光谱分析基础知识分析

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光谱分析基础知识

光谱分析基础知识光谱分析是一种常见的科学分析技术，通过研究物质与光的相互作用，可以获取物质的结构、组成和性质等信息。

光谱分析主要利用物质对不同波长、频率和能量的光有不同的吸收、散射、发射等现象，从而通过光谱的特征来确定物质的性质。

光谱分析的基础知识主要包括光的性质和光谱的特征。

首先，光的性质是光谱分析的基础。

光是一种电磁波，具有粒子性和波动性的双重性质。

光波具有特定的频率、波长和能量。

频率是指光波振动的次数，波长是指光波在空间中传播的距离。

频率与波长成反比关系，即频率越高，波长越短。

能量与频率成正比关系，即频率越高，能量越大。

光谱分析主要利用这些性质来研究物质与光的相互作用。

其次，光谱的特征是光谱分析的关键。

光谱是指将光按照其频率或波长进行分解，并记录下不同频率或波长的强度变化。

根据不同的物质和光谱类型，光谱可以分为连续谱、线谱和带谱三种。

连续谱是指由不同波长的连续光强度构成的光谱。

一个常见的连续谱是白炽灯发出的光，它包含了从紫外线到红外线的所有波长范围内的光。

连续谱的特点是波长范围广，且强度连续变化。

线谱是指由不连续的亮线组成的光谱。

线谱的特点是波长有限，强度集中在几个特定的波长上。

每个物质都有其独特的线谱，可以用于物质的鉴定和定量分析。

线谱的产生主要是由于物质在光谱仪中吸收、散射和发射光的特定波长。

带谱是介于连续谱和线谱之间的光谱。

带谱的特点是波长范围广，但在一些波长范围内具有一定的宽度。

带谱通常由分子或固体物质引起，故其带宽度可用于分析物质的结构和性质。

光谱分析有许多具体的分析方法，包括吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱等。

每种方法都有其独特的应用范围和特点。

例如，吸收光谱可以用于测定物质的浓度和反应机理，发射光谱可以用于测定物质中其中一种元素的含量，拉曼光谱可以用于研究物质的结构和分子振动等。

这些不同的光谱方法在实际应用中常常相互结合使用，以提高分析的准确性和可靠性。

光谱分析基础知识PPT课件

20世纪50年代原子物理学的发展促进了原子吸收分光光度法、原子荧光分光光度法的兴起。
20世纪60年代等离子体、傅里叶变换和激光技术的出现，促进了光谱分析的深入发展。
20世纪70年代出现了等离子体-原子发射光谱分析，傅里叶变换红外光谱法和激光光谱法等一系列分析技术。
值得一题的是20世纪70年代发展起来的激光共振电离光谱法，它的灵敏度达到了极限，可以检测单个原子。
光谱分析，一般依其波长及其测定的方法可以分为：射线(0.005~1.4Ả)；
X射线 (0.1~100Ắ)；光学光谱(100 Ắ ~1000m)；微波波谱(0.1~100cm)。
❖狭义：通常所说的光谱，一般仅指光学光谱而言。
2．光学光谱的分类（1）依其波长及其测定的方法可以分为：
真空紫外光光谱：10~200nm 近紫外光光谱：200~400nm 可见光谱：400~800nm 近红外光谱：800nm~2.5m 中红外光谱： 2.5~50m 远红外光谱： 50~1000m
1.2 光谱分析法概述
1．光谱的定义
❖ 广义：各种电磁波辐射都叫做光谱。
自然界的一切物质可以与各种频率的电磁波辐射发生相互作用，这种作用表现为对光的吸收或吸收光后再发射出各种波长的光，这取决于各自的特殊物质结构。
根据各种不同的物质吸收或者发射出某一特征频率的光信号及信号强度的大小可以实现物质的定性与定量分析。
a.原子光谱：原子核外电子在不同能级间跃迁而产生的光谱称为原子光谱（atomic spectrum）。它们的表现形式为线状光谱。
b.分子光谱：在辐射能作用下，因分子内能级间的跃迁而产生的光谱称为分子光谱（molecular spectrum）。由于在分子中各质点的运动比单个原子复杂，因此分子光谱比原子光谱复杂得多。

红外光谱分析及FTIR基础知识

红外光谱分析及FTIR基础知识第⼀章红外光谱的基本原理l—1 光的性质光是⼀种电磁波，它在电场和磁场⼆个正交⾯内波动前进．⼆个波峰或波⾕之间的距离为波长，以“ λ”表⽰。

电磁波包括波长短⾄0.1纳⽶的x射线到长达106厘⽶的⽆线电波．其中波长为0.75微⽶到200微⽶，即从可见光区外延到微波区的⼀段电磁波称红外光．红外光通常以微⽶为单位(µm)．1微⽶等于10-4厘⽶(1µm＝10-4cm)，因此，红外光波长以厘⽶为单位时，其倒数就是1厘⽶内的波数(ν)，所以波数的单位ν是厘⽶-1（cm-1）．红外光既可以波长(λ)，也可以波数(cm-1)表⽰，⼆者关系如(1-1)式所⽰：ν（cm-1）=104/λ(µm) (1-1)由于光的能量与频率有关，因此红外光也可以频率为单位．频率(f)是每秒内振动的次数．频率、波长和波数的关系是，f=c/λ=ν*c (1—2)式中：c为光速，是常数(3×1010厘⽶秒); λ是波长(微⽶)；f是频率(秒-1)；ν是波数(厘⽶-1)．由于波数是频率被⼀个定值(光速)除的商值，因此红外光谱中常将波数称为频率．光既有波的性质，⼜有微粒的性质．可将⼀束光看作⾼速波动的粒⼦流，最⼩单位为光⼦．根据爱因斯坦—普朗克关系式，⼀定波长或频率的单⾊光束中每个光⼦具有能量E,E＝hf=hcν=hc/λ (1—3)式中：h为普朗克常量，等于6．63×10-34焦⽿·秒．按(1.3)式可以算出波长2µm(5000厘⽶-1)的红外光⼦能量为6．63×10-34 (焦⽿·秒)x3x1010/2x10-4厘⽶＝9．95x10-20焦⽿．同理波长l0微⽶(1000厘⽶-1)的红外光⼦的能量仅1．99×10-20焦⽿．可见波长短，能量⼤．波长长，能量⼩．1-2 分⼦光谱的种类有机分⼦同其他物质⼀样始终处于不停的运动之中。

波谱解析知识点总结

波谱解析知识点总结一、波谱解析的基本原理1. 光谱学基础知识光谱学涉及到物质对光的吸收、发射、散射等现象，它是物质分析的重要手段之一。

常见的光谱包括紫外光谱、可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

每种光谱方法都有其独特的应用领域和分析特点。

2. 原子光谱原子光谱是指研究原子吸收、发射光谱的一门学科，主要包括原子吸收光谱和原子发射光谱。

原子光谱可以用于分析金属元素和非金属元素的含量，它是分析化学中的重要手段。

3. 分子光谱分子光谱是指研究分子在光的作用下吸收、发射、散射等现象的一门学科，主要包括紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

分子光谱可以用于研究分子的结构和性质，对于有机化合物的分析具有重要意义。

4. 核磁共振波谱核磁共振波谱是指研究核磁共振现象的一门学科，它可以用于研究原子核的磁共振现象，得到有关物质结构和性质的信息。

核磁共振波谱在有机化学、生物化学等领域有着广泛的应用。

二、波谱解析的仪器和设备1. 分光光度计分光光度计是用于测量物质吸收、发射光谱的仪器，它可以测量紫外、可见、红外等波段的光谱，是分析化学中常用的仪器之一。

2. 核磁共振仪核磁共振仪是用于测量核磁共振波谱的仪器，它可以测量氢、碳等核的共振信号，得到物质的结构和性质信息。

3. 质谱仪质谱仪是用于测量物质离子的质量和荷质比的仪器，它可以得到物质的分子量、结构等信息，是很多化学分析的重要手段。

4. 激光拉曼光谱仪激光拉曼光谱仪是用于测量拉曼光谱的专用仪器，它可以用激光光源激发样品，得到与分子振动信息有关的拉曼光谱。

三、波谱解析的应用领域1. 化学分析波谱解析技术在化学分析中有着广泛的应用，它可以用于定量分析、质量分析、结构分析等多个方面，对于复杂的化合物和材料有很高的分析能力。

2. 药物研发波谱解析技术在药物研发中有着重要的应用，它可以用于研究药物的成分、结构和性质，对于新药物的研究和开发有很大帮助。

3. 生物医学波谱解析技术在生物医学领域有着广泛的应用，它可以用于研究生物分子的结构和功能，对于临床诊断和治疗有着重要意义。

光谱基础知识解读

太阳光光谱紫外线谱带：波长280-400nm之间，其特点是穿透性强，可使人体皮肤黑色素沉积，颜色加深，过度的紫外线曝晒会导致皮肤癌，可导致地毯、窗帘、织物及家具油漆褪色。

可见光谱带：波长380~780nm之间，其特点是肉眼可以看见的唯一光谱，可见光波段进一步可以分为不同的颜色（赤橙黄绿蓝靛紫七色），对人体没有直接伤害。

红外光谱带：波长700~2400nm之间，其特点是我们可以直接感受到阳光“不可见”的热量，所含能量最大，所以热量也高。

各波段的远近红外线构成了太阳能的53%，紫外线占3%，可见光占44%。

元素光谱简介如果物质是以单原子的形式而存在，关键看该原子的电子激发能了。

如果在可见光的某个范围内，并且吸收某一部分光线，那它就显剩下的部分的光线的颜色。

如该原子的电子激发能非常低，可以吸收任意的光线，该原子就是黑色的，如果该原子的电子激发能非常高。

不能吸收任何光线，它就是白色的。

如果它能吸收短波部分的光线，那它就是红色或黄色的。

具体的元素光谱：红色代表硫元素，蓝色代表氧元素，而绿色代表氢元素。

元素燃烧发出的光谱燃烧所发出的光色根据不同的元素发出不同的光谱，每一种元素燃烧时都发出多条光谱，这种光通过三梭镜或光栅后会在屏障上显现出多条亮线，也就是说只发出有限的几种频率的光，这就是这种元素的光谱。

其中会有一条或几条最亮的线，这几条最亮的线决定了在人眼中所看到的颜色。

观察光谱的方法连续光谱的光线在通过含某种元素的气体时在光谱带上会出现多条暗线，这些暗线刚好与这种元素的光谱线位置相同，强度刚好相反，（光谱线越强的位置暗线越明显）这就是元素的吸收光谱。

天文学家就是利用吸收光谱来查明遥远的恒星大气和星云中所含的元素，观察恒星红移或蓝移也要利用吸收光谱。

观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱原子决定明线光谱实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱．彩图7就是几种元素的明线光谱．每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线．利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构。

近红外光谱

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三、近红外光谱定量及定性分析

3.1近红外光谱的定量分析

3.2近红外光谱的定性分析
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3.1近红外光谱的定量分析

近红外光谱的定量分析就利用化学分析数据和近红外光谱数据建立模型，确定模型参数，然后以这个模型去定量预测某些信息（如浓度）的方法。
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定量分析过程具体步骤如下：
1．选择足够多的且有代表性的样品组成校正集；２．通过现行标准方法测定校正模型样品的组成或性质；３．测定校正模型样品的近红外光谱；
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1.3近红外光谱分析技术的特点

1）分析速度快，测量过程大多可在1min 内完成。因此在日常分析中，包括了样品准备等工作时间，在5min以内即可得到数据。近红外光谱分析技术的另一个特点是通过样品的一张光谱，可以测得各种性质或组成。 2)适用的样品范围广，通过相应的测样器件可以直接测量液体、固体、半固体和胶状体等不同物态的样品光谱。
近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息，它常常受含氢基团X-H（X-C、N、O）的倍频和合频的重叠主导，所以在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动的倍频和合频吸收。
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不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR 光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质测量。但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对较低，吸收带较宽且重叠严重。因此，依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的，化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。
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虽然建立模型所使用的样本数目很有限，但通过化学计量学处理得到的模型应具有较强的普适性。对于建立模型所使用的校正方法，视样品光谱与待分析的性质关系不同而异，常用的有多元线性回归、主成分回归、偏最小二乘法、人工神经网络和拓扑方法等

紫外光谱分析仪基础知识

紫外光谱分析仪基础知识紫外,可见光谱法及相关仪器UV-VIS Spectrometry & Instrument紫外,可见光谱法及相关仪器一(紫外,可见吸收光谱概述二(紫外,可见分光光度计21(紫外,可见分光光度计的主要部件2(紫外,可见分光光度计的分类3(紫外,可见分光光度计的各项指标含义4(紫外,可见分光光度计的校正三(紫外,可见分光光度计的应用四(紫外,可见分光光度计的进展一(紫外,可见吸收光谱概述利用紫外,可见吸收光谱来进行定量分析由来已久，可追溯到古代，公元60年古希腊已经知道利用五味子浸液来估计醋中铁的含量，这一古老的方法由于最初是运用人眼来进行检测，所以又称比色法。

到了16、17世纪，相关分析理论开始蓬勃发展，1852年，比尔(Beer)参考了布给尔(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液层厚度相等时，颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例，从而奠定了分光光度法的理论基础，这就是著名的朗伯,比尔定律。

1(紫外,可见吸收光谱的形成吸光光度法也称做分光光度法，但是分光光度法的概念有些含糊，分光光度是指仪器的功能，即仪器进行分光并用光度法测定，这类仪器包括了分光光度计与原子吸收光谱仪(AAS)。

吸光光度法的本质是光的吸收，因此称吸光光度法比较合理，当然，称分子吸光光度法是最确切的。

紫外,可见吸收光谱是物质中分子吸收200-800nm光谱区内的光而产生的。

这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级跃迁(原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。

每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。

这些电子由于各种原因(如受光、热、电的激发)而从一个能级转到另一个能级，称为跃迁。

)当这些电子吸收了外来辐射的能量就从一个能量较低的能级跃迁到一个能量较高的能级。

因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量辐射。

具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐射显示选择吸收的特性。

XRF重要基础知识点

XRF重要基础知识点X射线荧光光谱分析（XRF）是一种常用的非破坏性分析技术，可用于确定样品中元素的种类和含量。

以下是XRF分析中的一些重要基础知识点：1. XRF原理：XRF基于样品受到高能X射线辐射后产生的特征X射线谱的原理。

当样品被激发后，内层电子被击出，形成空位，而这些空位会被外层电子填补，释放出特定波长的X射线能谱。

2. X射线能谱：X射线能谱是由样品中元素特定的电子能级跃迁所产生的一系列特征峰组成。

通过分析这些特征峰的能量和强度，可以确定样品中存在的元素及其相对含量。

3. 样品制备：在进行XRF分析之前，样品的制备非常重要。

通常需要将样品研磨成粉末，并注意避免样品受到空气中的污染。

对于不易粉化的样品，可以考虑进行溶解或压片等制备方法。

4. 标样与校准：为了准确测定样品中元素的含量，常常需要使用标准样品进行校准。

标准样品应具有已知元素含量，并与待测样品具有相似的基体特性。

通过进行一系列的校准曲线建立，可以实现对待测样品进行准确的定量分析。

5. 光谱仪器：XRF分析需要使用X射线光谱仪，常见的有能量色散型（EDXRF）和波长色散型（WDXRF）两种。

EDXRF便于操作且适用于快速分析，而WDXRF具有更高的分辨率和更广的元素分析范围。

6. 数据解析与结果处理：XRF分析的结果包括元素的定性与定量信息。

对于定性分析，可通过比对特征峰的能量与标准参考值来确定样品中存在的元素。

对于定量分析，采用校准曲线或基于理论原理的各类定量算法来获得元素的含量。

XRF作为一种灵敏、快速、准确的分析方法，广泛应用于材料科学、环境监测、地质学、考古学等领域。

掌握这些基础知识点能够帮助研究人员在XRF分析中获得准确可靠的结果。

光谱学的基础知识和应用

光谱学的基础知识和应用光谱学是现代科学中极为重要的一个分支，它研究物理性质、化学性质和电磁波谱之间的关系。

在生命科学、材料科学、环境科学、天文学、能源和光电子学等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍光谱学的基础知识和主要应用。

一、光谱学的基本概念光谱学是研究物质与电磁波（特别是可见光和紫外线）之间相互作用的学科。

电磁波是由振动的电场和磁场构成的，它们的振动频率（ν，单位为赫兹）和波长（λ，单位为米）之间满足下面的关系：c = νλ其中，c是电磁波在真空中的速度，约为300000 km/s。

光谱学最基本的概念是“光的频谱”（spectrum），即将光按频率或波长分解开来所得到的一系列分量的集合。

光的频谱大致可以分为以下几类：1. 连续光谱（continuous spectrum）：它是由各种波长的光波干涉和叠加的结果。

例如黑体辐射（blackbody radiation）就是一种连续光谱。

2. 发射光谱（emission spectrum）：物质被加热或激发时，会发出一定波长的光。

这些光波经常呈现出特定的波长分布，即发射光谱。

例如氢原子光谱就是一种明显的发射光谱。

3. 吸收光谱（absorption spectrum）：当某一种波长的光通过某种物质时，物质会吸收这种波长的光，而不能透过去。

这种现象可以用吸收光谱来描述，吸收光谱与发射光谱是相反的。

例如太阳光通过地球大气层时的吸收现象就是一种吸收光谱。

二、光谱学的应用1. 化学分析光谱学在化学分析中有着广泛的应用，特别是原子光谱法。

原子光谱法能够分析样品中包含的元素种类和含量，主要有原子吸收光谱（atomic absorption spectroscopy，AAS）和原子发射光谱（atomic emission spectroscopy，AES）两种方法。

2. 生命科学生命科学中使用光谱学的方法是非常多样的，例如：（1）荧光光谱可以研究生物分子的结构、功能。

《光谱学基础知识》课件

光谱学和现代科技
半导体工业
光谱学在半导体工业中发挥着重要作用，用于材料表征、工艺控制和器件测试等方面。
医学诊断
光谱学在医学诊断中有广泛应用，例如红外光谱用于检测病变组织，光谱成像技术用于肿瘤检测。
环境监测
光谱学被应用于环境监测，如红外光谱用于检测空气中的污染物，紫外-可见光谱用于测定水质。
光谱的分类
光谱可分为连续谱、发射谱和吸收谱等不同类型，每种类型提供有关物质的不同信息。
光谱的性质
光谱具有特定的形状和特征，这些特性能够展示物质的组成、结构和活动。
分子光谱学
1
基本原理
分子光谱学探索分子与光的相互作用
应用
2
机制，研究分子的能级、转动和振动等特性。
分子光谱学在化学、物理、生命科学
2 光的颜色
3 光的波长和频率
光的发射和吸收过程对于光谱学研究至关重要，揭示物质产生和吸收光的机制。
光的颜色是由其波长决定的，不同的波长呈现出不同的颜色，反映物质的特性。
光的波长和频率是描述光的特性的基本参数，它们决定了光的能量和行为。
光谱的基本概念
光谱的定义
光谱是指将光按波长或频率进行排列的图像或图谱，用于研究光的成分和性质。
等领域有广泛的应用，如分析、结构
鉴定和药物研究。
3
发展前景
分子光谱学的发展前景广阔，有望在新材料、能源和生物科技等领域实现更多的突破。
原子光谱学
基本原理
原子光谱学研究原子在光的激发下吸收和发射特定波长的光，揭示原子的能级和性质。
应用
原子光谱学在分析化学、天文学和材料科学等领域有广泛应用，如元素检测和星际元素分析。

有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析

有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析有机化合物的光谱分析光谱分析是有机化学中一种重要的实验方法，它通过测量物质与电磁波的相互作用来获取有关分子结构和化学环境的信息。

在有机化学中，常用的光谱技术有红外光谱、质谱和核磁共振光谱等。

本文将介绍有机化合物的光谱分析方法及其基础知识点。

一、红外光谱（Infrared Spectroscopy）红外光谱是一种常用的有机化合物结构分析方法。

它通过测量物质在红外辐射下吸收光的波长和强度来研究有机分子的化学键和官能团。

在红外光谱中，最常见的峰位分别对应于C-H、C=O和O-H等功能团。

例如，红外光谱中出现在3000-2850 cm^-1的峰位通常表示有机分子中存在C-H键。

二、质谱（Mass Spectrometry）质谱是一种用来确定有机化合物分子结构和分子量的技术。

它通过测量物质中离子的质量和相对丰度来分析化合物的化学成分。

质谱的主要步骤包括样品的蒸发、离子化、质谱分析以及数据处理等。

质谱通常可以提供有机分子的分子式、分子量和结构等信息。

三、核磁共振光谱（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）核磁共振光谱是一种用来研究原子核之间相互作用以及有机分子结构的技术。

它利用核磁共振现象来测量物质中核自旋的能级差和能级的相对强度。

核磁共振光谱常用于确定有机分子的结构、官能团以及它们之间的化学键。

常见的核磁共振光谱包括^1H核磁共振和^13C核磁共振。

四、其他光谱分析方法除了红外光谱、质谱和核磁共振光谱之外，还有一些其他的光谱分析方法在有机化学中得到广泛应用。

例如，紫外-可见吸收光谱可以用于测量有机分子的电子跃迁能级，从而分析其共振结构和电子吸收性质。

拉曼光谱可以提供有机分子的振动和转动信息。

电子自旋共振光谱则用于研究物质中的自由基和电子结构等。

总结：有机化合物的光谱分析方法在有机化学中发挥着重要的作用。

通过红外光谱、质谱和核磁共振光谱等技术，我们可以获得有机分子的结构、官能团和化学键等信息，从而更好地理解和研究有机化学反应和反应机理。

纽斯k7mini光谱

纽斯k7mini光谱纽斯K7mini光谱是一款广谱分析仪器，主要用于物质成分的分析和表征。

下面将介绍相关参考内容。

1. 光谱分析基础知识：光谱分析是一种研究物质性质的重要手段，包括可见光谱、红外光谱、紫外光谱等。

参考书籍如《光谱学与光谱分析》(何宗宪等著)、《光谱学》(H.A.杰德尔等著)等。

2. 红外光谱分析：红外光谱分析是一种研究物质分子和晶格振动特性与它们的结构、组成之间关系的方法。

参考书籍如《红外光谱学与红外光谱分析》(杨鸿儒等著)、《红外光谱与结构有机化合物谱图集》(金秋灵编著)等。

3. 可见光谱分析：可见光谱分析是利用物质吸收和发射可见光的性质来研究物质的成分和结构。

参考书籍如《可见光谱学与光谱分析》(王梁等著)、《可见分光光度计原理与应用》(吕世明等著)等。

4. 光谱仪器基础知识：了解光谱仪器的原理和操作非常重要。

参考书籍如《光谱学原理与分析技术》(傅从城等著)、《仪器分析与测试讲义》(黄有炎等著)等。

5. 光谱分析应用案例：光谱分析在各个领域的应用非常广泛，例如材料科学的组分分析、环境监测中的污染物检测、药物分析中的质量控制等。

可以查阅相关科研论文或者应用手册，如《材料科学与工程学科发展与应用研究进展》(王宗方等编著)、《分光光度法在医药分析中的应用》(许小芳等著)等。

6. 数字光谱分析：现代光谱分析逐渐向数字化、信息化方向发展。

数字光谱分析技术能够提高分析效率和准确性，同时也给分析结果的处理和解释带来了挑战。

参考书籍如《数字分光光度法》(庄力勤等著)、《数码摄谱计原理与应用》(刘文娟等著)等。

除了以上书籍参考，还有很多学术论文、研究报告和专业网站都提供了关于光谱分析的相关信息和技术资料。

纽斯K7mini 光谱的操作手册和官方指南也是学习和了解该仪器的重要参考资料。

在实际应用中，纽斯K7mini光谱的相关软件和插件的使用说明也是必要参考内容。

纽斯K7mini光谱是一款多功能的光谱分析仪器，了解相关的基础知识和应用案例是学习和应用该仪器的前提。

红外光谱分析基础知识

诱导效应
• 当两个原子之间的电子云密度发生移动时，引起力常数的变化，从而引起振动频率的变化，这种效应称为诱导效应。 • 当两个原子之间的电子云密度向两个原子中间移动时，振动力常数增加，振动频率向高频移动；当两个原子之间的电子云密度向某个原子方向移动时，振动力常数减小，振动频率向低频移动。
变角振动（Deformation Vibration）
变角振动也叫变形振动，或弯曲振动。弯曲形三原子基团的变角振动也叫剪式振动（Scissor Vibration）。
弯曲形三原子基团的剪式振动 H2O，-CH2-，-NH2
+
线形三原子基团的弯曲振动 CO2
对称变角振动
（Symmetric Deformation Vibration ）对称变角振动也叫对称弯曲振动，或叫对称变形振动。
振动偶合
（Vibration Coupling）
• 当分子中两个基团共用一个原子时，如果这两个基团的基频振动频率相同或相近，就会发生相互作用，使原来的两个基团基频振动频率距离加大，形成两个独立的吸收峰，这种现象称为振动偶合。 • 偶合效应越强，偶合产生的两个振动频率的距离越大。 • 红外活性的振动也可以选律表述如下：振动光谱分为红外光谱和拉曼光谱。从量子力学的观点来看，如果振动时，分子的偶极矩发生变化，则该振动是红外活性的；如果振动时分子的极化率发生变化，则该振动是拉曼活性的；如果振动时，分子的偶极矩和极化率都发生变化，则该振动既是红外活性的，也是拉曼活性的。
+
+ +
-
O
+
－COH面外弯曲振动 940 cm-1
H
-
苯环上的 CH面外弯曲振动 673 cm-1

分子光谱基础知识

分光光度计的原理分光光度法测量的理论依据是伯郎—比耳定律：当容液中的物质在光的照射和激发下，产生了对光吸收的效应。

但物质对光的吸收是有选择性的，各种不同的物质都有其各自的吸收光谱。

所以根据定律当一束单色光通过一定浓度范围的稀有色溶液时，溶液对光的吸收程度A与溶液的浓度c（g/l）或液层厚度b(cm)成正比。

其定律表达式A=abc荧光分光光度计原理:在溶液中，当荧光物质的浓度较低时,其荧光强度与该物质的浓度通常有良好的正比关系,即IF=KC,利用这种关系可以进行荧光物质的定量分析,与紫外-可见分光光度法类似，荧光分析通常也采用标准曲线法进行。

由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中，激发样品中的荧光物质发出荧光，荧光经过滤过和反射后，被光电倍增管所接受，然后以图或数字的形式显示出来。

物质荧光的产生是由在通常状况下处于基态的物质分子吸收激发光后变为激发态, 这些处于激发态的分子是不稳定的,在返回基态的过程中将一部分的能量又以光的形式放出，从而产生荧光．三. 荧光与分子结构的关系1. 分子结构与荧光具有p、p及n、p电子共轭结构的分子能吸收紫外和可见辐射而发生p -p* 或n - p* 跃迁，然后在受激分子的去活化过程中发生p*- p 或p*- n 跃迁而发射荧光。

发生p - p* 跃迁分子，其摩尔吸光系数（å）比n - p* 跃迁分子的大100—1000倍，它的激发单线态与三线态间的能量差别比n - p* 的大的多，电子不易形成自旋反转，体系间跨越几率很小，因此，p - p* 跃迁的分子，发生荧光的量子效率高，速率常数大，荧光也强。

所以——只有那些具有p- p共轭双键的分子才能发射较强的荧光；p电子共轭程度越大，荧光强度就越大（lex与lem长移）大多数含芳香环、杂环的化合物能发出荧光，且p电子共轭越长，F越大。

2. 取代基对分子发射荧光的影响（1）（苯环上）取代给电子基团，使p共轭程度升高à荧光强度增加：如–CH3，–NH2 ，–OH ，–OR等（2）(苯环上）取代吸电子基团，时荧光强度减弱甚至熄灭：如：–COOH ，–CHO，–NO2 ，–N=N–（3）高原子序数原子，增加体系间跨越的发生，使荧光减弱甚至熄灭。

红外吸收光谱分析技术—红外光谱基础知识

vCN v C O
C≡N (腈基) C=O (羰基)
3500 ～ 3200cm-l
νN−H
-NH2 (氨基)
红外光谱常用术语
相关峰一个官能团的多种振动相关联的多个吸收峰。
示例甲基的相关峰
v as CH
2960 cm1
vCs H 2870 cm1
as CH
1450 cm1
s CH
1375 cm1
3、红外活性振动：振动中偶极矩发生变化的振动。
4、红外光谱产生吸收条件：（1）红外光的频率等于基团振动频率的整数倍；
即 L V （2）振动过程中偶极矩不为零。即 0
红外吸收光谱法
什么是红外吸收光谱法
利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法，称为红外吸收光谱法或红外分光光度法（infrared spectrophotometry），简称红外光谱法。红外吸收光谱法（infrared absorption spectroscopy， IR）是以红外区域电磁波连续光谱作为辐射源照射样品，研究物质分子吸收光相对强度的一种分析方法。
ε＞100 ε=20~100 ε=10~20 ε=1~10 ε＜1
非常强谱带（vs）强谱带（s）
中等强度谱带（m）弱谱带（w）
非常弱谱带（vw）
红外光谱常用术语
基频峰（峰强，光谱中主要吸收峰）基团或分子吸收一定频率的红外线，振动能级从基态
（V=0）跃迁至第一振动激发态（V=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。
泛频峰
二倍频峰倍频峰三倍频峰
多倍频峰
合频峰
差频峰备注：泛频峰弱，特征性强，光谱复杂，难辨认。
示例邻甲基苯甲酸光谱图取代苯的泛频峰：2000~1667cm-1 预示苯环有取代基

红外光谱分析及FTIR基础知识

第一章红外光谱的基本原理l—1 光的性质光是一种电磁波，它在电场和磁场二个正交面内波动前进．二个波峰或波谷之间的距离为波长，以“ λ”表示。

电磁波包括波长短至0.1纳米的x射线到长达106厘米的无线电波．其中波长为0.75微米到200微米，即从可见光区外延到微波区的一段电磁波称红外光．红外光通常以微米为单位(μm)．1微米等于10-4厘米(1μm＝10-4cm)，因此，红外光波长以厘米为单位时，其倒数就是1厘米内的波数(ν)，所以波数的单位ν是厘米-1（cm-1）．红外光既可以波长(λ)，也可以波数(cm-1)表示，二者关系如(1-1)式所示：ν（cm-1）=104/λ(μm) (1-1)由于光的能量与频率有关，因此红外光也可以频率为单位．频率(f)是每秒内振动的次数．频率、波长和波数的关系是，f=c/λ=ν*c (1—2)式中：c为光速，是常数(3×1010厘米秒); λ是波长(微米)；f是频率(秒-1)；ν是波数(厘米-1)．由于波数是频率被一个定值(光速)除的商值，因此红外光谱中常将波数称为频率．光既有波的性质，又有微粒的性质．可将一束光看作高速波动的粒子流，最小单位为光子．根据爱因斯坦—普朗克关系式，一定波长或频率的单色光束中每个光子具有能量E,E＝hf=hcν=hc/λ (1—3)式中：h为普朗克常量，等于6．63×10-34焦耳·秒．按(1.3)式可以算出波长2μm(5000厘米-1)的红外光子能量为6．63×10-34 (焦耳·秒)x3x1010/2x10-4厘米＝9．95x10-20焦耳．同理波长l0微米(1000厘米-1)的红外光子的能量仅1．99×10-20焦耳．可见波长短，能量大．波长长，能量小．1-2 分子光谱的种类有机分子同其他物质一样始终处于不停的运动之中。

分子在空间自由移动需要的能量为移动能．沿重心轴转动的能量为转动能，约0.1—0.00l千卡/摩．二个以上原子连接在一起，它们之间的键如同弹簧一样振动，所需能量为振动能，约5千卡/摩．此外分子中的电子从各种成键轨跃入反键轨所需能量为电能，约100千卡/摩．分子在未受光照射之前，以上描述的诸能量均处于最低能级，称之为基态．当分子受到红外光的辐射，产生振动能级的跃迁，在振动时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱．若用单色的可见光照射(今采用激光，能量介于紫外光和红外光之间)，入射光被样品散射，在入射光垂直面方向测到的散射光，构成拉曼光谱。

光谱分析复习和思考题

光谱分析复习和思考题一、光谱法基础知识1、光谱法定义或者原理答：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射电磁辐射的波长和强度进行分析的方法。

2、光谱法的分类二、原子发射光谱1、原子发射光谱是怎样产生的为什么各种元素的原子都有其特征的谱线答：（1）当气态原子或离子的核外层电子获取足够的能量后，就会从基态跃迁到各种激发态，处于各种激发态不稳定的电子(寿命<10-8s)迅速回到低能态时，就要释放出能量，若以光辐射的形式释放能量，即得到原子发射光谱。

（2）因为各种元素原子的核外电子能级不同，所跃迁产生光谱线的波长也不同，所以各种元素的原子都有其特征的谱线。

2、影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么产生谱线自吸及自蚀的原因是什么答：（1）谱线强度的基本公式：i i KT Ei i h A e g g N I i υ-=00， N 0—单位体积的基态原子数；gi ，g0 —激发态和基态的统计权重；Ei —激发电位； K —Boltzmann 常数；T —温度/K ；Ai —为跃迁几率；υi —为发射谱线的频率。

主要影响因素为统计权重、跃迁几率；激发电位、激发温度；电离度、蒸发速率常数、逸出速率常数。

（2）谱线自吸：某元素发射出的特征光由光源中心向外辐射过程中，会被处于光源边缘部分的低能级的同种原子所吸收，使谱线中心发射强度减弱，这种现象叫自吸。

（3）自蚀：在自吸严重情况下，会使谱线中心强度减弱很多，使表现为一条的谱线变成双线形状，这种严重的自吸称自蚀。

3、解释下列名词：（1）激发电位和电离电位。

激发电位：低能态电子被激发到高能态时所需要的能量。

电离电位：每个气体化合物被离子化的能量称为电离电位。

（2）共振线、原子线、离子线、灵敏线、最后线。

共振线：由激发态直接跃迁至基态时辐射的谱线称为共振线。

原子线：原子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。

M * M离子线：离子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。