光谱分析法.ppt
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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
【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
29
✓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
11
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
31
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。
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
原子吸收光谱分析ppt课件
原子吸收分光光度法 Atomic Absorption Spectrophotometry,
(AAS)
1.简述 2.方法原理 3.仪器设备 4.火焰原子化法测试的任务参数选择 5.石墨炉原子化法测试的任务参数选择 6.干扰及消除
第一节.简述
1.原子吸收的发现
1802年，伍朗斯顿(W. H. Wollaston)在进展太 阳察看时，发现太阳光谱中存在一些暗线。 夫郎霍费(J. Fraunhofer)在1814~1817年，布鲁 斯特(D. Brewster) 在1820年相继对这些暗线 进展仔细的察看，以为是由于太阳外围较 冷 的气体吸收了太阳光所引起的。
1964年，黄本立等将蔡司Ⅲ型滤光片式 火焰光度计改装为一台简易原子吸收光谱安装， 测定了溶液中的钠，发表了最早的原子吸收光谱 分析的研讨论文。
1965年吴庭照等利用自制的同心型气动 玻璃雾化器、预混合金属层流熄灭器、镁空心阴 极灯，英国Hilger的H-700火焰分光光度计的单色 器、10 cm长不锈钢平头水冷熄灭器的预混合型火 焰原子化器组装了原子吸收光谱仪器。完成了鋰 中微量镁的测定。
4.原子吸收光谱分析的特点
优点： ⑴ 检出限低 火焰原子吸收法的检出限可到达 ng/mL量级,石墨炉原子吸收光谱法的检出限可到 达10-13~10-14g。 ⑵ 选择性好 由于原子吸收是线状吸收，又采用 待测元素特征谱线作为光源，即使在溶液中有多 个元素共存，只需它们不与待测元素产生难原子 化的化合物，就不会产生较大的谱线干扰。加上 吸收谱线比发射谱线少的多，各元素谱线的重叠
鉴于沃尔什在建立和开展原子吸收光谱分析方 面的历史功勋，1991年在挪威卑尔根召开的第27 届国际光谱学大会(CSI)上授予他第一届CSI奖。
Alan Walsh(1916-1998)和他的原子吸收光谱仪
(AAS)
1.简述 2.方法原理 3.仪器设备 4.火焰原子化法测试的任务参数选择 5.石墨炉原子化法测试的任务参数选择 6.干扰及消除
第一节.简述
1.原子吸收的发现
1802年，伍朗斯顿(W. H. Wollaston)在进展太 阳察看时，发现太阳光谱中存在一些暗线。 夫郎霍费(J. Fraunhofer)在1814~1817年，布鲁 斯特(D. Brewster) 在1820年相继对这些暗线 进展仔细的察看，以为是由于太阳外围较 冷 的气体吸收了太阳光所引起的。
1964年，黄本立等将蔡司Ⅲ型滤光片式 火焰光度计改装为一台简易原子吸收光谱安装， 测定了溶液中的钠，发表了最早的原子吸收光谱 分析的研讨论文。
1965年吴庭照等利用自制的同心型气动 玻璃雾化器、预混合金属层流熄灭器、镁空心阴 极灯，英国Hilger的H-700火焰分光光度计的单色 器、10 cm长不锈钢平头水冷熄灭器的预混合型火 焰原子化器组装了原子吸收光谱仪器。完成了鋰 中微量镁的测定。
4.原子吸收光谱分析的特点
优点： ⑴ 检出限低 火焰原子吸收法的检出限可到达 ng/mL量级,石墨炉原子吸收光谱法的检出限可到 达10-13~10-14g。 ⑵ 选择性好 由于原子吸收是线状吸收，又采用 待测元素特征谱线作为光源，即使在溶液中有多 个元素共存，只需它们不与待测元素产生难原子 化的化合物，就不会产生较大的谱线干扰。加上 吸收谱线比发射谱线少的多，各元素谱线的重叠
鉴于沃尔什在建立和开展原子吸收光谱分析方 面的历史功勋，1991年在挪威卑尔根召开的第27 届国际光谱学大会(CSI)上授予他第一届CSI奖。
Alan Walsh(1916-1998)和他的原子吸收光谱仪
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延边大学分析测试中心
傅立叶变换红外光谱仪
—— 美国 P-EFT-IR1730
延边大学分析测试中心
液相色谱/质谱联用仪
——美国安捷伦 1100-HPLC/MSD(G1946A)
延边大学医学院
流式细胞仪
延边大学医学院
共聚焦显微镜
延边大学医学院
凝胶成像仪
第九章 光谱分析法概论
一、电磁辐射和电磁波谱 二、电磁辐射与物质的相互作用 三、常见术语 四、光学分析法及其分类 五、光谱法仪器——分光光度计 六、各种光分析法简介 七、光分析方法的进展
延边大学测试中心仪器介绍
基质辅助飞行时间质谱仪 核磁共振仪 液相色谱仪 气相色谱仪 荧光光谱仪 紫外-可见近红外光谱仪 傅立叶变换红外光谱仪 气相色谱/质谱联用仪
延边大学分析测试中心
基质辅助飞行时间质谱仪
——日本岛津 MALDI AXIMA-CFR(PLUS)
延边大学分析测试中心
表头
信号
分析
发生器 信号
检测器 输入
信号
信号 处理器
输出
记录仪
信号
分析仪器的组成图
计算机
分析仪器 ---自动化程度越高，仪器越复杂
仪器分析的发展趋势
仪器的发展趋势： 方便、快捷；多功能；环保、经济； 高质量（准确度、灵敏度）
分析方法的发展趋势： 与计算机联用：自动化、数字化 与其它分析方法联用：GC-MS；HPLC-MS 与新兴学科结合：环境、宇宙、临床化学、生物化学 分析方法理论和技术基础研究：平衡理论，非平衡理论
—— 以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播 媒介的一种能量
波动性
y = A sin(t + ) = A sin(2vt + )
电磁辐射和电磁波谱
光的基本性质
波动性Βιβλιοθήκη /光的传播速度: v 1/ v / c
V = c =
n
c －真空中光速 2.99792458×108m/s
~3.0 ×108m/s
核磁共振仪
—— 瑞士布鲁克AV-300
发射频率 ： 300MHz
延边大学分析测试中心
液相色谱仪
—— 日本岛津 LC-6A
延边大学分析测试中心
气相色谱仪
—— 日本岛津GC-16A
延边大学分析测试中心
荧光光谱仪
——日本岛津 RF-540
延边大学分析测试中心
紫外-可见近红外光谱仪
—— 日本日立U-3400
光谱分析法定义
光学分析法定义
光学分析法（optical annalysis）
—— 基于电磁辐射能量与待测物质相互 作用后所产生的辐射信号与物质组成及 结构关系所建立起来的分析方法
基本程序 光源 —— 电磁辐射能
被测物质与电磁辐射能作用 检测记录辐射的变化— 绘谱
电磁辐射和电磁波谱
电磁辐射
electromagnetic radiation
分析化学-仪器分析
Analytical Chemistry - Instrumental Analysis
Chapter 9-15
[主要内容]
● 光谱分析法 —— UV-Vis、IR、AAS、Fluorometry
● 色谱分析法 ——TLC、GC、HPLC。
● 其他仪器分析法
[学习要点]
◆ 掌握基本原理、测定方法及在物质 定性与定量分析中的应用； ◆ 熟悉仪器的其校正及检定方法； ◆ 了解各种仪器的基本结构。
800MHz NMR~120万美元。
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分, Er : 0.1%～0.2% 准确度高 依据化学反应, 使用玻璃仪器
仪器分析：微量、痕量组分, Er : 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
分析仪器的组成
信号发生器、检测器、信号处理器、读出装置
●Gas Chromatography ●Liquid Chromatography ★Partition in phases
●Emission spectra ●Flame spectroscopy ●Fluorescence ●Phosphorescence ★Emission of radiation
X-ray 衍射，电子衍射等：Diffraction of radiation 折射法，干涉法，反射法等： Refraction, Reflection of radiation 偏振，旋光，圆二色等：polarization of radiation
浊度法：Disperse of radiation
Optical analysis
Thermo-analysis
●Potentiometry(Half-cell potention) ●Conductimetry (Conductance) ●Voltammetry (Current-Voltage) ●Coulometry (Charge) ●Amperometry (Current)
●Spectrophotometry (UV,IR, Raman) ●Atomic absorption spectroscopy ●Nuclear magnetic Resonance Spectroscopy ●Electro-spin Resonance Spectroscopy ★Absorption of radiation
－波长，单位：m,cm,mm,
1 m=10-6m, 1nm=10-9m －频率，单位：赫芝(周)Hz 次/秒
TG, DTA, DSC,
Mass spectra (Mass/charge ratio) MS
仪器分析特点
灵敏度极高； 选择性好，适于复杂组分试样的分析； 效率高，分析迅速，适于批量试样的分析； 适于微量、超痕量组分的测定； 组合能力和适应性强，能在线分析； 数据的采集和处理易于自动化和智能化。 准确度相对较低（1~10%） 一般仪器价格较贵，维修使用成本较高
仪器分析—概述
化学分析 Chemical Analysis 分析化学 {
仪器分析 Instrumental Analysis
仪器分析（instrumental analysis）：
—— 采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过 测量能表征物质的某些物理或物理化学性质 来确定其化学组成、含量、结构。
Electrochemical analysis Chromatographic analysis