光化学分析概述
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物质分子受辐射激发后其外层电子由基态 跃迁到激发态，当它们返回基态时，以辐射的 形式释放出能量。
4. 化学发光分析
在一些特殊的化学反应中，由于吸收了 反应所释放出的化学能而处于电子激发态的 反应中间体或反应产物，由激发态回到基态 时所产生的一种光辐射。
h 25
CZ、
四、按照跃迁类型不同分类
电子光谱（紫外-可见光谱） 振-转光谱（红外光谱)
1．原子发射光谱法 气态金属原子与高能量粒子(电子、原子或分子)碰撞
而使外层电子激发，十分不稳定回到基态，发射出的特征 线状光谱。
2．原子荧光光谱法 气态金属原子受电磁辐射(一次辐射)激发后，以发射辐射 的形式（二次辐射）回到基态h ，二次辐射称为荧光光谱。
24 CZ、
3. 分子荧光(第十二章)和磷光光谱法
(2) 红外分光光度法(第十二章)
属于分子振-转光谱，能量差为0.05～1eV
，波长1250～25000nm。
CZ、
h 22
(3) 核磁共振波谱法(第十四章) 是原子核自旋能级跃迁，激发波长是在
60～900MHz的电磁波。
(4) 拉曼光谱法 利用拉曼散射获得结果。
CZ、
h 23
(二)发射光谱法
原子或分子受激发后，电子由激发态回至 基态以辐射的形式释放能量所产生的光谱为 发射光谱。
CZ、
h 18
X-射线衍射法 (X-ray diffraction analysis, XRD)
➢利用X-射线能够绕过障碍物而弯曲地向后面 传播的现象，是测定晶体结构的重要手段。
DNA晶体的X射线衍射照片 h
CZ、 (by Rosalind Franklin)
19
二、按照作用物不同分类
1.原子光谱法(atomic spectroscopy)
E = h =h c / = h c
例如：计算1mol (6.022171023个)波长为200nm的光子的
能量E
hc 6.621 63 0 2 42.997 1910 2 06.0 52 211 2037
E
20 100 7
h
CZ、 5.9 8150()J
9
二、电磁辐射与物质的相互作用
光谱分析法
以测量气态原子或离子外层或内层电子能级 跃迁所产生的原子光谱为基础的分析方法，为线 状光谱。
2.分子光谱法(molecular spectroscopy)
由分子中电子能级、振动和转动能级的变化 产生，为带光谱。
CZ、
h 20
三、按辐射能转换方向分类
(一) 吸收光谱法
选择性吸收
定义：物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。
(波长≠入射光波长)
CZ、
h 12
(二) 不发生能级跃迁
➢折射和反射 当光从介质1照射到介质2界面时，一 部分光返回介质1，称为光的反射，另一部分光则改变 方向，以一定折射角度进入介质2，称为光的折射。
➢干涉和衍射 在一定条件下光波会相互作用。当叠 加时，将产生一个其强度视各波的相位而定的加强或 减弱的合成波，称为干涉。光波绕过障碍物或通过狭 缝时，以约180的角度向外辐射，波前进的方向发生 弯曲，称为衍射。
光学分析法概述
Spectroscopic analysis
CZ、
h
FXHX
1
1672年 光谱
(Spectrum)
1800年 红外光(Infrared)
1801年 紫外光(Ultraviolet)
CZ、
h 2
CZ、
h 3
CZ、
h 4
光学分析法
(Optical analysis)
基于物质发射的电磁辐射或物质与辐 射相互作用后产生的辐射信号或发生的 信号变化来测定物质的性质、含量和结 构的一类仪器分析方法。
1. 原子吸收光谱法(第十三章)
➢ 原子外层电子跃迁的两个能级之间的能量差
➢可确定试样的元素组成和含量，但不能给出分 子结构的信息。
CZ、
h 21
2. 分子吸收光谱法
(1) 紫外-可见分光光度法(第十章)
价电子能级跃迁而产生，伴随振动能级 等跃迁，带状光谱。电子能级间隔1～20eV， 波长200～760nm。
1
CZ、
吸 光 度 (A)
1
(nm)
1 2 3 4 5 6 … n
h 15
光谱的不同形式
百度文库
带状光谱
线状光谱
CZ、
nm
h 16
➢连续光谱：由炽热的固体或液体发射。
太阳连h 续光谱 17 CZ、
2.非光谱法 不涉及物质内部能级的跃迁， 不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁 辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍 射和偏振)的变化, 主要有折射法，旋光法， 浊度法，X-射线衍射法和圆二色法等。
CZ、
h 5
光学分析法的应用
1.结构鉴定
专属性强; 样品用量少; 不改变混合体系的组成就能快速分析。
2.环境和大气研究
主要是原子光谱的应用，也有分子光谱。
3.药物分析
鉴别、检查、含量测定。 h 6 CZ、
7
8
第一节 电磁辐射及其与物质的相互作用
一、电磁辐射的性质
1.波动性 2.微粒性
=c/ = 1 / = /c
五、质谱法(第十五章)
质谱是分子离子和碎片离子依其质荷比(m/z)
大小依次进行排列所成的质量谱(mass spectrum)。
根据质谱的分析，来确定分子的原子组成、分子量、
(Spectroscopic analysis)
光学分析法
➢ 物质与辐射能作用时内部发生 能级跃迁→光谱
非光谱法
➢ 物质与辐射能作用时不发生
能级跃h迁
10
CZ、
(一) 物质内部发生能级跃迁
吸收 (Absorption) 辐射能量恰好满足
物质两能级间跃迁所需的能量。
X+h→X
发射(Emission) 物质受到激发而跃迁到激发态
h 13
CZ、
第二节 光学分析法分类
一、按照电磁辐射与物质的相互作用分类
1.光谱法 物质内部发生能级跃迁，记录由能
级跃迁所产生的辐射能强度随波长的变化，所
得的图谱称为光谱，利用光谱进行定性定量和
结构分析，包括吸收光谱法，发射光谱法和散
射光谱法。
CZ、
h 14
吸收光谱 (absorption spectrum)
后，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量。
X →X X→ X+h
h 11
CZ、
散射(Scattering) 光子与物质分子之间发生 碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不同角度 散射。
瑞利散射 光子与物质分子发生弹性碰撞，不发 生能量交换，仅光子运动方向发生改变。
(波长=入射光波长)
拉曼散射 光子和介质分子发生非弹性碰撞，光 子运动方向和能量均发生改变。
4. 化学发光分析
在一些特殊的化学反应中，由于吸收了 反应所释放出的化学能而处于电子激发态的 反应中间体或反应产物，由激发态回到基态 时所产生的一种光辐射。
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CZ、
四、按照跃迁类型不同分类
电子光谱（紫外-可见光谱） 振-转光谱（红外光谱)
1．原子发射光谱法 气态金属原子与高能量粒子(电子、原子或分子)碰撞
而使外层电子激发，十分不稳定回到基态，发射出的特征 线状光谱。
2．原子荧光光谱法 气态金属原子受电磁辐射(一次辐射)激发后，以发射辐射 的形式（二次辐射）回到基态h ，二次辐射称为荧光光谱。
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3. 分子荧光(第十二章)和磷光光谱法
(2) 红外分光光度法(第十二章)
属于分子振-转光谱，能量差为0.05～1eV
，波长1250～25000nm。
CZ、
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(3) 核磁共振波谱法(第十四章) 是原子核自旋能级跃迁，激发波长是在
60～900MHz的电磁波。
(4) 拉曼光谱法 利用拉曼散射获得结果。
CZ、
h 23
(二)发射光谱法
原子或分子受激发后，电子由激发态回至 基态以辐射的形式释放能量所产生的光谱为 发射光谱。
CZ、
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X-射线衍射法 (X-ray diffraction analysis, XRD)
➢利用X-射线能够绕过障碍物而弯曲地向后面 传播的现象，是测定晶体结构的重要手段。
DNA晶体的X射线衍射照片 h
CZ、 (by Rosalind Franklin)
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二、按照作用物不同分类
1.原子光谱法(atomic spectroscopy)
E = h =h c / = h c
例如：计算1mol (6.022171023个)波长为200nm的光子的
能量E
hc 6.621 63 0 2 42.997 1910 2 06.0 52 211 2037
E
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二、电磁辐射与物质的相互作用
光谱分析法
以测量气态原子或离子外层或内层电子能级 跃迁所产生的原子光谱为基础的分析方法，为线 状光谱。
2.分子光谱法(molecular spectroscopy)
由分子中电子能级、振动和转动能级的变化 产生，为带光谱。
CZ、
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三、按辐射能转换方向分类
(一) 吸收光谱法
选择性吸收
定义：物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。
(波长≠入射光波长)
CZ、
h 12
(二) 不发生能级跃迁
➢折射和反射 当光从介质1照射到介质2界面时，一 部分光返回介质1，称为光的反射，另一部分光则改变 方向，以一定折射角度进入介质2，称为光的折射。
➢干涉和衍射 在一定条件下光波会相互作用。当叠 加时，将产生一个其强度视各波的相位而定的加强或 减弱的合成波，称为干涉。光波绕过障碍物或通过狭 缝时，以约180的角度向外辐射，波前进的方向发生 弯曲，称为衍射。
光学分析法概述
Spectroscopic analysis
CZ、
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1
1672年 光谱
(Spectrum)
1800年 红外光(Infrared)
1801年 紫外光(Ultraviolet)
CZ、
h 2
CZ、
h 3
CZ、
h 4
光学分析法
(Optical analysis)
基于物质发射的电磁辐射或物质与辐 射相互作用后产生的辐射信号或发生的 信号变化来测定物质的性质、含量和结 构的一类仪器分析方法。
1. 原子吸收光谱法(第十三章)
➢ 原子外层电子跃迁的两个能级之间的能量差
➢可确定试样的元素组成和含量，但不能给出分 子结构的信息。
CZ、
h 21
2. 分子吸收光谱法
(1) 紫外-可见分光光度法(第十章)
价电子能级跃迁而产生，伴随振动能级 等跃迁，带状光谱。电子能级间隔1～20eV， 波长200～760nm。
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CZ、
吸 光 度 (A)
1
(nm)
1 2 3 4 5 6 … n
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光谱的不同形式
百度文库
带状光谱
线状光谱
CZ、
nm
h 16
➢连续光谱：由炽热的固体或液体发射。
太阳连h 续光谱 17 CZ、
2.非光谱法 不涉及物质内部能级的跃迁， 不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁 辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍 射和偏振)的变化, 主要有折射法，旋光法， 浊度法，X-射线衍射法和圆二色法等。
CZ、
h 5
光学分析法的应用
1.结构鉴定
专属性强; 样品用量少; 不改变混合体系的组成就能快速分析。
2.环境和大气研究
主要是原子光谱的应用，也有分子光谱。
3.药物分析
鉴别、检查、含量测定。 h 6 CZ、
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第一节 电磁辐射及其与物质的相互作用
一、电磁辐射的性质
1.波动性 2.微粒性
=c/ = 1 / = /c
五、质谱法(第十五章)
质谱是分子离子和碎片离子依其质荷比(m/z)
大小依次进行排列所成的质量谱(mass spectrum)。
根据质谱的分析，来确定分子的原子组成、分子量、
(Spectroscopic analysis)
光学分析法
➢ 物质与辐射能作用时内部发生 能级跃迁→光谱
非光谱法
➢ 物质与辐射能作用时不发生
能级跃h迁
10
CZ、
(一) 物质内部发生能级跃迁
吸收 (Absorption) 辐射能量恰好满足
物质两能级间跃迁所需的能量。
X+h→X
发射(Emission) 物质受到激发而跃迁到激发态
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CZ、
第二节 光学分析法分类
一、按照电磁辐射与物质的相互作用分类
1.光谱法 物质内部发生能级跃迁，记录由能
级跃迁所产生的辐射能强度随波长的变化，所
得的图谱称为光谱，利用光谱进行定性定量和
结构分析，包括吸收光谱法，发射光谱法和散
射光谱法。
CZ、
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吸收光谱 (absorption spectrum)
后，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量。
X →X X→ X+h
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散射(Scattering) 光子与物质分子之间发生 碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不同角度 散射。
瑞利散射 光子与物质分子发生弹性碰撞，不发 生能量交换，仅光子运动方向发生改变。
(波长=入射光波长)
拉曼散射 光子和介质分子发生非弹性碰撞，光 子运动方向和能量均发生改变。