《清华考研资料物理化学：清华物理化学课件汇总》.pptVIP

*************光化学基础光吸收与激发分子吸收光能后发生电子跃迁，从基态跃迁到激发态。这被称为光吸收过程。激发态的分子很不稳定，会通过多种途径释放能量，返回基态。这些途径包括光致发光、热弛豫、化学反应等。光化学反应当光化学反应中，分子在吸收光能后发生化学键断裂或形成，产生新的物质。这种反应通常被称为光化学反应。光吸收与激发电子跃迁当光照射到分子时，分子中的电子会吸收特定波长的光子，从基态跃迁到激发态。电子跃迁的过程取决于分子的电子结构和光子的能量。吸收光谱通过测量不同波长的光被分子吸收的程度，可以得到分子的吸收光谱。吸收光谱可以用来识别分子结构，并研究分子间相互作用。激发态寿命激发态的寿命通常很短，电子会通过各种过程回到基态，例如荧光、磷光、无辐射跃迁等。激发态寿命的长短影响着光化学反应的发生和效率。光化学反应1定义光化学反应是指由光子吸收引发，导致分子发生电子跃迁、化学键断裂或形成，进而发生化学变化的反应。2特点光化学反应通常需要特定的波长光照，反应机理复杂，可能涉及多个中间体和反应步骤。3应用光化学反应在许多领域有着广泛的应用，例如：光合作用、大气化学、光催化、光化学合成等。光化学过程动力学光化学反应速率研究光化学反应速率的因素，包括光强、温度、反应物浓度等。量子产率描述光化学反应中每个光子产生的反应分子数量，反映光化学反应效率。光化学反应机理阐明光化学反应的步骤和中间体，解释反应速率和量子产率的变化。分子光谱学分子光谱学是研究物质与电磁辐射相互作用的学科，通过分析物质对不同波长电磁辐射的吸收、发射或散射特性，可以获得分子结构、能量状态、化学组成和动力学过程等信息。吸收光谱物质吸收特定波长的电磁辐射，从而导致分子跃迁到更高能量状态。发射光谱激发态的分子回到基态时，会发射特定波长的电磁辐射。散射光谱电磁辐射与分子相互作用，发生散射，散射光的强度和方向与分子结构有关。红外光谱1分子振动红外光谱是研究分子振动能级跃迁的一种重要方法。当分子吸收红外光时，其振动能级会发生跃迁，导致特定波长的红外光被吸收。2官能团鉴定不同官能团具有不同的振动频率，因此可以通过红外光谱分析来鉴定分子中存在的官能团。例如，C=O键的拉伸振动通常出现在1700cm-1附近。3结构分析除了鉴定官能团外，红外光谱还可以提供有关分子结构的信息。例如，通过分析光谱峰的形状和位置，可以推断分子的对称性和空间构型。紫外可见光谱原理紫外可见光谱法是利用物质对紫外可见光的选择性吸收来进行定性和定量分析的方法。物质分子吸收紫外可见光后，电子跃迁到较高能级，产生相应的吸收峰，峰的位置和强度反映了物质的结构和含量。应用紫外可见光谱法在化学、医药、食品、环境等领域有着广泛的应用。例如，可以用来鉴定物质的结构、测定物质的含量、研究化学反应机理等。特点紫外可见光谱法具有灵敏度高、操作简单、应用广泛等特点。但它也有一些局限性，例如，不能分析所有物质，对一些物质的吸收峰重叠难以区分等。核磁共振光谱原理核磁共振光谱(NMR)利用原子核的自旋性质，通过核磁共振现象来研究分子结构和动力学。当样品置于强磁场中，核自旋会发生能级分裂，外加射频脉冲可以引起核自旋的跃迁，产生信号，信号的频率和强度可以反映分子结构和动力学信息。应用NMR在化学、生物学、材料科学等领域有广泛应用。例如，它可以用于确定有机分子的结构，研究蛋白质的折叠和相互作用，分析聚合物的结构和性能，以及监测反应过程中的反应动力学。质谱分析原理质谱分析利用物质的质量与电荷比来进行定性、定量分析。它基于将样品离子化，然后通过电场和磁场分离不同质量的离子，最终检测不同离子信号的强度。应用有机化学:鉴定未知化合物、确定结构生物化学:蛋白质组学、代谢组学分析环境化学:分析污染物、环境监测优势高灵敏度、高选择性、可用于分析复杂体系、能提供多种信息，如分子量、结构、同位素组成等。表面化学基础表面化学研究固体、液体或气体物质表面的化学性质和物理性质，以及表面现象和过程。它在许多领域都有着重要的应用，例如催化、吸附、腐蚀、润湿和胶体化学。吸附现象固体表面吸附气体固体表面吸附气体是常见的吸附现象，例如活性炭吸附空气中的有害气体。气体分子在固体表面上的吸附受到多种因素的影响，包括温度、压力、气体性质和固体表面性质等。液体表面吸附溶质液体表面吸附溶质也是常见现象，例如油水界面上的表面活性剂。溶质在液体表面的吸附会影响液体表面张力和界面性质，例如表面活性剂可以降低水的表面张力。催化作用1定义催化作用是指在催化剂存在下，改变反应速率但不改变反应平衡的现象。催化剂