《光譜分析技術(shù)》PPT課件

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1、光譜分析技術(shù)光學(xué)導(dǎo)論光譜：復(fù)色光經(jīng)色散系統(tǒng)分光后，按波長（或頻率）的大小依次排列的圖像光學(xué)導(dǎo)論基于測量物質(zhì)的光譜而建立起來的分析方法稱為光譜分析法吸收光譜發(fā)射光譜分子光譜原子光譜光學(xué)導(dǎo)論吸收光譜顏色的差異——定性顏色的深淺——定量光學(xué)導(dǎo)論發(fā)射光譜化學(xué)發(fā)光熱/電激發(fā)發(fā)光光致發(fā)光光學(xué)導(dǎo)論光譜分析法的準(zhǔn)確分類分子光譜吸收（根據(jù)吸收波段不同細(xì)分）紫外-可見紅外發(fā)射（根據(jù)發(fā)射原理不同細(xì)分）光致發(fā)光：熒光、磷光化學(xué)發(fā)光光學(xué)導(dǎo)論光譜分析法的準(zhǔn)確分類原子光譜吸收發(fā)射（根據(jù)發(fā)射原理不同細(xì)分）熱/電激發(fā)發(fā)光：發(fā)射光致發(fā)光：熒光光學(xué)導(dǎo)論光譜分析≠

2、光學(xué)分析！光學(xué)分析=光譜分析+非光譜分析非光譜分析：基于物質(zhì)與輻射的相互作用，測量輻射的某些性質(zhì)，如折射、散射、干涉、衍射和偏振等變化的分析方法光學(xué)導(dǎo)論光譜分析與非光譜分析的區(qū)別光譜分析涉及“顏色”“譜”“能量”的變化非光譜分析涉及光的傳播方向等物理性質(zhì)的變化，不涉及“譜”光學(xué)導(dǎo)論光的本質(zhì)：電磁輻射、波粒二象性波波長λ、頻率γ、速度υυ=γλc(真空中的υ)=3×108m·s-1波長λ：相鄰兩個波峰或波谷間的直線距離單位可以是nm、μm、cm、m頻率γ：在1秒時間內(nèi)經(jīng)過某點(diǎn)的波數(shù)（即每秒內(nèi)振動的次數(shù)）單位Hz(s-1)周期T

3、：頻率的倒數(shù)；波數(shù)σ：波長的倒數(shù)光學(xué)導(dǎo)論??射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見光電磁波譜：將電磁輻射按照波長或頻率的大小順序排列起來即稱為電磁波譜光學(xué)導(dǎo)論波長λ5×10-3～0.10.1～1010～200200～400名稱γ射線x射線遠(yuǎn)紫外光近紫外光波長λ400～750750～1.0×1061.0×106～1.0×1091.0×109～1.0×1012名稱可見光紅外光微波無線電波光學(xué)導(dǎo)論粒光子：能量E、普朗克常數(shù)h、電子伏特eVh=6.626×

4、10-34J·s1J=6.241×1018eVＥ=hγ=hc/λ當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能量能夠滿足該物質(zhì)由低能態(tài)(基態(tài))躍遷至高能態(tài)(激發(fā)態(tài))，將產(chǎn)生吸收光譜當(dāng)物質(zhì)通過電、熱或光等激發(fā)至激發(fā)態(tài)，再從激發(fā)態(tài)過渡到低能態(tài)或基態(tài)時，將產(chǎn)生發(fā)射光譜吸收光譜發(fā)射光譜光學(xué)導(dǎo)論某分子的外層價電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)需要20eV，請問該分子吸收光的波長？解：1eV=1.602×10-19J根據(jù)公式Ｅ=hc/λ則λ=hc/Ｅ=（6.626×10-34×3×108）/（20×1.602×10-19）=0.62×10-7m=62nm紫外-可見分光光

5、度法什么是紫外-可見光譜遠(yuǎn)紫外光區(qū)：10~200nm近紫外光區(qū)：200~400nmUVC：200~280nmUVB：280~320nmUVA：320~400nm可見光區(qū)：400~780nm紅外光區(qū)：780nm~1mm什么是紫外-可見分光光度法基于分子外層價電子躍遷產(chǎn)生的在紫外-可見光譜區(qū)的吸收光譜進(jìn)行分析的一種常用的光譜分析方法。ultravioletandvisible(UV-vis)spectrophotometry基本原理分子的三種運(yùn)動狀態(tài)對應(yīng)有一定的能級。即在分子中存在著：電子能級振動能級轉(zhuǎn)動能級這三種能級都是量子化

6、的分子能量的變化：?E=?Ee+?Ev+?Er?Ee>?Ev>?Er基本原理基本原理分子吸收光（電磁波）后產(chǎn)生的能量的變化：遠(yuǎn)紅外光譜（轉(zhuǎn)動光譜）中紅外光譜（振動光譜）紫外-可見光譜（電子光譜）基本原理帶狀光譜發(fā)生電子躍遷時必然要發(fā)生振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，這使得紫外-可見吸收光譜呈現(xiàn)帶狀典型的紫外-可見吸收光譜圖吸收峰最大吸收波長(λmax)基本原理價電子σ電子→飽和的單鍵π電子→不飽和的雙鍵、三鍵n電子→孤對電子分子中分子軌道有成鍵軌道與反鍵軌道：它們的能級高低為：σ<π

7、鍵軌道成鍵軌道成鍵軌道?→?*n→?*?→?*n→?*>>>COHnpsH1.σ→σ*躍遷：飽和烴（C-C，C-H）能量很高，λ<150nm2.n→σ*躍遷：含雜原子飽和基團(tuán)（-OH，-NH2）能量較大，λ150~250nm3.π→π*躍遷：不飽和基團(tuán)（C=C，C≡C）能量較小，λ~200nm共軛體系，E更小，λ>200nm4.n→π*躍遷：含雜原子不飽和基團(tuán)（C≡N，C=O）能量最小，λ200~400nm基本原理影響紫外-可見吸收光譜的因素1共軛效應(yīng)共軛體系越長，π與π*的能量差越小，紅移效應(yīng)和增色效應(yīng)越明顯。2立體化學(xué)效

8、應(yīng)空間位阻、跨環(huán)效應(yīng)3溶劑的影響溶劑效應(yīng)4體系pH的影響Tips：由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進(jìn)行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。朗伯-比爾定律——定量分析的基礎(chǔ)當(dāng)強(qiáng)度為I0的