一章光学分析法引论.pptVIP

* * 第1章 光学分析法引论 (An Introduction to Optical Analysis) 1.1 光学分析法及其分类 (Optical Analysis and Its Types) 1.2 电磁辐射的性质 (Properties of Electromagnetic Radiation) 1.3 光谱法仪器 (1nstrunment for Spectrometry) 1.1 光学分析法及其分类 (Optical Analysis and Its Types) (一)发射光谱 通过测量物质的发射光谱的波长和强度来进行定性和定量分析的方法叫做发射光谱分析法。 1．γ射线光谱法 天然或人工放射性物质的原子核在衰变的过程中发射α和β粒子后，往往使自身的核激发。然后该核通过发射γ射线回到基态。测量这种特征γ射线的能量(或波长)．可以进行定性分析；测量γ射线的强度(检测器每分钟的记数)，可以进行定量分析。 2．x射线荧光分析法 原子受高能辐射激发．其内层电子能级跃迁，即发射出特征x射线，称为x射线荧光。用x射线管发生的一次x射线来激发x射线荧光是最常用的方法。测量x射线的能量(或波长)可以进行定性分析，测量其强度可以进行定量分析。 3．原子发射光谱分析法 用火焰、电弧、等离子炬等作为激发源．使气态原子或离子的外层电子受激发发射特征光学光谱，利用这种光谱进行分析的方法叫做原于发射光谱分析法。波长范围在190—900nm，可用于定性和定量分析。 4．原子荧光分析法 气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态．又跃迁至基态或低能态，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射，称为原子荧 光。波长在紫外和可见光区。在与激发光源成一定角度的方向测量荧光的强度．可以进行定量分析。 5．分子荧光分析法 某些物质被紫外光照射后，物质分子吸收了辐射而成为激发态分子，然后在回到基态的过程中发射出比入射光波长更长的荧光。测量荧光的强度进行分析的方法称为荧光分析法。波长在光学光谱区。 6 分子磷光分析法 物质吸收光能后，基态分子中的一个电子被激发跃迁至第一激发单重态轨道，由第一激发单重态的最低能级，经系统间交叉跃迁至第一激发三重态，并经过振动弛豫至最低振动能级．由此激发态跃回至基态时，便发射磷光。根据磷光强度进行分析的方法称为磷光分析法。它主要用于环境分析、药物研究等方面的有机化合物的测定。 7．化学发光分析法 由化学反应提供足够能量，使其中一种反应产物的分子的电子被激发，形成激发态分子。激发态分子跃回基态时，就发出一定波长的光其发光强度随时间变化，并可得到较强的发光(峰值)。在合适的条件下，峰值与被分析物浓度成线性关系，可用于定量分板。由于化学发光反应类型不同，发射光谱范围为400—1400nm。 (二)吸收光谱 当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核．原子或分子的两个能级间跃迁所需的能 量能满足A五；Av的关系时，将产生吸收光谱 1．M? ssbauer谱法 由与被测元素相同的同位素作为Y射线的发射源使吸收体(样品)的原子核产生无反冲的Y射线共振吸收所形成的光谱。光谱波长在Y射线区。从M?ssbauer谱可获得原子的氧化态和化学键、原子核周困电子云分布或邻近环境电荷分布的不对称性以及原子核处的有效磁场等信息。 2．紫外—可见分光光谱法 它是利用溶液中的分子或基团在紫外和可见光区产生分子外后电子能级跃迁所形成的吸收光谱，可用于定性和定量测定。 3．原于吸收光谱法 利用待测元素气态原子对共振线的吸收进行定量测定的方法。其吸收机理是原子的外层电子能级跃迁．波长在紫外、可见和近红外区。 4．红外光谱法 利用分子在红外区的振动—转动吸收光谱来测定物质的成分和结构。 5．顺磁共振波谱法 在强磁场的作用下，电子的自旋磁矩与外磁场相互作用分裂为磁量子数M值不同的磁 能级，磁能级之间的跃迁吸收或发射微波区的电磁辐射。在这种吸收光谱中，不同化合物的 耦合常数不同，可用来进行定性分析。根据耦合数，可用来帮助结构的确定。 6．核磁共振波谱法 在强磁场作用下，核自旋磁矩与外磁场相互作用分裂为能量不同的核磁能级．核磁能级之间的跃迁吸收成发射射频区的电磁波。利用这种吸收光谱可进行有机化合物结构的鉴定，以及分子的动态效应、氢键的形成、互变异构反应等化学研究。 (三)Raman散射 频率为v的单色光照射到透明物质上．物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换的，即不仅光子的运动方向发生变化，它的能量也发生变化