仪器分析及光谱分析绪论.ppt

仪器分析绪论 仪器分析课程特点 涉及多种的仪器分析方法 各种仪器的工作原理有较大的区别 依据授课时间及大纲要求，课程着重于方法原理的介绍，数学推导及运算相对较少 注意与大学物理及物理化学课程相结合 仪器分析概述 仪器分析的最主要的功能是人类五官感触的延伸 人类智慧利用了光、电和磁的物理特性通过物理和化学手段将微小的物理量放大，而获得感知 小型化集成化（芯片）、多功能化（联用技术）和高稳定、高灵敏度检测是仪器分析发展的最高境界 第 七 章 原子光谱分析 第一节 光学分析法概述 一、电磁辐射及电磁波谱 2、电磁辐射能的特性 3、光谱中的基本概念及术语 4、电磁辐射与物质的相互作用及其光谱 气态原子或离子的核外层电子受到热激发或电激发后，就会从基态跃迁到各种激发态，处于各种激发态不稳定的电子(寿命10-8s)迅速回到低能态时，就要释放出能量，若以电磁辐射的形式释放能量，既得到原子发射光谱。 原子发射光谱（AES） 原子吸收光谱（AAS） 气态基态原子的外层电子受到光激发（元素灯）后，电子从基态跃迁到第一激发态时的吸收谱线。 原子荧光光谱（AFS） 气态原子的外层电子受到光激发后，会从基态跃迁到激发态，处于激发态的不稳定电子迅速返回基态时，就要释放出能量，若以电磁辐射的形式释放出能量，既得到原子荧光光谱，若发射出与光源波长一致的谱线，则称之为共振荧光，否则是非共振荧光。 原子发射、原子吸收和原子荧光装置示意图 二、光学分析方法 1、电磁波谱与现代仪器分析方法 核能级 ~0.1nm ?-射线 原子内层电子 0.1~10nm X-射线 跃迁类型 10~200nm 波长 远紫外光 波谱区 莫斯鲍尔光谱法：?-射线?原子核? ?-射线吸收 X-射线吸收光谱法、X-荧光光谱法: X-射线?原子内层电子?X-射线吸收（特征X-射线发射） 远紫外光-真空紫外区，此部分光谱会被空气吸收 原子光谱：原子发射、原子吸收、原子荧光 分子光谱：紫外-可见吸收、分子荧光/磷光、化学发光 分子振动 原子外层电子 分子成键电子 跃迁 类型 2.5~25?m 0.76~2.5?m 400~760nm 200~400nm 波长 中红外光 近红外光 可见光 近紫外光 波谱区 近红外光谱法：配位化学的研究对象 中红外吸收光谱法：红外光?分子?吸收 远红外光谱法：有机化学中异构体的研究 电子自旋共振波谱法：微波?分子未成对电子?吸收 核磁共振波谱法：射频?原子核自旋?吸收 电子、核自旋 分子转动 跃迁类型 1~100 m 0.1~100cm 25~1000?m 波长 射频 微波 远红外光 波谱区 光谱法： 以光辐射的某些性质变化为特征信号的仪器分析方法。 吸收光谱、发射光谱、荧光光谱、散射光谱等 折射法、旋光法、圆二色法、比浊法、衍射法等 2、光学分析法的分类 以光的波长与强度为特征信号的仪器分析方法。 非光谱法： * * 技术发展 现场实验室 集成系统 GLP Lab 发展创新仪器 便携式 分析仪器 食品安全和毒品等 海洋浮标与微型实验室 战争与战场现场快速测试 苏丹红I（Sudan I）的化学名称为1-苯基偶氮-2-萘酚(1- phenylazo-2- naphthalenol)，分子结构式为C6H5=NC10H6OH，分子量248.28； 苏丹红II（Sudan II）化学名称为1-[(2,4-二甲基苯)偶氮]-2-萘酚(1-[(2,4-dimethylphenyl)azo]-2-naphthalenol)；苏丹红III（Sudan III）化学名称为1-{[4-(苯基偶氮)苯基] 偶氮}-2-萘酚(1-{[4-(phenylazo)phenyl]azo]-2-naphthalenol)； 苏丹红IV（Sudan IV）化学名称1-{{2-甲基-4-[(2-甲基苯)偶氮]苯基}偶氮}-2-萘酚(1-{{2-methyl-4-[(2-methylphenyl)azo]phenyl}azo]-2-naphthalenol)。 病害肉快速检测装置 日本Jascoo公司荧光分光光度计 Perkin-Elemer的原子吸收 21世纪是能源科学、材料科学、生命科学、环境科学和信息科学发展的时代，而解决这些问题的关键手段之一是分析化学，特别是分析化学中的仪器分析。通过本课程的教学，基本掌握常见仪器分析的各类方法，其内容涵盖光、电、色、质、及某些新技术的应用，要求对这些方法的基本原理、仪器设备及基本结构、方法特点及应用能较深入地理解和掌握，初步具有根据分析对象选择合适的分析方法及解决相应问题的能力。 1、电磁辐射的波粒二象性 指光按波动形式传播，例如散射、折射、反射、衍射、干涉、偏振等。 波动性： 指光是