文档介绍：1
第三章光学分析法概论
第一节电磁辐射及其物质的相互作用
一、电磁辐射和电磁波谱
二、光学分析法的分类
三、光谱法仪器——分光光度计
依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互作用而建立起来的各种分析法的统称光学分析法。
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一、电磁辐射和电磁波谱
(电磁波,光) :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
:具有波、粒二向性
波动性:
粒子性:
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高能辐射区γ射线能量最高,来源于核能级跃迁
χ射线来自内层电子能级的跃迁
光学光谱区紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁
可见光
红外光来自分子振动和转动能级的跃迁
波谱区微波来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁
无线电波来自原子核自旋能级的跃迁
:电磁辐射按波长顺序排列,称~。
γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波
波长
长
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常见的电磁辐射与物质作用的术语:
吸收:是原子、分子或离子吸收光子的能量(等于基态和激发态能量之差),从基态跃迁至激发态的过程。
发射:是物质从激发态跃迁回基态,并以光的形式释放出能量的过程。
散射:没涉及能量的交换。
拉曼散射:涉及能量的交换。
折射、反射、干涉、衍射
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二、光学分析法及其分类
(一)分类:
:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部
发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射
辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量
分析方法
按能量交换方向分吸收光谱法
发射光谱法
按作用结果不同分原子光谱→线状光谱
分子光谱→带状光谱
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:利用物质与电磁辐射的相互作用测定
电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基
本性质变化的分析方法
分类:折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法
:
光谱法:内部能级发生变化
原子吸收/发射光谱法:原子外层电子能级跃迁
分子吸收/发射光谱法:分子外层电子能级跃迁
非光谱法:内部能级不发生变化
仅测定电磁辐射性质改变
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原子光谱法: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成分分析方法。
原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法以及X射线荧光光谱法
分子光谱法:由分子中电子能级、振动和转动能级的变化,表现形式为带光谱。
红外吸收法、紫外-可见光吸收光谱法、分子荧光和磷光光谱法
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——由能级间的跃迁引起
能级:电子能级、振动能级、转动能级
跃迁:电子受激发,从低能级转移到高能级的过程
若用一连续的电磁辐射照射样品分子,将照射前后的
光强度变化转变为电信号并记录下来,就可得到光强
度变化对波长的关系曲线,即为分子吸收光谱
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:
分子内运动涉及三种跃迁能级,所需能量大小顺序
-可见吸收光谱的产生
由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射,分子中
价电子(或外层电子)的能级跃迁而产生
(吸收能量=两个跃迁能级之差)
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(三)发射光谱
(四)吸收光谱
例:γ-射线;x-射线;荧光
例:原子吸收光谱,分子吸收光谱