原子光谱与分子光谱

大，寿命长；
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3.跃迁类型与分子光谱
分子光谱复杂，电子跃迁时带有振动和转动能级跃迁； 分子的紫外-可见吸收光谱是由纯电子跃迁引起的，故 又称电子光谱，谱带比较宽； 分子的红外吸收光谱是由于分子中基团的振动和转动能 级跃迁引起的，故也称振转光谱； 分子的荧光光谱是在紫外或可见光照射下，电子跃迁至 单重激发态，并以无辐射弛豫方式回到第一单重激发态的最 低振动能级，再跃回基态或基态中的其他振动能级所发出的 光； 分子的磷光是指处于第一最低单重激发态的分子以无辐 射弛豫方式回到第一最低三重激发态，再跃迁回到基态所发 出的光；
3. 共振线
元素由基态到第一激发 态的跃迁最易发生，需要的 能量最低，产生的谱线也最 强，该谱线称为共振线 ，也 称为该元素的特征谱线；
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二、 分子光谱
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
原子光谱图
分子光谱图
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1.分子中的能量
E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En
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，其运动状态用总角量子数L；总 自旋量子数S；内量子数J 描述；
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总角量子数
L=∑ l 外层价电子角量子数的矢量和，(2 L +1)个 L=| l 1+ l2 | ， | l 1+ l2 -1|，· · · · · · ， | l 1 - l2 | 分别用S，P，D，F · · · · · · ，表示:
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 钠原子的双重线
Na 5889.96 ; 32S1/ 2 — 32P3/ 2；
Na 5895.93 ; 32S1/ 2 — 32P1/ 2；
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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为整数，包括零； （2）总角量子数的变化ΔL = ±1； （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；
分子的平移能：Et
电子运动能： Ee 原子间相对振动能： Ev 分子转动能： Er 基团间的内旋能： Ei
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er 分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率： ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
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2.双原子分子能级图
（4）总自旋量子数的变化ΔS =0 ，即不同多重性状态wk.baidu.com间的
跃迁被禁阻；
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2. 能级图
元素的光谱线系常用能级 图来表示。最上面的是光谱 项符号；最下面的横线表示 基态；上面的表示激发态； 可以产生的跃迁用线连接； 线系：由各种高能级跃迁
到同一低能级时发射的一系
列光谱线；
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内容选择：
第一节 光分析基础
fundamental of optical analysis
第二节 原子光谱与分子光谱
atom spectrum and molecular spectrum
第三节 光谱法仪器与光学器件
instruments for spectrometry and optical parts
结束
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分子中价电子位于自旋成 对的单重基态 S0 分子轨道上
，当电子被激发到高能级上
时，若激发态与基态中的电 子自旋方向相反，称为单重
激发态，以S1 、 S2 、· · · · · · 表
示；反之，称为三重激发态 ，以T1 、 T2 、· · · · · · 表示；
单重态分子具有抗磁性；
三重态分子具有顺磁性； 跃迁 至 单重 激 发 态的几 率
L=0，1，2，3，· · · · · · ，
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： l 1= l2 =1； L=2，1，0；
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总自旋量子数 ：
S =∑ s ；外层价电子自旋量子数的矢量和， (2 S +1)个 S=N/2，N/2-1，……或1/2，0 （N是价电子）
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例：钠原子，一个外层电子， S =1/2；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；
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内量子数 ：
S =0，±1，± 2，· · · · · · ±S或 S = 0 ，±1/2，3/2 ，· · · · · · ±S
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 =0 ， ±1 ； 3个不同值； L与S之间存在相互作用；可裂分产生(2 S +1)个能级； 这就是原子光谱产生光谱多重线的原因，用 M 表示， 称为谱线的多重性；
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原子的能级通常用光谱项符号表示：nMLJ
n：主量子数；M：谱线多重性符号； L：总角量子数； J ：内量子数
钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
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电子能级跃迁的选择定则
内量子数 J 取决于总角量子数 L 和总自旋量子数 S 的矢量和
：
J = (L + S)， (L + S － 1)，· · · · · · ， (L － S) 若 L ≥ S ； 其数值共(2 S +1)个； 若 L ＜ S ； 其数值共(2 L +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 值称光谱支项；
第七章 原子发射光谱 分析
Atomic emission spectrometry,AES
一、原子光谱
atom spectrum
二、分子光谱 molecular spectrum
第二节 原子光谱与分子光谱
atom spectrum and molecular spectrum
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一、 原子光谱