《电子吸收光谱》课件.ppt

电子吸收光谱电子吸收光谱是一种重要的光谱技术，用于研究物质的电子结构和光学性质。通过测量物质对不同波长光的吸收程度，可以获得关于物质中电子能级、电子跃迁和分子结构等信息。

什么是电子吸收光谱1物质与光相互作用当物质吸收特定波长的光时，电子跃迁到更高能级，产生电子吸收光谱。2能量吸收和跃迁光谱中出现的吸收峰反映了物质中特定电子能级间的能量差。3物质结构信息电子吸收光谱可用于识别和鉴定物质，并提供有关物质结构和性质的信息。

电子吸收光谱的产生过程1光束照射一束紫外可见光照射到样品上。2电子吸收样品中的分子或原子吸收特定波长的光，电子从基态跃迁到激发态。3光谱记录未被吸收的光通过检测器，记录不同波长光的强度，形成电子吸收光谱。

电子跃迁的类型σ跃迁σ跃迁发生在σ键的电子激发到反键轨道上，需要高能量才能实现。π跃迁π跃迁发生在π键的电子激发到反键轨道上，能量需求相对较低。n→σ*跃迁n→σ*跃迁发生在孤对电子激发到σ*反键轨道上，需要更高的能量。n→π*跃迁n→π*跃迁发生在孤对电子激发到π*反键轨道上，能量需求相对较低。

电子跃迁的选择定则自旋多重度规则电子跃迁必须保持自旋多重度不变，即自旋量子数的变化为零。例如，单重态到单重态，三重态到三重态。对称性规则电子跃迁必须满足对称性规则，即初始态和最终态的对称性必须相同或互补。能量守恒规则电子跃迁必须满足能量守恒定律，即吸收的光子能量必须等于电子跃迁的能量差。

原子和分子的电子跃迁原子电子跃迁原子电子跃迁是指电子在原子轨道之间跃迁，吸收或释放特定能量的光子。分子电子跃迁分子电子跃迁涉及分子轨道之间的电子跃迁，包括σ轨道、π轨道和n轨道。跃迁类型分子电子跃迁可以分为σ→σ*、π→π*、n→π*和n→σ*等类型，每种跃迁对应特定的能量变化。

原子中电子跃迁的特点吸收光谱的特征原子吸收光谱通常呈现为一系列尖锐的吸收峰，对应于不同电子能级之间的跃迁。吸收峰的位置与原子能级结构密切相关，可用于元素的定量分析和结构研究。电子跃迁的规律性原子中电子跃迁遵循特定的选择定则，只有特定能级的电子跃迁才能发生。例如，跃迁必须满足角动量守恒和自旋守恒的条件，才能被观察到。

分子中电子跃迁的特点多种电子跃迁分子中存在σ、π、n等多种类型的电子，导致电子跃迁更加复杂多样。振动和转动跃迁电子跃迁同时伴随振动和转动跃迁，导致吸收光谱出现精细结构。影响因素复杂电子跃迁受分子结构、极性、键长等因素影响，导致吸收光谱变化多样，可用于结构分析。

电子跃迁的能量范围电子跃迁的能量范围与物质的种类和结构有关。不同的电子跃迁类型对应着不同的能量变化，这些能量变化通常对应着不同的波长范围。100-200nm远紫外区高能电子跃迁，例如σ→σ*跃迁。200-400nm近紫外区较低能电子跃迁，例如σ→π*跃迁。400-800nm可见光区更低能电子跃迁，例如π→π*跃迁。800nm-2500nm近红外区最低能电子跃迁，例如n→π*跃迁。

电子吸收光谱的特点灵敏度高可以检测痕量物质，灵敏度比其他光谱方法高。速度快测量时间短，适合快速分析和动态过程研究。应用广泛可用于物质结构分析、定量分析和反应动力学研究。信息丰富包含物质的电子能级信息、结构信息和化学环境信息。

电子吸收光谱的应用物质鉴定电子吸收光谱可用于识别物质的结构和组成，帮助确定物质的类型。定量分析通过测量物质对特定波长光的吸收程度，可定量分析物质的浓度或含量。反应监测实时监测化学反应过程，例如反应速度、产物生成速率和反应终点。结构研究通过分析电子吸收光谱图，可推断物质的分子结构、官能团的存在和键的类型。

电子吸收光谱的实验测量方法1选择仪器紫外可见分光光度计2制备样品液体、固体或气体3选择样品池石英或玻璃4测量光谱记录吸收光谱电子吸收光谱的实验测量方法相对简单，通常使用紫外可见分光光度计进行测量。首先需要选择合适的仪器，并根据样品的性质制备合适的样品，如液体样品需要溶解在适当的溶剂中，固体样品需要研磨成细粉末，气体样品需要充入特定的气室。然后选择合适的样品池，例如石英样品池适用于紫外光区的测量，玻璃样品池适用于可见光区的测量。最后，将样品放入样品池中，用紫外可见分光光度计测量样品对不同波长光的吸收强度，即可得到电子吸收光谱图。

紫外可见吸收光谱仪的结构和工作原理紫外可见吸收光谱仪主要由光源、单色器、样品池、检测器和数据处理系统组成。光源发出紫外可见光，经单色器分光后照射样品池，样品吸收特定波长的光，检测器接收透过样品的光，并将信号传送到数据处理系统，最终绘制出吸收光谱图。

样品的制备和样品池的选择样品制备溶液样品需确保浓度均匀，固体样品需粉碎研磨，气体样品需收集并控制压强。样品池选择根据样品状态、光谱范围选择合适材料和尺寸的样品池，确保光束