后，激发电子跃迁到激发态，通过电子转移链和ATP合成酶等酶的作用，最终将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
光合作用不仅是植物生长和发育的基础，也是维持地球生态平衡的重要环节。
五、光催化反应光催化反应是利用光能促进化学反应进行的过程，是光化学反应在工业生产中的重要应用之一。
通过选择合适的光催化剂和反应条件，可以实现一系列有机合成、环境净化、能源转化等反应。
光催化反应具有反应条件温和、选择性高、产物纯度好等优点，受到广泛关注和应用。
化学反应动力学-第九章-光化学反应动力学
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一、光化学反应的基本特点
所有的原子或分子都可以吸收可见光、紫外线或 真空紫外线波长范围的光。吸收光子的同时,使 原子核周围的电子发生重排。即把电子从所占有 的较低能量的轨道激发到未占有的较高能量的轨 道上,电子重排只能引起一种形式激发态分子的 微小变化,而这种激发态分子多半可能通过发射 荧光或者碰撞失去它的电子能变成基态分子,即 又变成了正常电子状态的分子。
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一、光化学反应的基本特点
2.光量子 光束是光子流,即量子流。换句话说,光束被认为 是一束能量。光子没有静止质量,但是它具有特
定数量的能量ε,这个能量与光的频率有关,用普
朗克关系式表示如下: h
分子以单个量子的形式吸收光,它吸收光子的能 量形成激发分子,利用上式,可以计算光子的能量
只能按着一个单位数而改变。
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一、光化学反应的基本特点
此外,对于双原子分子,为了吸收辐射,它必须是 不对称的,因此,HCl 分子存在红外活化作用,而 N2 分子却没有。多原子分子具有一个以上的振 动状态,它们通常吸收红外辐射。对于某些对称 的分子如CO2,由于某种振动破坏了它们的对称 性,结果也可以吸收红外辐射。此外,多原子分子 的振动状态可以单独或者一起被激发。
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一、光化学反应的基本特点
因此,从激发态到产物的选择余地也就更大,特 别是当受激分子的产物是能量较高的自由基或 存在应力作用的环状化合物时,更是如此。而 从基态形成这类产物,虽然并不是绝对不可能, 但往往要困难得多。这就是电子在分子中的状 态不同,所造成的化学反应能力上的差别。
上一内容
第一章 光化学基础ppt课件
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16
光对分子的作用
➢ 由于分子平动时电偶极不发生变化，因而不吸收光，不产生 吸收光谱。
➢ 与分子吸收光谱有关的只有分子的转动能级、振动能级和电 子能级。
➢ 每个分子只能存在一定数目的转动、振动和电子能级。
➢ 和原子一样，分子也有其特征能级。在同一电子能级内，分
一 般 来 说 ， 光 化 学 有 效 的 光 的 波 长 范 围 为 1001000nm，但由于受光窗材料和化学键能的限制，光化 学 中 通 常 适 用 的 光 的 波 长 范 围 为 200-700nm ， 其 中 200nm是石英光窗材料的透射限。
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13
光化学第一定律
光化学第一定律指出，只有被分子（原子、离 子）吸收的光才能诱发体系发生化学变化。当分子 吸收光子被激发到具有足以破坏最弱化学键的高能
子因其振动能量不同而分为若干“支级”，当分子处于同一
振动能级时还因其转动能量不同而分为若干“支级” (图
1.1) 。
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17
光对分子的作用
图1.1 分最新子版的整理能ppt级图
18
光对分子的作用
分子能级的差别：
➢ 转动能级间的能量差最小，一般小于0.05eV；
➢ 振动能级间的能量差一般在0.05~1.00eV之间；
• 1972 年Fujishima 和 Honda 报道采用TiO2 光电极与铂电 极组成光电化学体系来使水分解为氢和氧，这一发现对光 化学的发展和应用有着重要的意义。
• 1977 年, Frank 和Bard首先验证了用TiO2分解水中氰化物 的可能性, 光催化氧化技术在环保领域的应用成为研究的 热点。
第十三章：光化学反应汇总
12
激发态失活的三种方式：
S2
S1 hv
IC IC hvf
S0
ISC hvp
ISC
激发、失活过程示意图
1、非辐射失(IC/ISC). 2、辐射降级. 3、分子间的能量传递.
T1
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
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例: 二苯甲酮
二苯甲酮是很好的三线态光敏剂，系间窜跃效率 高，T1能量也很高，可以光敏化很多分子。
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
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电子激发的类型
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
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羰基化合物的多种激发方式：
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
11
激发态的失活
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
第十三章：光化学反应
1 光化学反应概述 2 光化学反应一般原理 3 重要的光化学反应 4 光化学反应危害 5 化学发光 6 分子荧光分光光度计
光化学反应概述
光化学反应: 物质一般在可见光或紫外线的照
射下而产生的化学反应，是由物质的分子吸收光 子后所引发的反应。所谓光化学反应是指由一个 原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发 的化学反应（光化学第二定律）。
。
2020/6/27
Advanced Organic Chemistry
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2 光化学反应一般原理
光化学反应所满足的定律：
1、Gratthus-Draper光化学第一定律：只有被分子 吸收的光能才能有效地引起光化学反应。 2、Einstein-Stark光化学当量定律：一个分子只 有吸收一个光子后才能发生光化学反应。
光化学-4-无辐射跃迁
无辐射跃迁过程的图示
IC TS S2 S1 S3
ST IC T3 IC T2
IC TS S0 T1
影响无辐射跃迁因素
Franck-Condon积分 无辐射跃迁也是垂直跃迁。S1与T1或S0的构型越相近， Franck-Condon重叠积分越大，则从S1到T1或从S1到S0的 跃迁越容易发生。 能态密度
E RT
系间串越的速率常数和量子产率的影响因素
（2）重原子的影响 分子内的重原子是有机物的荧光量子产率φf降低， 使其系间串越的量子产率φST增加。这是由于重原子使系 间串越速率常数提高的结果。 有机物 萘 1-氟萘 1-氯萘 1-溴萘 1-碘萘 kf 106 106 106 106 106 kst 106 106 108 109 1010 kp 10-1 10-1 10 50 500 kts 10-1 10-1 10 50 500
4.2 内转换
内转换包括Sn →Sn-1和Tn →Tn-1两类。
高能激发态向低能激发态内转换速 率很高（能隙小），速率常数可达 1011~1013/S，而从S1 →S0的内转换较慢 （速率常数~108/S ）。最重要的内转换 是S1 →S0。
内转换速率常数的影响因素
1、分子结构 分子内振动是无辐射跃迁的促进剂和受体。刚性 的提高使内转换的速率常数kIC减小。相反，增加分子 内振动，导致内转换速率常数增加。 Ermolev规则：对于刚性的芳烃分子，φf+φst≈1，内转 换的量子产率接近零。
实际上，能隙越大，始态与终态的构型就会相差越大， 始终态波函数的重叠必然越小，也必然影响Franck-Condon 积分。 选律
无辐射跃迁的选律与辐射跃迁是相反的。u→u和g→g 允许，而u→g和g→u是禁阻的。即始态与终态分子轨道对映 性不变的无辐射跃迁是允许的，对映性改变的无辐射跃迁是 禁阻的。
第一章 紫外光谱
精选2021版课件
18Eσ* Nhomakorabeaπ*
π
* 4
π
* 3
n
π
π2
π1
σ
C-C C=C C=O
C=C-C=C
能级跃迁图
精选2021版课件
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三、 分子吸收光谱的表达(紫外光谱图)
UV：A~λ；IR：T~ v 有时仅记录吸收峰的相关参数：λmax和εmax
Ultraviolet Absorption Spectrometry
3. B吸收带（Benzenoid）：苯环π→π*跃迁产生，
230-270nm ， 中 心 在 256nm 处 ， 宽 而 弱 ， 有 精 细 结
构，是苯环的特征吸收ε约220
4. E吸收带（Ethylenic）：芳环中碳碳双键π→π* 跃迁产生，在184(E1)（ ε约60000）和204(E2)nm 处（ ε约7900）。
精选2021版课件
10
二、分子能级图
1. 分子能级
分子的总能量：
E = Et + Ee + Ev + Er 其中：Et（平动动能）是连续的，分子光谱 主要取决于Ee（电子能量）、Ev（振动能量） 和Er（转动能量） 的变化，即：
E = Ee + Ev + Er 这些能量都是不连续的、量子化的
分子能级图：
吸收带： K带； R带 含硫化合物：类似于醇、醚和羰基化合物，
吸收带λmax较大。
精选2021版课件
52
二、共轭双键化合物
跃迁类型： σ→σ*；π→π*； (n →π*)
吸收谱带： K（、R）吸收带
Woodward等人提出了一套计算此类化 合物π→π*跃迁的λmax的方法，可用于确定 此类化合物的可能结构。
第一章 光化学基本原理
1.5.7 Jablonski图解
上述激发态失活的过程可总结在Jablonski图中， 该图表示出体系状态转变时可能出现的光化学和光物 理过程。
a，吸收； f，荧光； p，磷光； ic, 内转换； isc, 系间窜越； ET，能量传递； ELT，电子转移； chem, 化学反应
1.6 光化学发展的趋势
1.4.6 自旋选择定则
在电子跃迁过程中电子的自旋不能改变，符合这 一规则的跃迁，如单重态→单重态、三重态→三重态 跃迁是允许的，违背这一规则的跃迁，如单重态→三 重态和三重态→单重态跃迁是禁阻的。
1.4.7 宇称禁阻
宇称禁阻有跃迁所涉及的轨道的对称性决定，分 子轨道的对称性取决于所描述分子轨道的波函数在通 过一个对称中心反演时符号是否改变。波函数分为对 称的（g）和反对称的（u）两类。通过对称中心反 演，分子轨道的波函数改变符号，称为反对称的；如 果不改变符号，称为对称的。选择规则指出u→g和 g→u的跃迁是允许的，而g→g和u→u的跃迁是禁阻
1.5.2 辐射跃迁
分子由激发态回到基态或由高级激发态到达低级 激发态，同时发射一个光子的过程称为辐射跃迁，包
括荧光和磷光。
荧光 荧光是多重度相同的状态间发生辐射跃迁所产生 的光，这个过程速度很快。有机分子的荧光通常是 S1→S0跃迁所产生的，虽然有时也可以观察到S2→S0 （例如某些硫代羰基化合物）的荧光。当然由高级激 发三重态到低级激发三重态的辐射跃迁也产生荧光。
1.3.3 激发态的能量
激发态的能量是决定激发态的化学和物理性质的另 一个最重要的因素。对于同一电子组态的激发态，单重 激发态的能量比三重激发态的能量要高，这是因为自旋 相同的电子间的排斥力比自旋不同的电子间的排斥力 小，这和洪特规则——原子的电子组态应具有最大的多 重度——是一致的。单重和三重激发态的能量差值的大 小取决于所涉及轨道的空间重叠程度。
大学化学 分光光度法
A4 A3 A2 A1 用于溶液中多组分测定
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18
本章目录
三、对朗伯-比尔定律的偏离
根据朗伯－比尔定律，以A对c作图，应为一通 过原点的直线，通常称为工作曲线（或标准曲线）。 有时会在工作曲线的高浓度端发生偏离的情况，这种 现象称为对朗伯－比尔定律的偏离。
引起这种偏离的因素（两大类）： （1）物理性因素：单色光纯度不够； （2）化学性因素：溶液中化学反应
图中查出未知液的浓度。
A
Ax
c1 c2 c3 c4 c5 cx A1 A2 A3 A4 A5 Ax
cx
标准曲线图
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c
31
本章目录
例：Fe2+含量的测定
原理： Fe2+离子在pH=3～9的水溶液中与邻菲罗啉生
成稳定的橙红色的[Fe(C12H8N2)3]2+，本实验就是利用 该反应来测定溶液中的铁的含量。
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3
本章目录
一、 光的基本性质
光具有波粒二象性，即波动性、粒子性。
Ehh c
根据波长的不同，可分为： 紫外光区：200nm ～ 400nm 可见光区：400nm ～ 750nm 红外光区：750nm ～ 250μm
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4
本章目录
二、 物质对光的选择性吸收
1.光的互补
具有同一波长的光称为单色光。 不同波长组成的光称为复合光。
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21
本章目录
仪器
紫外-可见分光光度计
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22
本章目录
§11.4 显色反应和显色条件的选择
显色反应和显色剂
在分光光度分析中，常利用显色反应把待测组分X 转变为有色化合物，然后再进行测定。
高中化学第一册常见知识点整理 — — 章节
高中化学常见知识点整理——章节第一章认识化学科学1、化学的定义，化学的特征？研究对象？2、研究物质性质的基本方法有哪些？观察、实验、分类、比较如：实验室要区分Na2CO3和NaHCO3固体的异同要用到哪些实验方法？（观察、实验、比较）3、研究物质性质的基本程序？4、化学反应的类型？溶解性表？（1）四种基本反应类型：置换、分解、化合、复分解（2）氧化还原反应，它们之间的关系？（3）K＋、Na＋、NH4＋、NO3―溶；硫酸除Ba2+、Pb2+、微溶Ca2＋和Ag＋；盐酸除Ag＋、Hg＋；碱是K＋、Na＋、Ba2+溶Ca2＋微溶5、Na的物理性质？钠、钾、锂、NaOH 的保存？钠是银白色，有金属光泽、密度小、质软的固体。
钠钾保存在煤油中，锂保存在石蜡中。
不能用磨口玻璃塞，应用橡胶塞。
原因是：防止塞子跟瓶口粘在一起。
6、Na在空气中燃烧时为什么同时有黑色物质生成？Na跟空气中的CO2反应生成C，4Na + CO2 △2Na2O + C7、碱金属的递变性？（密度、熔沸点、活泼性？）随核电荷数的增加，密度增加，熔沸点降低，活泼性增加。
8、Na跟水反应的现象及离子方程式。
浮、游、响、熔、变。
浮：浮在水面上；熔：熔成闪亮的水球；游：小球四处游动；响：发出咝咝的响声；变：滴加酚酞的溶液变成红色。
9、Na 跟CuSO4反应的现象及方程式？除有“浮、游、响、熔”现象外，还有蓝色沉淀生成。
2Na + CuSO4 + 2H2O = Na2SO4 + C u(OH)2 + H2↑10、工业上如何制备Na、Mg、Al、写出化学方程式。
(1)工业上制备Na是电解熔融的NaCl,2NaCl 电解2Na + Cl2↑(2)工业上制备Mg是电解熔融的MgCl2,MgCl2电解Mg + Cl2↑(3)工业上制备Al是电解熔融的Al2O3 .2Al2O3电解4Al + 3O2↑11、钠及其化合物常见的化学方程式：钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的有关反应。
光化学过程强化
光化学过程强化
"光化学过程强化"通常指的是通过引入光的能量来增强或促进
化学反应的过程。
这种方法在许多科学和工程领域中都有广泛的应用，尤其是在光化学、光催化和光电化学等领域。
以下是一些与光化学过程强化相关的方面：
光催化反应：利用光能激发催化剂，加速化学反应的进行。
例如，使用半导体材料或贵金属纳米颗粒作为催化剂，通过光照激发催化剂表面的电子，从而促进反应。
光电化学：将光能转化为电能的化学过程。
光电化学通常涉及到在光照条件下，通过光生电子和电子传递来实现化学反应，例如光电池中的光生电荷分离。
光降解：一些有机物质在光照条件下会发生光降解，即通过光照引起的化学反应使分子结构发生改变。
光化学合成：利用光能促进有机或无机分子的合成过程。
通过选择合适的光源和反应条件，可以实现对特定产物的选择性合成。
光解离：分子在光照条件下吸收光能，导致分子内部键的断裂，
从而引发化学反应。
这些光化学过程强化的应用领域涉及能源转换、环境保护、有机合成等多个方面。
通过光的引入，可以更精准、高效地控制化学反应，具有绿色、可持续的特点。
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3.4 市场上可以获得的光源
续1
续2
续3
3.5 同步辐射光源
提供真空紫外光。 真空紫外光可以引发高能过程，包括高
激发态和光电离过程。
3.6 单色辐射的获得
在光源的前面加各种滤光片、干涉滤光
片、使用有光栅单色仪的分光仪器等。
3.7 光强的测量
太多数实验室采用相对的测量方法，这
温度对应。缺点为对室温有很大的敏感 性。 光电池：容易带来噪声问题。 光电倍增管：适合弱光的检测（PMT）
4.1 光化学反应、实验装置
光源发出的光经聚焦、滤光、穿过反应
装置后由热堆、光电池等检测反应器中 的吸光度。
激光扫描现场微区光电化学显微图像（In-situ PEM )测试系统示意图
1.3 光压
研究慧星时就提出了光辐射应当给被照
物一定的压力---光压。 后经麦克斯韦、列别捷夫和盖拉赫等发 展，指出光子不仅有能量也有动量，它 是物质的一种形式。
1.4 偏振光
经典物理指出：由电偶极子振动所产生
的光辐射是线偏振光或称平面偏振光， 其中光的电场强度和符号随时间而改变， 但电场的方向却不变。 实际光源的电矢量永远垂直于光的传播 方向，但取向随时间是无规则变化的。 自然光、太阳辐射、各种非相干辐射源 所产生的光都是这样的。
第一章
光和光化学技术基础
一、光的基本性质 二、光学光谱区 三、光源 四、光化学实验技术 五、思考题
1. 光的基本性质
有关光性质的研究已经有300多年的历史，
它和经典物理学和近代物理学的发展始 终是密切相关的，研究证明，光具有二 重性，即既可看成是显示波动性的电磁 波，也可看成显示微粒性的光量子。
1.2 光电效应
赫兹发现光电子发射后，經典电磁理论
无法解释：发射的光电子数与入射光强 成比例，但光电子动能与入射光强无关， 仅与入射光的频率成正比。 1905 年爱因斯坦发展了普朗克的量子论， 指出辐射场也是量子化的，它的吸收量 也只能以量子hν(光子)来进行，并由此给 出了光电效应方程。
某几个置带或谱线区的光。主要有高压 汞灯，低压汞灯，脉冲式高压氙灯（用 于光解反应或作为激光的光泵）。 参看书本第20页
高压氙灯
3.3 常用的激光器
激光器的特性
高单色性。 脉冲宽度可以很窄，适合于时间分辨 短脉冲可产生高峰值功率。 光束面积小，峰值光强可很高。
高方向性。
电磁波谱
2.2光学光谱区各频段的性质
ຫໍສະໝຸດ 红外线频率范围3×1011Hz—4×1014Hz。任何物质 都可以吸收和辐射红外线。 可见光谱范围3.84×1014---7.69 ×1014 HΖ。可见光 一般由原子和分子中的外层电子重新排列而产生， 植物光学作用、生物视觉都是利用了可见光。 紫外线波段范围8×1014----3×1017Hz (光子能量 3.2ev-1.2×103ev)。光子能量与许多化学反应的能 量在同一量级，大气中的臭氧吸收掉太阳的小于 3000Å的紫外辐射。
时用已知能量光谱分布的标准灯。 物理方法：用光辐射探测器，常用的有 热探测器（如真空热电堆）、光电池、 光电倍增管（光阳极表面具有选择吸收 特性）。 化学方法：使用化学露光剂，常用草酸 铁钾[ K3Fe(C2O4)3· 3H2O ]和草酸双氧铀。
物理方法测光强的优缺点 fan
热堆：测前后结点间产生的电热差并与
4.2 光化学中间体
光化学中间体包括：原子、自由基和离
子等因光体而产生的碎片等物种；这些 碎片的激发态；吸光物质产生的激发态 以及它参与的荧光、磷光及无辐射跃迁 等过程。
4.3 光化学中间体的鉴定与测定
光学光谱技术，特别在可见和紫外波段
范围内通常是检测中间体的最灵敏和最 有效方法之一。 发光、吸收、激光拉曼光谱、光电离方 法、磁共振技术。
电磁辐射
偏振光的产生
fan
起偏过程：使光束产生某种行式的不对
称性并选择某种偏振态。 起偏器：起偏器都是基于二向色性（或 选择吸收）、反射、散射及双折射四种 物理机制之一而产生起偏作用的。
2.1 光学光谱区
由红外线经过可见光到紫外线这一频段
将为光学光谱区，它仅是宽广的电磁波 谱的一个小频段。
电磁波谱其它频段光的性质
射频波段高频端用于电视和无线电广播。 微波由原子内层电子跃产生（30
cm-
1mm）可以穿透大气。 高频段包括了X射线、γ射线等
2.3 光子能量单位
fan
波数：每厘米长度内波的数目称波数。
电子伏特：一个电子伏特表示一个电子
在一伏特电位降的场中所获能量。 1 ev=8066cm-1≈23kcal· m-1≈97kJ· mol-1 1光子/秒=12389.52/ λ电子伏特，其中波 长λ的单位为电子伏特。
4.4 时间分辨和高分辨光化学 fan
时间分辨技术是由２０世纪５０年代
Norrish和Porter建立闪光解开始。
思考题
1、光的性质、特点 2、光源的种类、特点、应用 3、光强的测定方法 4、光化学研究方法、研究领域
THE
END
3.1 光源的作用和种类
光化学研究中光既是能量的来源，也是研究
光化学反应动力学的信息源。 光源可分为两大类：非相干辐射源和相干辐 射源。 非相干辐射源：黑体、太阳、白炽灯、普通 的气体放电灯、脉冲闪光灯等。 相干辐射源：各类连续工作和脉冲工作的激 光器。
3.2 常用非相干辐射源能谱分布
1.1 黑体辐射
理想黑体可吸收照射其上的全部能量，而与入射光波长无关。 基尔霍夫定律：一个好的吸收体也是一个好的发射体。 理想的黑体辐射源可由一大的球行腔做成，内壁是黑的，可吸 收可见和不可见光区的全部辐射，辐射由腔壁上的一个小洞发 射出来。 实验用黑体都是近似模拟的。一个可加热的炉子，炉腔内再放 一个带小孔的耐热空心壳，炉子加热，空心壳通过小孔发射能 量。辐射能量分布与炉温度有关。 经典物理的研究结果：W= σT4 ， λmaxT=2.8978×10-3 米· 开 能量量子化 ：普朗克假设一个原子谐振子只能吸收或发射不连 续 的 一 份 一 份 的 能 量 ， 揭 示 了 能 量 量 子 化 ， h=(6.6256±0.0005)×10-34焦耳· 秒
各种非相干光源所辐射的都不是单色光。 属热辐射类型的黑体、太阳、白炽灯都
具有连续光谱。
太阳光
白炽灯
白炽钨丝灯所辐射的连续谱和黑体辐射
相近，适合于产生可见光。 如要得到足够强度的紫外波段的光，其 工作温度往往需要非常高，可在灯中加 入少量的碘。
电弧灯
有些气体放电灯可提供能量基本集中在