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初中物理8年级光学复习提纲.doc

第二章《光现象》复习提纲一、光的直线传播光源：本身能够发光的物体叫光源。

分为天然光源和人造光源。

1、光的传播①传播规律：光在同种均匀介质中沿直线传播。

②光线：为了表示光的传播情况，我们通常用一条带箭头的直线表示光的传播轨迹和方向，这样的直线叫做光线。

光线实际上不存在的。

③光的直线传播的应用及形成的现象：a激光准直b影子的形成(透明的物体不能形成影子)c日食月食的形成（发生日食时，月球在太阳与地球之间）d小孔成像。

小孔成像的特点：倒立的实像，与小孔的形状无关。

2、光的速度光在真空中的传播速度c=3×108m/s=3×105km/s。

在水中为真空中的3/4。

玻璃中为真空中的2/3。

1光年=9.46×1015m 光年是长度单位，不是时间单位。

二、光的反射1、定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

2、反射定律：（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面内；（2）反射光线和入射光线分居法线两侧；（3）反射角等于入射角。

（反射要说在前面）光的反射过程中光路是可逆的。

⑴镜面反射——平行光射到光滑平整的物体表面上，反射光线仍平行的反射。

镜面反射的条件：反射面光滑平整。

⑵漫反射——平行光射到凹凸不平的物体表面上，反射光线向着不同方向的反射。

漫反射遵守光的反射定律。

区别镜面反射和漫射的方法：站在不同的方位看物体，如亮度差不多，则是漫反射，如明亮程度不同，则是镜面反射。

4、凹面镜和凸面镜（1）凹面镜对光线有会聚作用。

（2）凸面镜对光线有发散作用。

三、平面镜成像1、平面镜成像特点①物和像大小相等②物和像到平面镜的距离相等。

③物和像对应点的连线与镜面垂直。

④像和物的左右相反。

⑤平面镜所成的像是虚像（作图时用虚线）像和物体关于镜面对称（注意：平面镜中像的大小只与物体有关，只要物体的大小不变，那么像的大小就不会变）平面镜成像的原理：光的反射定理2、实像和虚像：实像：实际光线会聚所成的像，可用光屏承接虚像：光线的反向延长线的会聚所成的像，不能有光屏承接。

光分析复习提纲

光分析复习提纲第二章光学分析法导论一.电磁辐射和电磁波谱1.电磁辐射的性质①波动性λ、ν、σ；λ=1/σ；ν=C/λ②粒子性ε=△E=h c/λ=hν2.电磁波谱: ①波谱区波长、能量递变顺序; 能级跃迁；光谱类型②λ范围：远紫外100-200nm；近紫外200-400nm;可见400-800nm二. 原子光谱、分子光谱产生机理、光谱特征1. 原子光谱-原子（离子）外层电子能级跃迁引起，线光谱2. 分子光谱：电子光谱振动光谱转动光谱分子外层电子能级跃迁分子振动能级跃迁分子转动能级跃迁E电、、E振、、E转变,带光谱E振、E转变E转变紫外-可见近、中红外远红外三.发射光谱、吸收光谱、荧光光谱产生机理、光谱特征第三章原子发射光谱一、仪器构成及各部分作用光源———分光系统———观测系统(映谱仪、测微光度计）（一）光源1.光源的作用提供试样中待测元素蒸发解离、原子化和激发所需要的能量2.经典光源种类、特点、应用直流电弧电极温度高绝对灵敏度较高不稳定（定性分析以及矿石、矿物等难溶物质中衡量组分的定量分析）交流电弧电极温度较低弧温较高（6000-8000）绝对灵敏度较高稳定性好(用于金属、合金中低含量元素的定量分析)高压火花电极温度较低弧温（10^4）稳定性好（金属与合金、难激发、低熔点金属合金定量分析）ICP火焰、直流电弧、交流电弧、高压火花比较(p28表3-1): 从电极温度、灵敏度、电弧温度、稳定性、样品状态几方面比较3.ICP光源特点1检出限低2基体效应较小3自吸效应小4稳定性好5电子密度很高4. 光源选择（二）分光系统分光元件：棱镜和光栅1.光学特性：线色散率、分辨率定义、物理意义及计算线色散率：dL/dλmm/nm 倒线色散率：dλ/ dL nm/mm光栅dL/dλ= k f / (d cosβ)分辨率：R=λ/△λ光栅R=NK2. 棱镜及光栅的分光原理光栅方程式：d（sinα±sinβ）=Kλ意义及计算3. 光栅闪耀光栅当α=β=θ时， K λβ= 2d sin βλβ= 2d sin β/K ——闪耀波长闪耀光栅适用波长范围:谱线距离、谱片摄取波长数、光谱重叠计算（三）观测系统1．感光板结构,黑度、曝光量定义,乳剂特性曲线黑度：谱线变黑的程度感光板上的黑度与曝光量（H ）有关，曝光量越大，谱线越黑黑度S = lg 1/T 曝光量 H = kI t =E*t(E 是照度，t 是曝光时间，I 是辐射强度)乳剂特性曲线AB 是曝光不足部分BC 曝光正常 S = tg α(lgH-lgH i )=γlg kI t - iCD 过度曝光部分DE 负感部分Hi ——惰延量倒数表示乳剂的灵敏度 (Hi 越大越不灵敏) tg α=γ——反衬度表示曝光量改变时，黑度变化的快慢定量: γ高, 紫外Ⅰ型;定性: Hi 小, 紫外Ⅱ型(灵敏度高)2.光电倍增管作用接收和记录谱线光电转化，电流放大二、光谱定性分析1. 原理及依据 △E=hc/λ=h ν2. 灵敏线、共振线、最后线、分析线定义及相互关系：灵敏线：激发电位低，跃迁概率大的谱线共振线：激发态直接跃迁到基态时所辐射的谱线第一共振线:第一激发态直接跃迁至基态时。

光谱分析考试复习资料试卷

填空题（二级）1.（光电转换器）的作用是完成光电信号的转换，即将光信号转换成电信号，为以后的信号处理做准备。

2.原子吸收光谱法的背景校正方法主要有：氘灯背景校正法、（塞曼效应法，空心阴极灯自吸收校正法）。

3.原子吸收光谱法中主要检测检测方法有：（标准曲线法）、（标准加入法）。

4.（原子吸收光谱仪），是基于蒸气相中被测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种光谱分析仪器。

5.原子吸收光谱仪由五个部分组成，分别是：（辐射光源）、原子化器、单色器、检测与控制系统及数据处理系统。

6.等离子体光源的优点有：多元素同时测定、灵敏度高、稳定性好、基体效应小等；缺点是（谱线重叠干扰，大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线）。

7.原子发射光谱是原子外层电子受热能、辐射能或与其他粒子碰撞获得能量跃迁到较高的（激发态），再由高能态回到较低能态或者（基态跃迁）时，以辐射形式释放出其激发能而产生的光谱。

8.（光学系统）是将光源发射出来的具有各种波长的辐射能按波长顺序展开，以获得光谱。

简答题1;简述直读光谱分析中标准样品，标准化样品，控制样品的作用。

（一级、二级）答:（1）标准样品：是为绘制工作曲线用的，其化学性质和物理性质应与分析样品相近似，应包括分析元素含量范围，并保持适当的浓度梯度，分析元素的含量系用准确可靠的方法定值。

（2）标准化样品：是用来修正由于各种原因引起的仪器测量值对校准曲线的偏离，要求均匀并能得到稳定的谱线强度。

（3）控制样品：与分析样品有相似的冶金加工过程、相近的组织结构和化学成分，用于对分析样品测定结果进行校正。

可用于类型标准化修正。

2;简述标准物质在分析工作中的主要作用。

答：1）刻度和校准仪器；2）评价测试方法；3）作为测定工作标准；4）建立测量体系的质量保证；5）在商业贸易中的应用；6）测量结果的可溯源性；7）统一量值；3;实验室常用的质量控制方法。

答：1使用相同或者不同方法进行重复检测或者校准2留存样品重复测或者校准3样品不同特性结果之间的相互关系4审查报告结果5实验室内对比6盲样测试7使用标准物质或质量控制物质8使用其他已校准能够提供可溯源结果的仪器9检测设备功能的复查10适用时，使用核查或者工作标准，并制作控制图11测量设备期间核查。

简单复习提纲1

填空1. 光谱分析法都涉及物质内部能级跃迁，光谱是分子中价电子和分子轨道上的电子能级间的跃迁产生的，它研究的对象往往是有机化合物，特别是的有机化合物2 在原子发射光谱中，被激发的原子发射出来的某一波长的辐射会被处于低温状态的同类原子吸收，谱线中心的吸收程度要比边缘部分大，这是由于。

3. 色谱法的塔板理论中塔板高H是指4. 在长度为L cm的某色谱柱上分离A和B两种组分，其分离度R等于2.0，当其它实验条件不变，仅通过改变柱长将分离度R提高到1.5，需要使用cm长的柱子。

5. 电解分析中，三电极体系中三个电极的名称分别是6. 电分析中，盐桥的作用是选择1. 在分度分析中，关于参比溶液的的选择不正确的是2. 在分析化学中，以下常用英文简称与其中文方意义对应有误的是3. 关于红外吸收光谱法的叙述不正确的是A. 红外光谱中，吸收峰出现的频率位置由振动能极差决定，吸收峰的个数与分子振动自由度的数目有关，而吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化以及能级的跃迁概率B. 红外光谱产生的首先必须使红外辐射光子的能量与分子振动能级跃迁所需能量相等；其次分子的振动必须能与红外辐射产生耦合作用，即分子振动时必须伴随瞬时偶极矩的变化。

C. 红外光谱仪器中光路图中，单色器放在吸收池之后，而不像紫外可见吸收光度法中放在吸收池之前，其原因是红外辐射没有足够的能量引起试样的光化学分解，同时可使来自试样和吸收池的杂散辐射减至最低 4. 区分荧光静态猝灭和荧光动态猝灭的方法不包括5. 具有强荧光的物质其分子结构不太可能是以下哪个6. 含有荧光物质的溶液其发光强度并不一直随溶液浓度的增大而增强，这种现象被称为浓度效应，其形成原因不包括7. 关于原子吸收光谱法的背景吸收的论述不正确的是A. 背景吸收包括分子吸收和光散射B. 背景吸收属于光谱干扰C. 对于背景吸收可采用氘灯背景校正技术来校正D. 背景吸收并不影响检测的灵敏度8. 关于色谱理论的叙述不正确的是A. 色谱基础理论是从微观分子运动和宏观分子平衡最大限度地减低分离迁移和提高离散迁移的科学原理。

光谱技术及应用复习提纲整理

复习提纲第一章光谱学基础知识（填空、简答、判断）（1）光是一种电磁波（横波），它的传播方向与电、磁分矢量方向垂直；（2）光与物质的相互作用主要是电场E 的作用；电场E 的振动方向定义为光的偏振方向；（3）光具有能量，也具有动量；（4）从量子论角度，光具有波粒二象性；（5）光的波动理论可以成功的解释光的干涉、衍射、折射、反射、散射等许多光学现象，然而用光的波动性却无法解释光电效应；（6）光子的自旋量子数为1；（7）光子的能量与动量。

（8）光的相干性；光的相干性，是指在不同空间点上和不同时刻的光波电场之间的相关性。

（9）光与原子、分子作用的三种过程，什么是受激发射？吸收、自发发射、受激发射。

受激发射是在外界辐射场的激发下产生的发射过程。

考虑一个二能级系统，当外界辐射场的频率ν和相应的跃迁能级间距相等时，ε∆=hv ，便发生高能级对低能级的跃迁，并发射一个与激发辐射场属同一模式的光子，即受激发射光子与激发辐射场光子具有相同的频率、相位、偏振方向和传播方向。

（10）激光光谱学研究的光波段；红外、可见和紫外波段。

（11）光谱的分类；按产生机制：发射谱，吸收谱；按谱线特征：分立谱，连续谱（12）分子内部存在的三种运动；分子内部存在着下列三种运动：(1) 价电子在键连着的原子间运动；(2) 各原子间的相对运动-振动；(3) 分子作为一个整体的转动。

（13）光谱线的宽度定义；谱线强度下降到一半时相应的两个频率之间的间隔。

称半宽度，简称线宽，用FWHM(Full width at half maximum intensity)表示。

（14）光谱线加宽的三种机制；自然线宽、多普勒展宽、碰撞加宽。

第二章光谱仪及光电探测器件（论述题）（1）光谱仪的主要作用及主要色散元件；光谱仪是光谱检测和分析的基本设备。

它的任务是分光，即将包含多种波长的复合光以波长（或频率）进行分解。

通过分解，不同波长光强分布便以波长（或频率）为坐标进行排列。

现代仪器分析复习提纲

1.1光谱分析法及其分类(1).发射光谱法①原子发射光谱法在正常状态下，原子外层价电子处于基态，在受到外部能量作用而被激发后，由能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态。

处于激发态的电子十分不稳定，在极短时间内返回到基态或其他较低的能级时，特定元素的原子可发射出一系列不同波长的特征光谱线，这些谱线按一定的顺序排列，并保持一定强度比例，通过这些谱线的特征来识别元素，测量谱线的强度来进行定量，这就是原子发射光谱法。

②荧光或磷光光谱法气态金属原子和物质分子受电磁辐射（一次辐射）激发后，能以发射辐射的形式（二次辐射）释放能量返回基态，这种二次辐射称为荧光或磷光，测量由原子发射的荧光和分子发射的荧光或磷光强度和波长所建立的方法分别称为原子荧光光谱法、分子荧光光谱法和分子磷光光谱法。

同样作为发射光谱法，这三种方法与原子发射光谱法的不同之处是以辐射能（一次辐射）作为激发源，然后再以辐射跃迁（二次辐射）的形式返回基态。

分子荧光和分子磷光的发光机制不同，荧光是由单线态-单线态跃迁产生的。

由于激发三线态的寿命比单线态长，在分子三线态寿命时间内更容易发生分子间碰撞导致磷光猝灭，所以测定磷光光谱需要用特殊溶剂或刚性介质“固定”三线态分子，以减少无辐射跃迁，达到定量测定的目的。

(2).吸收光谱法①原子吸收光谱法原子中的电子总是处于某一种运动状态之中。

每一种状态具有一定的能量，属于一定的能级。

当原子蒸气吸收紫外-可见光区中一定能量光子时，其外层电子就从能级较低的基态跃迁到能级较高的激发态，从而产生所谓的原子吸收光谱。

通过测量处于气态的基态原子对辐射能的吸收程度来测量样品中待测元素含量的方法，称为原子吸收光谱法。

②分子吸收光谱法分子吸收光谱产生的机理与原子吸收光谱相似，也是在辐射能的作用下，由分子内的能级跃迁所引起。

但由于分子内部的运动所涉及的能级变化比较复杂，因此分子吸收光谱比原子吸收光谱要复杂得多。

根据照射辐射的波谱区域不同，分子吸收光谱法可分为紫外分光光度法、可见分光光度法和红外分光光度法等。

光谱分析复习资料

光谱缓冲剂：为了减少试样成分对火焰温度的影响，使弧焰温度稳定，在试样中加入一种或几种辅助物质，用来抵偿试样变化的影响。

这些物质称为光谱缓冲剂。

重原子效应：重原子取代，一般指的是卤素（Cl、Br、I）原子取代，芳烃取代上卤素原子后，其荧光强度随卤素原子量增加而减弱，而磷光通常相应的增强，这种效应称为“重原子效应”。

一般指在分子发光中，引入质量相对较重的原子时出现磷光增强和荧光减弱的现象。

化学改进剂：在试样中加入一种物质，该物质能与试样组分发生化学反应，从而提高基体的挥发性或改变待测元素的挥发性。

这种物质称为化学改进剂。

闪耀光栅：每一个小反射面与光栅平面的夹角保持一定，以控制每一个小反射面对光的反射方向，使光能集中在所需要的一级光谱上，这种光栅称为闪耀光栅。

荧光猝灭：荧光物质分子与溶剂分子或其它溶剂分子的相互作用引起荧光强度降低的现象。

Zeeman效应：指在磁场作用下简并的谱线发生分裂的现象。

自吸：当弧焰中心的激发态原子发射的光通过弧焰边缘时，被同类基态原子吸收，使谱线中心的辐射强度减弱，这种现象称为自吸。

自蚀：当自吸现象非常严重时，谱线中心的辐射强度完全被吸收的现象。

磷光：物质吸收光能后，基态分子中的一个电子激发跃迁至第一激发单重态轨道，由第一激发单重态的最低能级经系统间交叉跃迁至第一激发三重态（系间跃迁），并经过振动驰豫到最低振动能级，此激发态跃迁回至基态时，发射磷光。

荧光：当分子吸收光能后跃迁至第一激发单重态S1，通过内转换、振动弛豫使能量降低至第一激发单重态S1的最低振动能级上，然后再以发射光的形式回至单重基态S0的各个振动能级上，该过程称为荧光发射，发射的光称为荧光。

动力学光谱分析：根据反应时间和吸光度关系建立起来的光谱分析方法。

驰豫：在同一电子能级中，电子由高振动能级转至低振动能级，而将多余的能量以热的形式发出。

系间跨跃：是两个不同多重态能级之间的无辐射跨跃。

化学发光效率：是发光分子数与参加反应的分子数的比值。

四大波谱分析总复习

18
-OH α
35
β
30
λ 以上，
50
δγ βα
C C C C CO
Woodward’s 规则
•官能团对λmax的影响
△λ/nm
-OR α
35
β
30
λ
17
δ
31
-SR β
85
-OAC α、 β、 λ
6
-NRR，β
95
-Cl α
15
β
12
-Br α
25
β
30
δγ βα C C C C CO
Woodward’s 规则应用实例
自旋多重性：根据Pauli原理，处于分子同一轨道
的两个电子自旋方向相反，用+1/2和-1/2表示，其代数和S=0。自旋多重性(2S+1)=1 ，称单重态,用S表示。自旋多重性(2S+1)=3 ，为激发的三重态，用T表示。第一激发态用S1或T1表示。更高的激发态用S2, S3, …T2, T3, …表示。
或位单烷基取代，或，位双烷基取代，，位三烷基取代
λmax /nm 207 202 215 193
208 217 225
δγ βα C C C C CO
Woodward’s 规则
•官能团对λmax的影响
△λ/nm
同环共轭双烯
39
扩展共轭双烯30源自环外双键5取代基
烷基 α
10
β
12
λ 以上，
O A
Aλmax=215+30+39+3×5+ 10+12+18+18=357nm
O B
B λmax=215+30+10+12+18+39=324nm

红外吸收光谱法复习重点提纲

红外吸收光谱法复习重点提纲基本原理1.红外光波通常分为三个区域：中红外区、近红外区和远红外区。

2.解释为什么红外吸收谱带数目比理论的计算数目少。

答：①存在没有偶极矩变化的振动模式，不产生红外吸收，即非红外活性；②存在能量简并态的振动模式；③仪器的分辨率分辨不出频率十分相近的振动模式；④振动吸收的强度小，检测不到；⑤某些振动模式所吸收的能量不在中红外光谱区。

谱带相关概念1.影响基团吸收频率的因素答：内因：诱导效应，共轭效应，氢键效应，键角效应，空间位阻外因：溶剂影响，色散元件影响，以及温度影响等。

2.振动频率的影响因素：ν̅=12πc√Kμ可得：化学键的力常数K越大，原子的折合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区；反之，出现在低波数区。

（两振动原子只要有一个原子的质量减小，μ值减小）3.空间效应的影响（1）空间位阻：当共轭体系的共平面性被破坏时，吸收频率增高强度降低。

（2）环张力：环张力大较大时，环外双键加强，吸收频率增大；环内双键减弱，吸收频率减小。

4. 氢键对吸收频率的影响答;影响原化学键的键力常数，吸收峰向低波数移动；峰型变宽；吸收强度加强。

5.溶剂和物质状态的影响答：极性溶剂对非极性物质的谱图影响不大，对极性物质会使基团的伸缩振动频率降低。

物质由固态向气态变化，其波数将增加。

6影响谱带吸收强度的因素答：（1）振动能级的跃迁几率：因此基频的吸收峰强度比倍频(v0→2、v0→3、v0→4)强。

（2）偶极矩的变化：基频振动(v0→1)，偶极矩的变化越大，吸收峰也越强。

（3）吸收峰强度：反对称伸缩振动＞对称伸缩振动>＞变形振动（4）诱导效应：使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加。

（5）共轭效应：使π电子离域程度增大，极化程度增加，使不含饱和键的的伸缩振动强度增加。

（6）氢键的影响：氢键作用会提高化学键的极化程度，伸缩振动吸收峰加宽、增强。

.（7）振动耦合：使吸收增大。

有机波谱分析复习纲要(红外、质谱)

有机波谱分析复习纲要第一章红外和拉曼光谱一.主要光谱信息1.峰的数目：与分子基团有关2.峰的位置：结构定性的主要依据3.峰的形状：宽窄，结构定性的辅助手段4.峰的强度：高低，结构定性的辅助手段，可作为定性的依据二.基本原理1.红外吸收：分子吸收特定频率的红外光，引起辐射光强的改变2.波长(μm)或波数(1/cm)为横坐标，百分透过率(T％)或吸光度(A)为纵坐标记录（A=lg1/T）3.吸收带分类1）很强吸收带（vs，T％<10）2）强吸收带（s，10<T％<40）3）中强吸收带（m，40<T％<90）4）弱吸收带（w，T％>90）5）宽吸收（b）4.红外光区分类5.产生条件：1）辐射光谱能量与振动跃迁所需能量相等2）辐射与物质之间必须有耦合作用在振动过程中，只有偶极矩发生改变的振动（△μ≠ 0），才是红外活性振动6.振动自由度非线性分子振动自由度为（3n-6）线性分子振动自由度为（3n-5）7.分子的振动方式1）分类（变形振动亦称弯曲振动） 2）频率大小反对称伸缩振动>对称伸缩振动＞＞弯曲振动面内弯曲振动>面外弯曲振动8.红外光谱谱带1）基频带：基态向第一振动激发态的跃迁2）泛频带（跃迁几率小，强度弱，难检出）a.倍频带：基态向第二、三……振动激发态的跃迁b.和频带：分子吸收光子后同时发生频率为ν和ν'的跃迁，此时产生的跃迁为(ν+ν')的峰c.差频带：吸收峰和发射峰重叠时产生峰(ν-ν')3）振动耦合带：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，使原来的两个基团的基频振动频率距离加大，形成两个独立的吸收峰4）费米共振带：当强度很弱的的倍频带或组频带与另一强的基频带接近时，发生耦合，相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，产生费米共振三.影响振动频率的关键因素1.发生震动能级跃迁所需能量大小取决于键两端原子的折合质量(μ)和键力常数(k)（其中k为键力常数，μ为折合质量）1）键力常数：a.键长越短，键级越大，表示键越强，键力常数就越大b.k越大，表示原子振动离开平衡位置很小的距离时，就会受到很大的回复力，所以就相对不容易振动2）折合质量2.电子效应1）诱导效应a.机理：通过使分子中的电子云分布发生变化，引起k的变化，从而影响振动频率b.分类①推电子效应：导致羰基的成键电子云移向氧原子更加偏离几何中心，使羰基的双键性降低，羰基伸缩振动向低频位移动②拉电子效应：使羰基的成键电子云更加接近几何中心，导致羰基的双键性增强，羰基伸缩振动向高频位移动2）共轭效应共轭效应通过π-键电子传递，导致双键的极性增强，双键性降低，伸缩振动频率向低波数位移3）超共轭效应当C-Hσ键和π键（或p轨道）处于平行位置时，会产生离域现象，产生和共轭效应相似的效应3.场效应原子或基团间不是通过化学键，而是它们的静电场通过空间相互作用分子中带部分负电的溴原子和氧原子空间接近，电子云相互排斥，产生相反的诱导极化，使溴原子和氧原子的负电荷相应减小，羰基极性降低，双键性增强，伸缩振动频率增加4.空间效应1）定义：环张力和空间位阻2）环张力影响：随着环的缩小，环内键角缩小，成环σ键的p电子成分增加，键长变长，振动谱带向低波数位移3）空间位阻分子中存在某种或某些基团因空间位阻影响到分子中正常的共轭效应或杂化状态时，导致振动谱带位移5.跨环效应通过空间发生的电子效应(a) (b) (c)(b)中羰基极性增强，双键程度下降羰基频率向低波段移动，(c)中羰基峰消失，出现羟基峰极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低（红外光谱通常在非极性溶剂中测量）四.红外光谱的四大区1.第一峰区（3700~2500）X-H (X=O,N,C)1）O-H伸缩振动a.醇与酚①游离：~3600 中等强(m)②缔合：~3300 宽强 (s,b)（氢键存在向低波数移动）（区别伯仲叔醇：C-O伸缩振动峰位置的差异；区别酚醇：苯基特征吸收峰及高波数的的C-O峰）注意：样品中有水时，出现O-H伸缩及弯曲振动干扰判断b.羧酸①二聚体：~3000 宽散（波数降低，由于共振结构，氢键不断变化）（区别羧酸与醇酚：有羰基峰）2）N-H伸缩振动a.胺类①伯胺：~3500，~3400 尖弱（较低波数处可能出现第三条）②仲胺：~3400③叔胺无吸收b.酰胺类①游离态：~3450②伯酰胺：~3350，~3150③仲酰胺：~3200④叔酰胺无吸收（区别胺与酰胺：）c.铵盐3000~2250 强/中宽，多重 m/s.b.（与羧酸O-H类似，但波数更低）（区别胺与铵盐：铵盐谱带更宽，波数更低；区别铵盐与羧酸：铵盐谱带更宽，波数更低，且羧酸有羰基的特征吸收带） 3）C-H伸缩振动a.炔烃：~3300 尖强（与羰基共轭无影响）（区别炔烃与醇酚胺：比缔合态的O-H吸收弱，N-H吸收强，谱带尖锐）b.烯/芳烃： ~3050 m/w（羧酸，缔合羟基，酰胺等可能掩盖，环丙烷~3060干扰）c.饱和烃基①伯碳：~2960(s)，~2870(m)②仲碳：~2926(s)，~2850(s)③叔碳：~2890（被伯仲碳掩盖，无实际价值）d.醛基：~2850 m，~2720 we.巯基：~2550 尖2.第二峰区（2500~1900）1）C≡C伸缩振动炔烃：~22002）C≡N伸缩振动氰基：~22503）N≡N伸缩振动重氮基：~2260（s）4）累积双键(X=Y=Z)的伸缩振动a.O=C=O：~2349b.C=C＝C：~2025(m)，~1070(w)c.N=C=O：~2260(s)，~1410(w)d.N=N=N：~2140(s)，~1265(w)5）X-H（X=B,P,Se,Si）(s/m)a.有机硼化物：~2495b.有机膦化物：~2365c.有机硒化物：~2290d.有机硅化物：~22303.第三峰区（1900~1500）1）C=O伸缩振动(s)a.酮①R-CO-R： ~1715②R-CO-Ph：~1690①游离 ~1760②缔合 ~1720（在~3000出现s.b.，结合可以判断）d.酯① ~1740②不饱和酯 ~1760③不饱和酸酯 ~1715（在~1200出现2~3条s.b，结合可以判断）e.酰胺①酰胺Ⅰ带：~1665②酰胺Ⅱ带：~1550③酰胺III带：~1300f.酸酐①开链酸酐：~1850(s)，~1780(s-,弱于前者)②环酸酐：~1830(s-)，~1770(s,强于前者)2）C=C伸缩振动 (相比于C=C吸收频率较低，强度也弱得多) a.烯烃：~1630（结合~3050峰）b.苯环：~1600，~1500 2~3条3）硝基 ~1550，~1345 s.b.双峰4）亚硝基 ~15505）N-H弯曲振动a.伯胺 ~1600b.仲胺 ~15354.第四峰区（1500~650）（指纹区）1）C-H弯曲振动（烃类化合物）a.烷烃①伯碳：~1450(m)，~1380(w)②仲碳：~1450(m)b.烯烃/芳香烃①RCH=CH2：~990(s)，~910(s)②RR'C=CH2：~890(s)③RCH=CHR'(trans-)：~970(s)④RCH=CHR'(cis-)：~690(m)（不特征）c.芳香烃①环呼吸振动：~1600，~1500②面内弯曲振动：~1250（干扰大）③面外弯曲振动：PhCH3：~750，~700o-CH3PhCH3：~750m-CH3PhCH3：~780，~700p-CH3PhCH3：~8102）C-O伸缩振动a.醇①伯醇：~1050(s)②仲醇：~1100(s)③叔醇：~1150(s)（结合~3600/3300判断）b.酚 ~1200c.醚①对称：~1150②不对称：~1250，~1050d.酯~1200 2~3条(s)e.酸酐①开链酐：~1110②环酐：~12603）C-Cl：~7004）C-Br：~5505）C-S：~7006）C-N：~12307）Ar-N=：~13058）R-N=：~12309）-NH2：~78510）-NO2：~1350第二章有机质谱一.基本原理1.质谱是化合物电离后按照质量数与所带电荷数之比被仪器分离并以离子质荷比与其相对强度记录下来的谱, 谱图与分子结构有关2.光谱信息：唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法3.结构组成1）进样系统2）离子源离子化方法：a.电子轰击(EI)①电离效率高，产生较多碎片峰，可提供丰富的结构信息②分子离子峰较弱或不出现b.化学电离源(CI)①电离能小，质谱峰数少②准分子离子峰大c.场电离源(FI)电离温和，碎片少，主要产生分子离子峰d.场解析源(FD)①适于非挥发性且分子量上万的分子电离②产生分子离子峰和准分子离子峰e.快电子轰击(FAB)①适用于挥发性极低、极性很强的有机化合物、离子型化合物、热不稳定和分子量较大的化合物②会出现基质分子产生的相应的峰及基质分子与样品分子的结合峰f.电喷雾电离(ESI)①低分子量化合物产生单电荷离子（失去或得到1个质子）②高分子量生物大分子和聚合物产生多电荷离子③可能生成加合物和/或多聚体3）质量分析器4）检测器4.主要技术指标1）质量范围：指质谱计所检测的单电荷离子的质荷比范围2）分辨率(R)a.含义：质谱计分开相邻两离子质量的能力b.R=m/Δm（Δm为质谱计可分辨的相邻两峰的质量差，m为可分辨的相邻两峰的平均质量）5.质谱术语1）基峰2）质荷比3）低分辨率质量：组成离子的各元素同位素的原子核的质子和中子数目之和4）精确质量：基于精确原子量6.质谱中的离子：1）分子离子：z=1时，其m/z等于天然丰度最大的同位素的原子量之和2）碎片离子：广义上指除分子离子以外的所有离子3）重排离子：经过重排，断裂一个以上化学键所生成的离子4）母/子离子：任何一个离子进一步裂解为质荷比较小的离子，前者是后者的母离子或前体离子，后者是前者的子离子5）奇/偶电子离子：带有未配对电子的离子为奇电子离子，无未配对电子的离子为偶电子离子6）多电荷离子：一个分子丢失一个以上（通常两个）电子所形成的离子7）准分子离子：比分子量多（或少）一的离子或准分子离子8）同位素离子：非单一同位素的元素在电离过程中产生同位素离子，同位素离子构成同位素峰簇二.分子离子和分子式1.分子离子峰的识别1）假定分子离子峰2）判断是否合理：相邻碎片离子间的Δm/z=1,2,3,15,16,17,18,203）判断是否符合氮律：a.不含N或含偶数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为偶数b.含奇数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为奇数2.分子离子峰的相对强度(RI)1）不稳定的分子，大分子，其分子离子的RI较弱2）稳定的分子, 大共轭分子, 其分子离子的RI较强3）脂肪族醇，胺，亚硝酸酯，硝酸酯，硝基化合物及多支链化合物分子离子峰通常很弱或不出现三.分子式判断1.分子式是否合理1）是否符合氮律2）不饱和度是否合理（UN>0）UN=(n+1)+a/2-b/2（其中，n为分子中4价原子数目，a为三价原子，b为一价原子）3）同位素峰簇的相对丰度a.S：32:33:34=100:0.8:4.4b.Si：28:29:30=100:5.1:3.4c.Cl：35:37≈3:1d.Br：79:81≈1:1三.有机质谱中的裂解反应1.分子中n电子比π电子易丢失，π电子比σ电子易丢失2.离子的正电荷愈分散，离子的稳定愈大3.分类1）自由基位置引发的裂解反应（α裂解）2）自由基位置引发的重排反应（γ氢重排）3）电荷位置引发的裂解反应（i裂解）OE+型（偶电子离子型），EE+型（奇电子离子型）4.一般的裂解规律1）偶电子规律a.偶电子离子裂解通常只能生成偶电子离子，质荷比较小的奇电子离子往往是由质荷比较大的奇电子离子裂解产生b.判断奇电子离子峰：①不含氮化合物质荷比为偶数值的峰为奇电子离子峰②含氮化合物，分子离子或碎片离子含奇数个氮，其质荷比为奇数时为奇电子离子③含氮化合物，分子离子或碎片离子含偶数个氮，其质荷比为偶数时为奇电子离子2）烃类化合物的裂解规律优先失去大的基团生成稳定的正碳离子3）含杂原子化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主4）羰基化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主5）逆D-A反应（RDA)6）氢的重排反应a.McLafferty重排（γ氢重排，六元环过渡态）b.自由基引发或正电荷诱导，经过四、五、六元环过渡态氢的重排c.长链酯基的双氢重排d.偶电子离子氢的重排经过四元环过渡态的β氢重排，使偶电子离子进一步裂解，生成质荷比较小的奇电子离子和稳定的小分子 e.芳环的邻位效应邻位取代芳环中，取代基通过六元环过渡态氢的重排，失去中性分子，生成奇电子离子的裂解过程四.各类有机化合物的质谱1.烃类1）直链烃a.弱分子离子峰可见b.M-29(C2H5)，43+14n(CnH2n+1)峰（其中43,57往往是基峰）（伴随CnH2n-1，CnH2n峰群）2）支链烃a.分子离子峰弱或不见b.M-15峰（可能含有侧链甲基）c.侧链优先断裂，失去大基团，支链处峰强度增大3）环烷烃a.分子离子峰较强b.出现41,55,69峰4）烯烃a.α断裂 41峰(CH2=CH-CH2+) 基峰或强峰b.γ-氢重排 42峰(CH2=CH-CH3+·) 基峰或强峰c.41+14n峰（伴随CnH2n+1，CnH2n峰群）d.环己烯及其衍生物发生RDA反应或裂解生成稳定的环烯离子5）芳香烃a.分子离子峰强或中强b.α断裂，产生91的基峰或强峰c.γ-H的重排，产生m/z为92的奇电子离子峰d.进一步裂解产生78，52或66，40峰2.含氧化合物1）醇/酚a.分子离子峰弱或不出现b.α裂解：31+14n的含氧碎片离子峰c.M-18(H2O)，M-18-28(C2H2)H2n-1，CnH2n+1峰群e.例①环己醇②苄醇③苯酚2）醚a.弱分子离子峰b.α断裂，碳-碳σ键断裂：31+14n峰c.i异裂，碳-氧σ键断裂：43+14n峰d.伴有CnH2n , CnH2n -1 峰e.区别醇：无M-18，M-18-28失水峰f.双取代芳香醚取代基位置对其质谱有较大影响（见四.1.5）例.对二甲氧基苯邻二甲氧基苯3.含硫化合物1）硫醇a.分子离子峰强b.出现M-33(-SH),M-34(-SH2),33,34峰c.出现含硫碎片离子峰47+14n(CnH2n+1S)d.伴有CnH2n，CnH2n-1，CnH2n+1峰2）硫醚a.分子离子峰较强b.生成CnH2n+1S+系列含硫碎片离子峰4.含氮化合物1）脂肪胺a.分子离子峰弱b.30+14n的含氮特征碎片离子峰c.44(or 44+14n)，58(or 58+14n)的峰为基峰或强峰2）环己胺a.分子离子峰相对较强b.出现56峰 (CH2=CH-CH=NH2+)c.类似于环己醇裂解3）苯胺5.卤代烃1）分子离子峰强度由氟向碘依次增大2）卤素存在特征：a.氟：M-19(-F)，M-20(-HF)b.氯、溴：①M-35(-Cl)，36(-HCl)，M-79(-Br)，79(Br+)6.羰基化合物1）醛a.α断裂：产生M-1(-H)，M-29(-CHO)，29(强，HCO+)峰b.有明显的分子离子峰c.43+14n特征碎片离子峰（脂肪醛）2）酮3）羧酸a.弱分子离子峰b.出现M-17(-OH)，M-45(-COOH)，45(-COOH)峰c.γ-H重排生成60峰4）酯类a.小分子酯有明显的分子离子峰b.甲酯，乙酯出现M-31(-OCH3)，M-45(-OC2H5)峰c. γ-H的重排生成m/z为74+14n的峰d.乙酯以上的酯双氢重排生成61+14n的偶电子离子5）酰胺有明显的分子离子峰（β改为α）7.双取代芳环-邻位效应芳环的邻位取代基间容易形成六元环过渡态，发生氢的重排裂解8.非氢重排1）环化取代重排2）消去重排a.烷基迁移b.苯基迁移c.烷氧基迁移d.氨基迁移。

红外光谱分析复习提纲

红外光谱分析复习提纲一、基本原理1、常用的中红外区4000-650cm-1(2.5-15.4μ)。

2、红外光谱的主要振动形式：伸缩振动和弯曲振动。

3、红外光谱的吸收峰强度主要取决于分子振动时偶极矩变化大小。

基团的极性大，吸收峰强。

二、影响官能团吸收频率的因素1、电子效应(a)诱导效应以羰基为例，推电子基团使羰基吸收峰往低波数移动；吸电子基团反之。

(b)中介效应氧、氮和硫等使不饱和基团的振动波数降低，而自身连接的化学键振动波数升高。

(c)共轭效应羰基与双键共轭，羰基吸收峰往低波数移动。

2、空间效应(a)环的张力环的张力加大，环上基团的吸收峰往高波数移动。

环的键角越小，环外双键(C=C)的吸收峰往高波数移动；环外双键(=C-H)的吸收峰亦往高波数移动；环内双键(C=C)的吸收峰往低波数移动。

(b)空间障碍大基团的空间位阻作用，使邻近基团的吸收峰往高波数移动。

(c)氢键影响无论是分子间或分子内氢键，均使吸收峰往低波数移动三、红外光谱吸收波段的划分(cm-1)1、4000-2500(a)羟基、胺基等(b)C-H伸缩振动3000以上为不饱和，3000以下为饱和(c)叁键、累积双键（C≡C C≡N -N=C=S 2500-2000）(d)铵盐 (2700-2200cm-1)2、2000-1500(a)羰基(b)双键、苯环骨架、杂芳环、硝基(υas)(c)羧酸盐3、1500-1300(a)饱和碳氢弯曲振动(b)硝基(υs)4、1300-910(a)C-O单键伸缩振动（醚、醇）(c)P=O,P=S伸缩振动(d)砜、亚砜、磺酸盐、5、910以下判断苯环取代位置的主要依据烯烃的碳氢弯曲振动四、指纹区和官能团区4000-1300cm-1为官能团区，1300-650cm-1为指纹区。

《光谱分析》教学大纲

《光谱分析》教学大纲（理论课程及实验课程适用）一、课程信息课程名称（中文）：光谱分析课程名称（英文）：Spectroscopic Analysis课程类别：专业主干课课程性质：必修计划学时：40（其中课内学时：40，课外学时：0）计划学分： 2.5先修课程：分析化学选用教材：武汉大学分析化学下册（第五版）开课院部：化学与环境工程学院适用专业：工业分析课程负责人：张越非课程网站：二、课程简介（中英文）《光谱分析》是工业分析专业的必修主干专业课。

通过本课程的学习，使学生掌握各种光谱仪器分析方法的基本原理、特点、适用范围和使用方法，具有应用仪器进行分析操作的基本技能。

该课程是在完成教学计划规定的公共、基础和技术基础课教学之后开设，它为以后的专题实验、毕业实习及毕业设计等教学环节奠定基础。

本课程的任务是使学生掌握各种光谱分析方法的原理、特点及其应用。

为学习有关的后继课程和将来的工作打好必要的基础，初步学会应用所学的知识解决一些简单的实际问题。

同时结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。

Spectroscopic analysis is one kind of most important instrumental analysis. Today, there is a wide and impressive array of powerful and elegant tools for obtaining qualitative and quantitative information about the composition and structure of matter. Students of chemistry, physics, the life sciences, forensic science, and environmental science must develop an understanding of these instrumental tools and their applications to solve important analytical problems in these fields.When instrument users are familiar with the fundamental principles of operation of modern analytical instrumentation, they then will make appropriate choices and efficient use of these measurement tools. There are often a bewildering number of alternative methods for solving any given analytical problem, but by understanding the advantages and limitations of the various tools, users can choose the most appropriate instrumental method and be attuned to its limitations in sensitivity,precision, and adduracy.in addition, knowledge of measurement principles is necessary for calibration, standardizations and validation of spectroscopic instrumental methods. It is therefore our objective to give undergraduate students a thorough introduction to the principles of spectroscopic analysis, including all kinds of atomic spectroscopic, molecular spectroscopic methods. By carefully studying this text, students will discover the types of spectral instruments available and their strengths and limitations.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1 工程知识2 问题分析对试样的来源及分析对象及分析任务作系统分析M3 设计/开发解决方案能就未知试样提出合理的分析测试方法M4 研究会分析问题并结合现代分析技术研究开发新试剂的分析测试方法M5 使用现代工具会选择使用现代测试仪器和工具H6 工程与社会7 环境和可持续发展将分析用于环境监测中H8 职业规范9 个人和团队10 沟通11 项目管理12 终身学习注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。

《光谱分析》课程教学大纲.docx

光谱分析课程教学大纲课程名称：光谱分析英文名称：Spectroscopy Analysis课程编码：X3030711学时数：48其中实践学时数：16课外学时数：o学分数：3.0适用专业：应用化学一、课程简介光谱分析是分析化学学科中仪器分析的重要组成部分。

原子光谱分析是利用原子的特征光谱进行物质定性和定量分析，为现代工业、农业、国防和科学技术服务的科学。

本课程主要介绍原子光谱产生原理；原子光谱分析法的定性分析、定量分析原理和应用；原子光谱分析仪器设备工作原理和结构；常用原子光谱分析仪器的操作技术。

二、课程目标与毕业要求关系表（一）绪论1.教学内容：光与物质的作用；电磁波谱；光谱分析法分类。

2.基本要求：了解光谱分析的概况，包括分类、特点和进展等。

（二）原子光谱1.教学内容：单电子原子光谱：原子运动状态的描述，单电子原子能级分布，轨道角动量，白旋角动鼠；多电子原子光谱：原子核外电子的排布，轨道角动量耦合，轨道角动量与自旋角动量耦合；Boltzman分布定律，原子发射、吸收和荧光光谱强度。

2.基本要求：掌握原子运动状态及能级结构、原子光谱产生原理和光谱强度。

3.重点：光谱项与光谱支项推求、能级图绘制、光谱强度。

4.难点：多电子原子的能级结构。

（三）原了发射光谱法1.教学内容：原子发射光谱分析基本过程；激发光源；分光系统；光谱记录与检测；定性分析; 光源过程、定量关系及定量分析；光源中的干扰效应。

2.基本要求：掌握激发光源工作原理及特点；掌握光谱仪结构、分光原理；了解光源过程及定量关系的建立；熟练掌握摄谱检测法和光电检测法定性、定量分析原理；掌握光源中的干扰产生原因及扣除的方法。

3.重点：激发光源工作原理及特点；光栅光谱仪的分光原理；定性分析方法；定量分析原理；干扰产生与消除。

4.难点：光栅光谱仪的分光原理；光源过程及定量分析的依据。

（四）原子吸收光谱法1.教学内容：原子吸收线形状与定量关系；谱线变宽效应；锐线光源、原子化器、分光与检测系统；分析方法；干扰与消除。

红外光谱分析复习资料

例、某化合物分子式C9H10O,试根据其红外光谱图,推测其结构1.某化合物分子式为C6H10O3，其核磁共振谱图如下，试确定该化合物的结构。

解：不饱和度为2，说明分子中含有C=O或C=C。

核磁共振谱中化学位移5以上没有吸收峰，表明不存在烯氢。

谱图中有4组峰，即有4类H。

化学位移及峰的裂分数目为δ（四重峰），δ（单峰）,（单峰），δ（三重峰），各组峰的积分高度比为2：2：3：3，这也是各组峰代表的质子数。

从化学位移和峰的裂分数可见δ和δ是互相偶合,与强拉电子基团相连，表明分子中存在乙酯基（－COOCH2CH3),为CH2，δ为CH3，均不与其它质子偶合，根据化学位移δ应于拉电子的羰基相连，即CH3-C=O。

结构为2.某化合物分子式为C9H12，其核磁共振谱图如下，试确定该化合物的结构。

解：从化合物分子式C9H12求得未知物的不饱和度为5，说明分子中含有苯环。

NMR谱图中有4组峰，各组峰的积分高度比为5：2：2：3，这也是各组峰代表的质子数。

3.推测结构解：UN=4有苯环，峰积分高度比为2:2:2:3，δ值6-7之间的4个峰为苯环对位取代产生的伪4峰，δ的2H为活泼质子，应有-NH2，δ的3H为Ar-CH3，其结构为解：UN=1，1、2、3三组峰H的数目分别为3、2、3、1、2峰高应为-CH2CH3且连接有电负性基团应为，3峰应为-OCH3，例1正庚酮有三种异构体，某正庚酮的质谱如图所示。

试确定羰基的位置。

酮易发生α裂解，生成的正离子稳定，强度很大，是鉴别羰基位置的有力证据。

三种庚酮异构体的α裂解比较：图上m/z57为基峰，而且有m/z85峰，而无99及71峰。

图上虽有m/z43峰，但太弱，不是离子而是由b裂解产生的C3H7+离子。

因此证明该化合物是3-庚酮。

例 2 某未知物经测定是只含C、H、O的有机化合物，红外光谱显示在3 100～3 600 cm−1之间无吸收，其质谱如图，试推测其结构。

解：第一步解析分子离子区（1）分子离子峰较强，说明该样品分子离子结构稳定，可能具有苯环或共轭系统。

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1 •原子发射光谱法原子发射光谱法是一种成分分析方法，可对约70种元素（金属元素及磷，硅，砂，碳，硼等非金属元素）进行分析。

这种方法常用于定性，半定量和定量分析。

在一般情况下，用于1%以下含量的组份测定，检出限可达ppm,精密度为±10%左右，线性范围约2个数量级。

但如采用电感耦合等离子体（ICP）作为光源，则可使某些元素的检出限降低至10'3~ W4ppm,精密度达到±1%以下，线性范围可延长至7个数量级。

这种方法可有效地用于测量高，中，低含量的元素。

原子发射光谱的产生：原子的外层电子由高能级向低能级跃迁，能量以电磁辐射的形式发射出去，这样就得到发射光谱、原子发射光谱是线状光谱。

一般情况下，原子处于基态，通过电致激发，热致激发或光致激发等激发光源作用下，原子获得能量，外层电子从基态跃迁到较高能态变为激发态，约经10'8s,外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁, 多余的能量的发射可得到一条光谱线。

共振线：共振线是原子由激发态跃迁至基态而产生的。

由于这种迁移及激发所需要的能量最低，所以基态原子对共振线的吸收也最严重。

当元素浓度很大时，共振线呈现自蚀现象。

自吸现象严重的谱线，往往具有一定的宽度，这是由于同类原子的互相碰撞而引起的，称为共振变宽。

由于自吸现象严重影响谱线强度，所以在光谱定量分析中是一个必须注意的问题。

原子发射光谱法仪器分为三部分：光源（重点ICP光源）、分光仪和检测器。

1. 光源光源具有使试样蒸发，解离，原子化，激发，跃迁产生光辐射的作用•光源对光谱分析的检出限，精密度和准确度都有很大的影响.目前常用的光源有直流电弧，交流电弧,电火花及电感耦合高频等离子体（ICP）o2. 分光仪3. 常用的检测方法有：目视法、摄谱法和光电法。

定量分析方法：（1）校准曲线法，（2）标准加入法，（3）内标法。

2. 原子吸收光谱法基本原理：仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，市辐射特征谱线光被减弱的程度來测定试样中待测元素的含量。

用途：原子吸收光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸收光谱法可测到10-9g/mL数量级, 石墨炉原子吸收法可测到10-13g/mL数量级。

其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、币申、铅、硒、锡、硏、佛、错等进行微痕量测定。

因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点，现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析。

原子吸收光谱仪一基本知识I、基本知识「方法原理原子吸收是指呈气态的原子对由同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸收现象。

当辐射投射到原子蒸气上时，如果辐射波长相应的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需要的能量时，则会引起原子对辐射的吸收，产生吸收光谱。

基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到激发态。

2. 原子吸收光谱仪的组成原子吸收光谱仪是由光源、原子化系统、分光系统和检测系统组成。

A光源作为光源要求发射的待测元素的锐线光谱有足够的强度、背景小、稳定性一般釆用：空心阴极灯无极放电灯B原子化器(atomizer)可分为预混合型火焰原子化器(premixed flame atomizer)，石墨炉原子化器(graphite furnace atomizer),石英炉原子化器(quartz furnace atomizer),阴极溅射原子化器(cathode sputtering atomizer)。

a火焰原子化器：由喷雾器、预混合室、燃烧器三部分组成特点：操作简便、重现性好b石墨炉原子化器：是一类将试样放置在石墨管壁、石墨平台、碳棒盛样小孔或石墨土U 埸内用电加热至高温实现原子化的系统。

其中管式石墨炉是最常用的原子化器。

原子化程序分为干燥、灰化、原子化、高温净化原子化效率高：在可调的高温下试样利用率达100%灵敏度高：其检测限达10'6-10-14试样用量少：适合难熔元素的测定c. 石英炉原子化系统是将气态分析物引入石英炉内在较低温度下实现原子化的一种方法，又称低温原子化法。

它主要是与蒸气发生法配合使用(氢化物发生，汞蒸气发生和挥发性化合物发生)。

d. 阴极溅射原子化器是利用辉光放电产生的正离子轰击阴极表面，从固体表面直接将被测定元素转化为原子蒸气。

C分光系统(单色器)由凹面反射镜、狭缝或色散元件组成色散元件为棱镜或衍射光栅单色器的性能是指色散率、分辨率和集光本领D检测系统率由检测器（光电倍增管）、放大器、对数转换器和电脑组成3. 最佳条件的选择A吸收波t的选择B原子化工作条件的选择a空心阴极灯工作条件的选择（包括预热时间、工作电流）b火焰燃烧器操作条件的选择（试液提升量、火焰类型、燃烧器的高度）c石墨炉最佳操作条件的选择（惰性气体、最佳原子化温度）C光谱通带的选择D检测器光电倍增管工作条件的选择4 •干扰及消除方法干扰分为：化学干扰、物理干扰、电离干扰、光谱干扰、背景干扰化学干扰消除办法：改变火焰温度、加入释放剂、加入保护络合剂、加入缓冲剂背景干扰的消除办法：双波长法、氛灯校正法、自吸收法、塞曼效应法3. 原子荧光光谱分析利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法。

原子蒸气吸收特征波长的辐射之后，原子激发到高能级，激发态原子接着以辐射方式去活化，由高能级跃迁到佼低能级的过程中所发射的光称为原子荧光。

当激发光源停止照射之后，发射荧光的过程随即停止。

原子荧光可分为3类：即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光，其中以共振原子荧光最强，在分析中应用最广。

共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。

只有当基态是单一态，不存在中间能级，才能产生共振荧光。

非共振荧光是激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。

非共振荧光又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。

直跃线荧光是激发态原子市高能级跃迁到髙于基态的亚稳能级所产生的荧光。

阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量，冋到较低的激发态，再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。

直跃线和阶跃线荧光的波长都是比吸收辐射的波长耍长。

反斯托克斯荧光的特点是荧光波长比吸收光辐射的波长要短。

敏化原子荧光是激发态原子通过碰撞将激发能转移给另一个原子使其激发，后者再以辐射方式去活化而发射的荧光。

根据荧光谱线的波长可以进行定性分析。

在一定实验条件下，荧光强度与被测元素的浓度成正比。

据此可以进行定量分析。

原子荧光光谱仪分为色散型和非色散型两类。

两类仪器的结构基本相似，差別在于非色散仪器不用单色器。

色散型仪器由辐射光源、单色器、原子化器、检测器、显示和记录装置组成。

辐射光源用来激发原子使英产生原子荧光。

可用连续光源或锐线光源，常用的连续光源是氤弧灯，可用的锐线光源有高强度空心阴极灯、无极放电灯及可控温度梯度原子光谱灯和激光。

单色器用来选择所需要的荧光谱线，排除其他光谱线的干扰。

原子化器用来将被测元素转化为原子蒸气，有火焰、电热、和电感利合等离子焰原子化器。

检测器用来检测光信号，并转换为电信号，常用的检测器是光电倍增管。

显示和记录装置用来显示和记录测量结果，可用电表、数字表、记录仪等。

原子荧光光谱分析法具有设备简单、灵敏度高、光谱干扰少、工作曲线线性范围宽、可以进行多元素测定等优点。

在地质、冶金、石油、生物医学、地球化学、材料和环境科学等各个领域内获得了广泛的应用。

4. 电感耦合等离子质谱质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷•质量比）的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子朿，进入质量分析器。

在质量分析器屮，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

ICP-MS是一种多元素分析技术，具有极好的灵敏度和高效的样品分析能力。

ICP-MS仪器用等离子体（ICP）作为离子源，质谱（MS）分析器检测产生的离子。

它可以同时测量周期表中大多数元素，测定分析物浓度可低至亚纳克/升（ng/l）或万亿分之儿（ppt）的水平。

等离子体离子源通常，液体样品通过蠕动泵引入到一个雾化器产生气溶胶。

双通路雾室确保将气溶胶传输到等离子体。

在一套形成等离子体的同心石英管中通入氮气（Ar）。

炬管安置在射频（RF）线圈的中心位置，RF能量在线圈上通过。

强射频场使氟原子之间发生碰撞，产生一个高能等离子体。

样品气溶胶瞬间在等离子体小被解离（等离子体温度大约为6000 - 10000 K）,形成被分析原子，同时被电离。

将等离子体屮产生的离子提取到高真空（一般为10-4 Pa）的质谱仪部分。

真空由差式抽真空系统维持：被分析离子通过一对接口（称作采样锥和截取锥）被提取。

图1.安捷伦ICP-MS 结构图质量分析器质量分析器的作用是将离子源产生的离子按m/z 顺序分开并排列成谱。

用于电感耦合等离子体质谱仪的质量分析器有磁分析器，四极杆分析器，离子捕获分析器，飞行时间分析器, 离子回旋共振分析器等。

检测器最后，釆用电子倍增器测量离子，由一个计数器收集每个质量的计数。

质谱质谱图非常简单。

每个元素的同位素出现在其不同的质量上（比如，27AI 会出现在27 amu 处）,其峰强度与该元素在样品溶液中同位素的初始浓度直接成正比。

1-3 分蚀内可以同时分析从低质量的锂到高质虽数的铀范围内的大量元素。

用ICP-MS, 一次分析就可以测量浓度水平从ppt 级到ppm 级的很宽范围的元素。

Plasma In terfaceAuxigasSpray chamberNebulizerPlasma gas QuadrupoleDetectorIon lens 9 Sample图2.河水的ICP-MS质谱图应用ICP-MST泛用于许多工业领域，包括半导体工业、坏境领域、地质领域、化学工业、核工业、临床以及各类研究实验室，是痕量元素测定的关键分析工具。

5. X射线荧光光谱法x射线管是x射线荧光仪和衍射仪的激发光源，它所产生的x射线光谱.称作原级X射线谱，由连续谱线和特征谱线组成。

在X射线管屮，当所加的管电压很低时, 只有连续谱产生；当所加电压大于或等于X射线管的阳极材料激发电势时，特征X 射线光谱即以叠加在连续谱之上的形式出现。

当一束高能粒子与原子相互作用时，如果其能量大于或等于原子某一轨道电子的结合能，将该轨道电子逐出，对应的形成一个空穴，使原子处于激发状态。

K层电子被击出称为K激发态，同样L层电子被击出称为L激发态。

此后在很短时间内，由于激发态不稳定，外层电子向空穴跃迁使原子恢复到平衡态，以降低原子能级。

当空穴产生在K层，不同外层的电子（L、M、N...层）向空穴跃迁时放出的能量各不相同, 产生的一系列辐射统称为K系辐射。