光谱分析法PPT课件

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仪器分析第2章光谱分析法导论讲解课件

仪器分析第2章光谱分析法导论讲解课件

太阳光谱
折射和反射
• 当光线从介质 1 射到介质 2 的界面上,一部 分在介质 1 中改变其传播方向(反射),另 一部分在介质 2 中改变其传播方向(折射)。
• 反射光和折射光的能量分配是由介质的性质和 入射角的大小来决定的。
• 对于垂直于界面的光束,反射光部分可由下式 计算:
Ir I0
(n2 n1)2 (n2 n1)2
• 原子或分子的最低能态称为基态,较高能态 称为激发态。
光学分析法
非光谱法 光谱法
非光谱法
• 折射法:基于测量物质折射率的方法。 • 旋光法:利用光学活性物质的旋光性质进行
定量测定或纯度检验。 • 比浊法:测量光线通过胶体溶液或悬浮液后
的散射光强度来进行定量分析。 • 衍射法:基于光的衍射现象而建立的方法
分子发射
吸收辐射而被激发的原子和分子处在 高能态的寿命很短,它们一般要通过不同 的弛豫过程返回到基态
非辐射弛豫 辐射弛豫
非辐射弛豫
以非发光的形式释放能量的过程,此时 激发态分子与其他分子发生碰撞而将部分激 发能转变成动能并释放出少量的热量。结果 使体系的温度有微小的升高。
非辐射弛豫包括振动弛豫、内转移、外 转移和系间窜越等。
• 这些粒子只具有少数几个可能的能态。 • 激发作用是通过一个或几个电子跃迁到较高能
级实现的。
如 Na 蒸汽
589.30 nm 589.60 nm 3s→3p
285 nm
3s→5p
紫外和可见光区的能量足以引起外层电子或
价电子的跃迁。
分子吸收
分子的总能量E分子可以用下式表示: E分子= E电子+ E振动 + E转动
• 核磁共振波谱法(NMR) • 电子自旋共振波谱法(ESR)

光谱分析法概论(共76张PPT)全

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

【2024版】拉曼光谱分析法--ppt课件

【2024版】拉曼光谱分析法--ppt课件

优 滤光片组
检测系统
Nd-YAG激光光源
点 ➢ 荧光背景出现机会小
➢ 分辨率高 ➢ 波数精度和重现性好 ➢扫描快,操作方便 ➢近红外光的特性(光纤维中传递性能好、可穿透生物组织)
PPT课件
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✓近红 外激光 光源
Nd-YAG激光器代替可见光激光器; 产生1.064μm近红外激发光,比可见光 长约1倍,影响信噪比,FT技术克服; 激发光能量低于荧光所需阈值。
e
e
e
e
温度升高 概率大!
3振 电
2动 子
1 0
能 级
基 态
e e
Rayleigh 散射 PPT课件
Raman 散射 8
2、 拉曼光谱图
CCl4的散射光谱
Rayleigh scattering
Stocks lines
anti-Stockes lines
PPT课Δ件ν/cm-1
9
CCl4的拉曼光谱
适用于分子结构分析
PPT课件
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3、拉曼光谱与分子极化率的关系 拉曼活性取决于振动中极化率是否变化。
若分子在电场E(光波的电磁场)中,产生诱导偶极距μ
μ = αE α为极化率
反映了分子中电子云 变形的难易程度
分子极化率是诱导偶极矩与外电场的强度之比
分子中两原子距离最大时,α也最大
拉曼散射强度与极化率成正比例关系
➢干涉滤光片组,由折射率高低不同 的多层材料交替组合而成。
✓检测器
➢室温下的铟鎵砷检测器 ➢液氮冷却的锗检测器
PPT课件
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三、激光显微拉曼光谱仪
使入射激光通过显微镜聚焦到试样的微小部位 (直径小至5 μm ),可精确获取所照射部位的拉 曼光谱图。 ➢ 共焦显微激光拉曼光谱仪(使用CCD检测器): 显微镜的物镜和目镜的焦点重合于一点,排除了非 焦点处组分对成像的影响,可显示微区的不同深度 和三维结构信息。 ➢ 激光拉曼光纤探针:光导纤维传感技术与显微镜 耦合而成,可对远距离、特殊环境中试样的拉曼散 射进行原位遥感探测。

荧光光谱分析法课件

荧光光谱分析法课件
详细描述
通过观察化学反应过程中荧光强度的变化,可以了解反应过程中各组分的浓度变化,从而推算出反应速率常数和 反应机理等信息。
利用荧光光谱法研究化学反应的动力学过程
2. 在不同时间点测量荧光 光谱并记录数据。
1. 选择适当的荧光标记的 化学反应体系。
实验步骤
01
03 02
利用荧光光谱法研究化学反应的动力学过程
总结词
荧光光谱法可用于研究生物大分子间的相互作用,如蛋白质蛋白质、DNA-蛋白质等相互作用。
详细描述
荧光光谱法通过观察荧光标记的生物大分子在相互作用前后 的光谱变化,可以了解生物大分子间的结合方式、亲和力以 及作用机制等信息。
利用荧光光谱法研究生物大分子的相互作用
实验步骤
1
2
1. 将荧光标记的生物大分子进行纯化和制备。
荧光光谱分析法课件
目录 CONTENT
• 荧光光谱分析法概述 • 荧光光谱分析法的基本原理 • 荧光光谱分析法的实验技术 • 荧光光谱分析法的数据处理与分
析 • 荧光光谱分析法的实验案例 • 荧光光谱分析法的展望与未来发

01
荧光光谱分析法概述
定义与原理
定义
荧光光谱分析法是一种基于物质吸收 光能后发射荧光特性进行物质成分和 结构分析的方法。
激发态的衰变
电子从激发态返回基态时,以辐射或非辐射方式释放能量,产生荧 光光谱。
荧光光谱的产生机制
荧光光谱是由分子吸收光能后,通过内部转换、振动弛豫和辐射跃 迁等过程产生的。
荧光光谱的组成与特征
荧光光谱的组成
荧光光谱由发射峰、激发峰和斯托克斯位移组成。
荧光光谱的特征
荧光光谱的特征与分子结构、环境因素和激发波长等有关,可用于分析分子的 结构和性质。

第5章拉曼光谱分析法ppt课件

第5章拉曼光谱分析法ppt课件

拉曼散射光谱的基本概念
图6-33 散射效应示意图 (a)瑞利和拉曼散射的能级图 (b)散射谱线
拉曼散射光谱的基本概念
处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞,获得能量跃迁 到激发态可得到斯托克斯线,反之,如果分子处于激发态, 与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态,得到反斯 托斯线。
拉曼位移:斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之 差称为拉曼位移。拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样。 因此,对应于同一分子能级,斯托克斯线与反斯托克斯线的 拉曼位移应该相等,而且跃迁的几率也应相等。在正常情况 下,由于分子大多数是处于基态,测量到的斯托克斯线强度 比反斯托克斯线强得多,所以在一般拉曼光谱分析中,都采 用斯托克斯线研究拉曼位移。
1—反射镜 2—多通道池 3—锲型镜 4—液体
拉曼光谱在材料研究中的应用
激光拉曼散射光谱法
拉曼光谱的选择定则与高分子构象
由于拉曼与红外光谱具有互补性,因而二者结 合使用能够得到更丰富的信息。这种互补的特点, 是由它们的选择定则决定的。凡具有对称中心的分 子,它们的红外吸收光谱与拉曼散射光谱没有频率 相同的谱带,这就是所谓的“互相排斥定则”。例 如聚乙烯具有对称中心,所以它的红外光谱与拉曼 光谱没有一条谱带的频率是一样的。
而碳链的振动用拉曼光谱表征更为方便 对于链状聚合物来说,碳链上的取代基用 红外光谱较易检测出来
激光拉曼散射光谱法
激光拉曼光谱与红外光谱比较
红外与拉曼光谱在研究聚合物时的区别可以聚乙烯为例加以说明(图 6-34)。
聚乙烯分子中具有对称中心,红外与拉曼光谱呈现完全不同的振动模 式。在红外光谱中,CH2振动为最显著的谱带。而拉曼光谱中,C-C振动有 明显的吸收。
生物大分子的拉曼光谱研究
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(2)按光谱的形态不同 线状光谱,带状光谱,连续光谱
(3)按产生光谱的物质类型不同 原子光谱,分子光谱,
固体光谱
(4)按产生光谱的方式不同 发射光谱,吸收光谱,散射
光谱
(5)按激发光源的不同 火焰光谱,闪光光谱,激光光谱,
等离子体光谱等
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2
波谱区名称
射线
X射线
远紫外 光
近紫外 光
§17.3 光谱分析法
17.3.1 引言
●光 一种电磁波或电磁辐射。电磁波是广义的光图片IR_2 ●光学分析法 建立在物质光学光谱性质上的分析方法
1. 光谱及光谱分析法
●光谱法的发展史 1858~1859年间,德国化学家本生和物理学 家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法—光谱分析法的基础。他 2人被公认为光谱分析法的创始人
转变成原子蒸气,是原子吸收光谱分析法中的关键部件之一。有 火焰原子化器和无焰原子化器两类
●分光系统单色器 作用是把要测量的吸收谱线同其他谱线
分开。分光部件有棱镜和光栅两种类型
●检测系统 作用是接受光信号,并把光信号转换成电信号
,经放大和运算处理,给出分析结果。主要由检测器、放大器、 读数和记录系统等组成
●分析的原理
——一定波长λ和强度I0的光通过某元素的原子蒸气时,若辐射波长 的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需能量,蒸气吸收辐射的光
能,产生原子吸收光谱(定性)。元素浓度越大,吸收的光能越多(定 量)。例,镁灯的285.2nm线。若透射光强度为I1,测量气态原子对 特定波长的辐射吸收强度(I0/I1),就可确定该元素的浓度(含量)
0.1 cm ~100cm
1m ~1000m
跃迁能级类型
原子核能级
内层电子能级
价电子或成键电子 能级
价电子或成键电子 能级
价电子或成键电子 能级
分子振动能级
原子振动/分子转动 能级
分子转动、晶格振 动能级
电子自旋、分子转 动能级
磁场中核自旋能级
分析方法 放射化学分析法
X射线光谱法 真空紫外光度法 紫外分光光度法
●光谱法的应用 开创了化学和分析化学的新纪元:不少化学元
素通过光谱分析发现;已广泛地用于地质、冶金、石油、化工、农
业、医药、生物化学、环境保护等许多方面:是常用的灵敏、快速、
准确的近代仪器分析方法之一源自09.11.20201
●电磁波的划分
(1)按波长区域不同 远红外光谱,红外光谱,可见光谱,
紫外光谱,远紫外光谱(真空紫外光谱)
标准样品作为基准,而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分 析的样品基本一致,这常常比较困难
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17.3.3 原子吸收光谱分析法(1955,澳大利亚,瓦尔西)
1. 基本原理 原子吸收光谱法,又称为原子吸收分光光度法
●原理 物质产生的原子蒸气对特定谱线(待测元素的特征谱
线)的吸收作用进行分析,根据特征谱线强度减弱的程度可求出待 测元素的含量
(6)灵敏度高 可利用光谱法进行痕量分析。目前,相对灵
敏度可达到千万分之一至十亿分之一,绝对灵敏度可达10-8g~10-9g
(7)样品损坏少 可用于古物以及刑事侦察等领域
随着新技术的采用(如应用等离子体光源),定量分析的线性范 围变宽,使高低含量不同的元素可同时测定。还可以进行微区分析
●局限性 光谱定量分析建立在相对比较的基础上,必须有一套
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2. 仪器设备的基本构成
原子吸收分光光度计图片,原子吸收主要由光源、原子化器、单 色器和检测系统四部分组成
原子吸收分光光度计结构示意图
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●光源 作用是发射被测元素的特征谱线。目前常用空心阴极
灯和无极放电灯作光源,前者应用最广泛
●原子化器 作用是提供足够的能量,使试液中的待测元素
比色法、可见分光光 度法
近红外光谱法
中红外光诸谱法
远红外光清谱法
微波光谱法 核磁共振光谱法 3
2. 光谱分析法的特点
(1)分析速度较快 原子发射光谱用于炼钢炉前的分析,可在
l~2分钟内,同时给出二十多种元素的分析结果
(2)操作简便 有些样品不经任何化学处理,即可直接进行光
谱分析,采用计算机技术,有时只需按一下键盘即可自动进行分析 、数据处理和打印出分析结果。在毒剂报警、大气污染检测等方面 ,采用分子光谱法遥测,不需采集样品,在数秒钟内,便可发出警 报或检测出污染程度
(3)不需纯样品 只需利用已知谱图,即可进行光谱定性分析
。这是光谱分析一个十分突出的优点
(4)可同时测定多种元素或化合物 省去复杂的分离操作
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(5)选择性好 可测定化学性质相近的元素和化合物。如测
定铌、钽、锆、铪和混合稀土氧化物,它们的谱线可分开而不受干 扰,成为分析这些化合物的得力工具

可见光


谱 区
近红外 光
中红外 光
远红外 光
微波
射0频9.1(1无.20线20电波)
波长范围
0.005 nm~0.14nm
0.001 nm ~10nm 10 nm ~200nm
200 nm ~400nm
400 nm ~7560nm 0.756mm ~2.5mm
2.5mm ~50mm
50mm ~1000mm
●与发射光谱的关系 是互相联系的两种相反的过程。原子
发射光谱是原子由激发态回到基态时产生的原子发射光谱线。原子 由基态跃迁到激发态时要吸收能量,产生原子吸收光谱线
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●共振吸收线
使电于子从基态跃迁到第一激发态时产生的吸收线,简称共振线。 不同元素,共振线不同,是元素的特征谱线。它易产生,是最灵敏 线。原子吸收光谱利用处于基态的待测元素原子蒸气对共振线或其 他分析线吸收的程度进行定量分析
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3. 原子吸收分析的方法及特点
原子吸收分光光度法常用于元素的定量分析,分析方法有三种
(1)标准曲线法
●原理 根据待测元素的估计含量范围,用纯试剂配制三至五
种不同浓度的标准溶液,分别在原子吸收分光光度计上测定它们的 吸光度A,绘制浓度一吸光度标准曲线。再以同样的操作程序测出 样品中待测元素的吸光度Ax,然后在曲线上通过内插Ax值,求出待 测元素的浓度
——假定光源理想,无中心波长位移,实验条件稳定,可导出比耳
定律09.11.2020
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式中,A ——吸光度
K ——常数
——意义 该式是原子吸收光谱定量分析的基本关系式:吸光度 (absorbance)A与样品中某元素的含量C呈线性关系。通过一组已 知浓度的标准样品,做出A与C之间的工作曲线。在同样条件下,测 量未知物的吸光度后,利用工作曲线就可求得未知物的浓度Cx
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