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光谱分析法概论(共76张PPT)全
(1) 简并:振动形式不同,但振动频率相同,产生简并。
(2) 红外非活性振动:振动过程中分子偶极矩不发生变化。
(或说偶极矩变化为0),正负电荷重心重合 r = 0 因为µ= q·r = 0 ,Δµ= 0;红外线是个交替磁场,若
Δµ= 0,则不产生吸收。
(3) 仪器分辨率太弱。 (4) 峰太弱。
☆产生红外光谱两个必要条件:
苯环和发色团相连,使E2和B带均长移, ε大 E2,K 带合并,有的就称为K带
基本原理和基本概念
苯的乙醇溶液
基本原理和基本概念 (四)影响因素 溶剂效应 ① n→π* 极性 短移 π→π* 极性 长移 ②影响吸收强度
③影响精细结构:苯在乙醇中(极性) 精细结构消失
基本原理和基本概念
基本原理和基本概念
3080-3030 cm-1 re 平衡位置原子间距离 差频峰: ν1-ν2 亚甲基的伸缩振动形式示意图
即:不对称分子,Δµ大
质谱法
确定分子的原子组成、相对分子质量、分子
式和分子结构。经常与UV、IR及NMR等配合 运用。
光学分析仪器的基本组成
紫外光谱 Ultraviolet absorption spectra
3. n→π* :含有杂原子的不饱和基团,近紫外区, ε很小 例如:-C=O: ,-C≡N:
4. n→σ* :远紫外区,含有杂原子的饱和基团, 例如:-OH,-NH2,-X,-S
σ→σ*> n→σ*≥π→π*> n→π*
基本原理和基本概念
(二)紫外光谱中常用术语
生色团 — 结构中有π→π*或 n→π*的基团,
50 ~ 500 µm 远红外(far-infrared)
红外光区的划分与跃迁类型
注意波数和波长的换算关系
(2) 红外非活性振动:振动过程中分子偶极矩不发生变化。
(或说偶极矩变化为0),正负电荷重心重合 r = 0 因为µ= q·r = 0 ,Δµ= 0;红外线是个交替磁场,若
Δµ= 0,则不产生吸收。
(3) 仪器分辨率太弱。 (4) 峰太弱。
☆产生红外光谱两个必要条件:
苯环和发色团相连,使E2和B带均长移, ε大 E2,K 带合并,有的就称为K带
基本原理和基本概念
苯的乙醇溶液
基本原理和基本概念 (四)影响因素 溶剂效应 ① n→π* 极性 短移 π→π* 极性 长移 ②影响吸收强度
③影响精细结构:苯在乙醇中(极性) 精细结构消失
基本原理和基本概念
基本原理和基本概念
3080-3030 cm-1 re 平衡位置原子间距离 差频峰: ν1-ν2 亚甲基的伸缩振动形式示意图
即:不对称分子,Δµ大
质谱法
确定分子的原子组成、相对分子质量、分子
式和分子结构。经常与UV、IR及NMR等配合 运用。
光学分析仪器的基本组成
紫外光谱 Ultraviolet absorption spectra
3. n→π* :含有杂原子的不饱和基团,近紫外区, ε很小 例如:-C=O: ,-C≡N:
4. n→σ* :远紫外区,含有杂原子的饱和基团, 例如:-OH,-NH2,-X,-S
σ→σ*> n→σ*≥π→π*> n→π*
基本原理和基本概念
(二)紫外光谱中常用术语
生色团 — 结构中有π→π*或 n→π*的基团,
50 ~ 500 µm 远红外(far-infrared)
红外光区的划分与跃迁类型
注意波数和波长的换算关系
光谱分析技术(好资料)PPT课件
朗伯-比尔定律——定量分析的基础
当强度为I0的一定波长的单色入射 光束通过装有均匀待测物的溶液介质
时,该光束将被部分吸收Ia,部分反 射Ir ,余下的则通过待测物的溶液It ,
即有:
I0=Ia + It + Ir
ppt精选版
26
朗伯-比尔定律
如果吸收介质是溶液(测定中一般 是溶液),式中反射光强度主要与器 皿的性质及溶液的性质有关,在相同 的测定条件下,这些因素是固定不变 的,并且反射光强度一般很小。所以 可忽略不记,这样:
类 脂 H 3C
维生素A
C H 3
C H 3
C H 3 C H 3
番茄红素
326 nm于乙醇
C H 3
H 3C H 3C
C H 3
C H 3
番茄红素在溶剂正己烷中的谱图
番茄红素在溶剂石油醚中的谱图
ppt精选版
41
生物分子的紫外-可见吸收光谱
蛋白质
Proteins in solution absorb ultraviolet light with
摩尔吸光系数: 当溶液浓度c的单位为mol/L,液层厚度b
的单位为cm时,K叫“摩尔吸光系数”, 用ε表示,其单位为L·mol-1·cm-1
ε= aMppt精选版 (M为吸光物质的分子量) 31
紫外-可见分光光度计
工作原理基仪器结构框图
碘
光源
钨
灯
单色器
氘 灯光
电 倍 增 管
光源 单色器
参比池 样品池
I0=Ia+ It
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27
朗伯-比尔定律
透光率——透光率表示透过光强度 与入射光强度的比值,用T来表示,计 算式为:T = It/I0
光谱分析ppt
第二节 紫外-可见分光光度计
➢ 分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每 一单色光分离出来并测量其强度的仪器。
分析精密度高 测量范围广 分析速度快 样品用量少
➢根据使用的波长范围不同分为紫外光区、可见光区、 红外光区以及万用(全波段)分光光度计等。
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
☺ 发射光谱分析方法就是根 据每种元素特有的线光谱 来识别或检查各种元素。
线状光谱 由原子或 离子被激 发而发射
发 射 光 谱
带状光谱 由分子被 激发而发
射
连续光谱 由炙热的 固体或液 体所发射
二、光谱分析技术的分类
分子光谱 光谱技术
原子光谱
分子吸收法: 可见与紫外分光光度法、红外光谱法 分子发射法: 分子荧光光度法 原子吸收法:原子吸收法 原子发射法:发射光谱分析法、原子荧光法等
(五)其它因素的影响
吸光度读数刻度误差、仪器安装环境(如振动、温度 变化)、化学因素(如荧光、溶剂效应等)等也可影 响捡测结果的准确度。
三、紫外-可见分光光度计的类型
☺ 按其光学系统分可分为 单波长分光光度计 单光束单波长分光光度计 双光束单波长分光光度计 双波长分光光度计
➢ 单波长单光束分光光度计特点
①单光束光路,从光源到试样至接收器只有一个光通道; ②仪器只有一个色散元件,工作波长范围较窄; ③通常采用直接接收放大显示的简单电子系统,用电表或 数字显示; ④结构简单、附件少、功能范围小,不能做特殊试样如浑 浊样品、不透明样品等的测定。
检测准确性不够稳定,不能用于精密分析。
单波长单光束分光光度计
光深入到物体内部,将物体内部原子中的一部分束缚电 子激发成自由电子,但这些电子并不逸出物体,而是留 在物体内部从而使物体导电性增强,称为内光电效应。 利用内光电效应可制成光敏电阻、光敏二极管以及光电 池。
《光谱分析导论》课件
《光谱分析导论》ppt课件
目录
• 光谱分析的基本概念 • 光谱分析技术 • 光谱分析的应用 • 光谱分析仪器 • 光谱分析的未来发展
01 光谱分析的基本概念
光谱分析的定义
总结词
光谱分析是一种基于物质与光相互作用的测量技术,通过测量物质发射或吸收 的光谱来分析其组成和性质。
详细描述
光谱分析是一种通过测量物质与光相互作用的特性来分析物质组成和性质的方 法。它利用物质吸收、发射或散射光的特性,通过测量光谱线及其强度来推断 物质的结构、组成和状态。
光谱分析的分类
总结词
光谱分析可以根据不同的分类标准进行分类,如光谱 的来源、光谱的测量方式、光谱的波长范围等。
详细描述
光谱分析可以根据不同的分类标准进行分类。根据光 谱的来源,可以分为发射光谱和吸收光谱;根据光谱 的测量方式,可以分为原子光谱和分子光谱;根据光 谱的波长范围,可以分为可见光谱、紫外光谱、红外 光谱、X射线光谱等。这些分类方法在特定的应用场 景中具有不同的优缺点,选择合适的分类方法对于获 得准确的分析结果至关重要。
光谱分析的原理
总结词
光谱分析的原理基于物质与光的相互作用,通过测量光谱线的波长、强度物质与光之间的相互作用,当光照射到物质上时,物质会吸收特定波长的光, 从而改变光的能量分布。通过测量光谱线的波长、强度和形状,可以推断出物质的成分、结构和性质 等信息。
05 光谱分析的未来发展
高分辨光谱技术
总结词
高分辨光谱技术是光谱分析的重要发展方向,能够提供更精确、更全面的物质成分信息。
详细描述
高分辨光谱技术利用高精度的光谱仪和先进的光源,能够获得更精细的光谱细节,从而更准确地解析 物质成分和结构。这种技术对于研究复杂分子结构和化学反应机制具有重要意义,有助于推动科学研 究和工业生产的发展。
目录
• 光谱分析的基本概念 • 光谱分析技术 • 光谱分析的应用 • 光谱分析仪器 • 光谱分析的未来发展
01 光谱分析的基本概念
光谱分析的定义
总结词
光谱分析是一种基于物质与光相互作用的测量技术,通过测量物质发射或吸收 的光谱来分析其组成和性质。
详细描述
光谱分析是一种通过测量物质与光相互作用的特性来分析物质组成和性质的方 法。它利用物质吸收、发射或散射光的特性,通过测量光谱线及其强度来推断 物质的结构、组成和状态。
光谱分析的分类
总结词
光谱分析可以根据不同的分类标准进行分类,如光谱 的来源、光谱的测量方式、光谱的波长范围等。
详细描述
光谱分析可以根据不同的分类标准进行分类。根据光 谱的来源,可以分为发射光谱和吸收光谱;根据光谱 的测量方式,可以分为原子光谱和分子光谱;根据光 谱的波长范围,可以分为可见光谱、紫外光谱、红外 光谱、X射线光谱等。这些分类方法在特定的应用场 景中具有不同的优缺点,选择合适的分类方法对于获 得准确的分析结果至关重要。
光谱分析的原理
总结词
光谱分析的原理基于物质与光的相互作用,通过测量光谱线的波长、强度物质与光之间的相互作用,当光照射到物质上时,物质会吸收特定波长的光, 从而改变光的能量分布。通过测量光谱线的波长、强度和形状,可以推断出物质的成分、结构和性质 等信息。
05 光谱分析的未来发展
高分辨光谱技术
总结词
高分辨光谱技术是光谱分析的重要发展方向,能够提供更精确、更全面的物质成分信息。
详细描述
高分辨光谱技术利用高精度的光谱仪和先进的光源,能够获得更精细的光谱细节,从而更准确地解析 物质成分和结构。这种技术对于研究复杂分子结构和化学反应机制具有重要意义,有助于推动科学研 究和工业生产的发展。
《光谱分析技术》课件
《光谱分析技术》 PPT课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 光谱分析技术概述 • 光谱分析的基本原理 • 常见光谱分析技术 • 光谱分析技术的应用实例 • 光谱分析技术的挑战与展望 • 光谱分析实验技术
01
光谱分析技术概述
光谱分析技术的定义
于研究物质的组成和浓度。
01
常见光谱分析技术
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种常用的光谱分析技术,通过测量待测元素原子对特征谱 线的吸收程度,确定待测元素的含量。该方法具有较高的灵敏度和准确性,广 泛应用于地质、环境、食品等领域。
原子发射光谱法
总结词
01
光谱分析技术的应 用实例
金属元素的分析
总结词
通过光谱分析技术,可以快速准确地检 测出金属元素的存在和含量。
VS
详细描述
光谱分析技术利用不同金属元素对光的吸 收和发射特征不同,通过分析光信号的特 征,可以确定金属元素的存在和含量。这 种方法具有高精度、高灵敏度和快速分析 等优点,广泛应用于地质、冶金、石油、 化工等领域。
新技术的应用与发展
总结词
随着科技的不断发展,新的光谱分析技术也不断涌现 。
详细描述
如表面增强拉曼散射、表面等离子体共振、光学腔增强 等新技术,这些技术具有更高的灵敏度和选择性,为光 谱分析带来了新的发展机遇。同时,随着人工智能和机 器学习技术的发展,光谱数据的处理和解析也得到了极 大的提升,为光谱分析提供了更广阔的应用前景。
详细描述
传统的光谱分析方法通常需要较长的测量时间和复杂的 样品处理过程。为了满足现代分析的需求,需要研究和 开发能够实现快速分析的光谱技术,如时间分辨光谱和 显微光谱等。
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 光谱分析技术概述 • 光谱分析的基本原理 • 常见光谱分析技术 • 光谱分析技术的应用实例 • 光谱分析技术的挑战与展望 • 光谱分析实验技术
01
光谱分析技术概述
光谱分析技术的定义
于研究物质的组成和浓度。
01
常见光谱分析技术
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种常用的光谱分析技术,通过测量待测元素原子对特征谱 线的吸收程度,确定待测元素的含量。该方法具有较高的灵敏度和准确性,广 泛应用于地质、环境、食品等领域。
原子发射光谱法
总结词
01
光谱分析技术的应 用实例
金属元素的分析
总结词
通过光谱分析技术,可以快速准确地检 测出金属元素的存在和含量。
VS
详细描述
光谱分析技术利用不同金属元素对光的吸 收和发射特征不同,通过分析光信号的特 征,可以确定金属元素的存在和含量。这 种方法具有高精度、高灵敏度和快速分析 等优点,广泛应用于地质、冶金、石油、 化工等领域。
新技术的应用与发展
总结词
随着科技的不断发展,新的光谱分析技术也不断涌现 。
详细描述
如表面增强拉曼散射、表面等离子体共振、光学腔增强 等新技术,这些技术具有更高的灵敏度和选择性,为光 谱分析带来了新的发展机遇。同时,随着人工智能和机 器学习技术的发展,光谱数据的处理和解析也得到了极 大的提升,为光谱分析提供了更广阔的应用前景。
详细描述
传统的光谱分析方法通常需要较长的测量时间和复杂的 样品处理过程。为了满足现代分析的需求,需要研究和 开发能够实现快速分析的光谱技术,如时间分辨光谱和 显微光谱等。
光谱基础知识-PPT
光谱分析基础知识
基本概念
光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或 电磁辐射与物质相互作用而建立起来的一类分 析化学方法。
1.电磁辐射
电磁辐射是高速通过空间的光子流,通常简 称为光。它具有二象性,即:波动性和粒子性。波 动性表现在光的折射、衍射和干涉等现象;粒子性 表现在光电效应等现象。
每个光子的能量(EL)与其频率()、 波长()及波数()之间的关系为:
图3-1 吸收光谱和荧光光谱能级跃迁示意图
需要注意的是: (1)整个过程是在单线态之间进行的; (2)产生荧光的过程极快,约在10-8秒左右 内完成; (3)荧光的产生是由第一电子激发态的最低 振动能级开始,而与荧光分子被激发至哪一 个能级无关。因此,荧光光谱的形状和激发 光的波长无关。
c. 散射光谱
常用的有:原子发射光谱和荧光光谱。
对于原子发射光谱,由于每种元素的原子 结构不同,发射的谱线各有其特征性,可以根 据元素的特征谱线进行定性分析,根据谱线的 强度与物质含量的关系进行定量分析。
荧光光谱实质上是一种发射光谱,它的 产生是由于某些物质的分子或原子在辐射能 作用下跃迁至激发态,在返回基态的过程 中,先以无辐射跃迁的形式释放出部分能 量,回到第一电子激发态,然后再以辐射跃 迁的形式回到基态,由此产生的光谱称为荧 光光谱。
与其它光谱仪器比较,还有一个显著的特 点是:价格便宜、易于操作和容易普及。
缺点:进行测定时,需一个元素一个元素 地进行分析;且大多需要显色剂;样品处 理较复杂,不如其它光谱法迅速。
2. 原子荧光发射光谱法
原子荧光光度计是通过测量待测元素的原子 蒸气在辐射能激发下产生的荧光发射强度, 来确定待测元素含量的方法。气态自由原子 吸收特征波长辐射后,原子的外层电子从基 态或低能级跃迁到高能级经过约10-8s,又 跃迁至基态或低能级,同时发射出与原激发 波长相同或不同的辐射,称为原子荧光。
基本概念
光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或 电磁辐射与物质相互作用而建立起来的一类分 析化学方法。
1.电磁辐射
电磁辐射是高速通过空间的光子流,通常简 称为光。它具有二象性,即:波动性和粒子性。波 动性表现在光的折射、衍射和干涉等现象;粒子性 表现在光电效应等现象。
每个光子的能量(EL)与其频率()、 波长()及波数()之间的关系为:
图3-1 吸收光谱和荧光光谱能级跃迁示意图
需要注意的是: (1)整个过程是在单线态之间进行的; (2)产生荧光的过程极快,约在10-8秒左右 内完成; (3)荧光的产生是由第一电子激发态的最低 振动能级开始,而与荧光分子被激发至哪一 个能级无关。因此,荧光光谱的形状和激发 光的波长无关。
c. 散射光谱
常用的有:原子发射光谱和荧光光谱。
对于原子发射光谱,由于每种元素的原子 结构不同,发射的谱线各有其特征性,可以根 据元素的特征谱线进行定性分析,根据谱线的 强度与物质含量的关系进行定量分析。
荧光光谱实质上是一种发射光谱,它的 产生是由于某些物质的分子或原子在辐射能 作用下跃迁至激发态,在返回基态的过程 中,先以无辐射跃迁的形式释放出部分能 量,回到第一电子激发态,然后再以辐射跃 迁的形式回到基态,由此产生的光谱称为荧 光光谱。
与其它光谱仪器比较,还有一个显著的特 点是:价格便宜、易于操作和容易普及。
缺点:进行测定时,需一个元素一个元素 地进行分析;且大多需要显色剂;样品处 理较复杂,不如其它光谱法迅速。
2. 原子荧光发射光谱法
原子荧光光度计是通过测量待测元素的原子 蒸气在辐射能激发下产生的荧光发射强度, 来确定待测元素含量的方法。气态自由原子 吸收特征波长辐射后,原子的外层电子从基 态或低能级跃迁到高能级经过约10-8s,又 跃迁至基态或低能级,同时发射出与原激发 波长相同或不同的辐射,称为原子荧光。
光谱分析简介PPT课件
第5页/共28页
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
第6页/共28页
1、摄谱仪
第7页/共28页
2. 光电直读等离子体发射光谱仪
光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度 两种类型:多道固定狭缝式和单道扫描式;
第8页/共28页
3. 全谱直读等离子体光谱仪
采用CCD阵列检测器,可同时检测165~800nm波长 范围内出现的全部谱线;
Sn
检出限(DL)
<0.03
<0.00 <0.3 <2. <0.00
ng/ml
3
01
精密度(RSD)
1.0%
线性范围
3个数量级
第26页/共28页
祝同学们学业有成!
第27页/共28页
感谢您的观看。
第28页/共28页
原子荧光为光致发光,二次发光,激发光源停止时,再发射过程立即停 止。
完全具有自主知识产权的分析仪器产业。
第23页/共28页
在自然界,砷元素可以以许多不同形态的化合物存在,在空气、土壤、 沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA),在海产品中则主要以砷甜菜 碱(AsB)和砷胆碱(AsC)形式存在。另外,还有其他更复杂的砷化合物,例 如砷糖(Arsenosugars)、砷脂类化合物等。
第21页/共28页
应用
应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可 采用间接法测量)。
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系; (2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律; (3)水果、蔬菜中微量元 素的测定; (4) 矿物、合金及各种材 料中微量元素的测定; (5) 各种生物试样中微量 元素的测定。
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
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1、摄谱仪
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2. 光电直读等离子体发射光谱仪
光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度 两种类型:多道固定狭缝式和单道扫描式;
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3. 全谱直读等离子体光谱仪
采用CCD阵列检测器,可同时检测165~800nm波长 范围内出现的全部谱线;
Sn
检出限(DL)
<0.03
<0.00 <0.3 <2. <0.00
ng/ml
3
01
精密度(RSD)
1.0%
线性范围
3个数量级
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祝同学们学业有成!
第27页/共28页
感谢您的观看。
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原子荧光为光致发光,二次发光,激发光源停止时,再发射过程立即停 止。
完全具有自主知识产权的分析仪器产业。
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在自然界,砷元素可以以许多不同形态的化合物存在,在空气、土壤、 沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA),在海产品中则主要以砷甜菜 碱(AsB)和砷胆碱(AsC)形式存在。另外,还有其他更复杂的砷化合物,例 如砷糖(Arsenosugars)、砷脂类化合物等。
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应用
应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可 采用间接法测量)。
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系; (2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律; (3)水果、蔬菜中微量元 素的测定; (4) 矿物、合金及各种材 料中微量元素的测定; (5) 各种生物试样中微量 元素的测定。
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二、分子运动与能态
• 分子光谱要比原子光谱 • 复杂得多,这是由于在 分子中,除了电子相对 于原子核的运动外,还 有核间相对位移引起的 振动和转动。
• 这三种运动能量都是量 子化的,并对应有一定 的能级。图9-2是双原 子分子的能级示意图,
图中和’ 表示不同能
量的电子能级。
分子运动与能态
• 在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级, 在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。若 用Ee、Ev、Er分别表示电子能级、振动能级、 转动能级差,即有Ee>Ev>Er。
• 光谱分析方法包括各种吸收光谱分析和发射光谱 分析法以及散射光谱(拉曼散射谱)分析法(本 书未介绍拉曼光谱)。
光谱分析方法
• 吸收光谱与发射光谱按发生作用的物质微 粒不同可分为原子光谱和分子光谱等。
• 由于吸收光谱与发射光谱的波长与物质微 粒辐射跃迁的能级能量差相应,而物质微 粒能级跃迁的类型不同,能级差的范围也 不同,因而吸收或发射光谱波长范围(谱域) 不同。
• E = h
(9-2)
• 这里,h为普朗克常数。此时,在微观上出现分子
由较低的能级跃迁到较高的能级;在宏观上则透
射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射
分子,将照射前后光强度的变化转变为电信号,
并记录下来,就可以得到一张光强度变化对波长
的关系曲线图——分子吸收光谱图。
§9.2 原子光谱
• 一、原子光谱(atomic spectrum)分析 原理
• 据此,吸收或发射光谱又可分为红外光谱、 紫外光谱、可见光谱、X射线谱等。
§9.1 光谱分析基本原理——物质 的结构与能态
• 一、原子结构与原子能态 • 众所周知,原子是由原子核以及核外电子组成的,
核外电子围绕原子核运动。
• 按照量子力学的概念,原子核外电子只能在—些 确定的轨道上围绕核运动,不同的轨道具有不同 的能量,它们分别处于一系列不连续的、分立的 稳定状态,这种不连续的能态,称为能级 (energy level)。
• 这就是说原子中的电子只能具有某些分立而位置 顺序固定的能级,对于自由电子能级中间的能量 值是禁止的。
一、原子结构与原子能态
• 原子里所能具有的各种状态中能量最低的状态(E0) 称为基态(ground state)。如果外层电子(又称价电 子)吸收了一定的能量就会迁移到更外层的轨道上,这 时电子就处于较高能量(高于基态)的量子状态叫激发 态(excited state)。而从一个能级所对应的状态到另 一个能级所对应的状态的变化称为跃迁(transition)
• 物质都有其属性,通过这些属性可以区别 不同的物质。由于组成不同,不同的物质 在一定条件下能发射其特征光谱;而物质 在一定条件下又能对某特征谱线产生吸收, 导致吸收光谱;若物质吸收光谱后再发射 光谱(光致激发)则导致荧光光谱。
(一)原子发射光谱分析
(atomic emission spectrometry)
• 原子发射光谱分析方法是基于激发态原子向较低 能态跃迁时的辐射,根据检测到的特征波长及强 度大小来分析样品所含元素及其含量。
• 1.定性分析 由于各种原子结构的不同,在光源 的激发作用下,都可以产生自己的特征光谱,其 波长由每种元素原子的性质所决定。如果某样品 经过激发、摄谱,在谱片上有几种元素的谱线出 现,就证明该样品中含有这几种元素,这样的分 析方法称为光谱定性分析。
第九章 光谱分析简介
光谱分析方法
• 光谱分析方法(Spectrometry)是基于电磁辐射 与物质相互作用产生的特征光谱波长与强度进行 物质分析的方法。
• 它涉及物质的能量状态、状态跃迁以及跃迁强度 等方面。通过物质的组成、结构及内部运动规律 的研究,可以解释光谱学的规律;通过光谱学规 律的研究,可以揭示物质的组成、结构及内部运 动的规律。
• 电子从基态E0能级,跃迁到E1能级,由于E1>E0,则 可以说电子吸收了能量使它处在激发态了,同样,E2 相对于E1和E0,E3相对于E2、E1和E0也都是激发态。 处在激发态的电子是不稳定的,它将通过发射光子或与 其它粒子发生作用释放多余的能量,重新回复到原来的 基态。
原子能态
• 为了形象起见,往往 按某一比例并以一定 高度的水平线代表具 有一定能量的能级, 把这些不同状态的能 量级按大小依次排列, 如图9-子吸收了一定波长的光,由基态跃迁到激 发态;当它由激发态回到基态时,发射同一 波长的光。
• 由于原子可能被激发到的能级很多,而由这 些能级可能跃迁到的能级也很多,所以原子 被激发后发射的辐射具有许多不同的波长。
• 每个单一波长的辐射,对应于一根谱线,因 此原子光谱是由许多谱线组成的线状光谱。
• 2.定量分析 当样品中某一元素的含量不太高时, 该元素的发射光谱之谱线强度与它含量成正比, 这种关系成为光谱定量分析的基础。
(二)原子吸收光谱分析
(atomic absorption spectrometry)
• 原子吸收光谱分析是基于基态原子对入射 光(共振光)的吸收程度而对样品进行分 析的。简而言之,就是从光源辐射出的具 有待测元素特征谱线的光,通过样品蒸气 时被蒸气中待测元素基态原子所吸收,从 而由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定 样品中待测元素的含量。
• 处在同一电子能级的分子,可能因其振动能量不 同,而处在不同的振动能级上。
• 当分子处在同一电子能级和同一振动能级时,它 的能量还会因转动能量不同,而处在不同的转动 能级上。所以分子的总能量可以认为是这三种能 量的总和,即
• E = Ee + Ev + Er (9-1)
分子运动与能态
• 当用频率为的电磁波照射分子,而该分子的较高 能级与较低能级之差E恰好等于该电磁波的能量 h时,即有
(三)原子荧光光谱分析
(atomic fluorescence spectrometry)
• 原子荧光光谱法是一种新的微量分析技术。气态 自由原子吸收光源的特征辐射后,原子的外层电 子跃迁到较高能级,然后又跃迁返回基态或较低 能级,同时发射出与原激发辐射波长相同或不同 的辐射即为原子荧光。