光化学分析导论

仪器分析

—光化学分析

PhotochemicalAnalysis光分析法导论能量→物质光分析法：是基于能量作用于物质后产生电磁辐射信号或电磁辐射与物质相互作用后产生辐射信号的变化而建立起来的一类分析方法。→电磁辐射电磁辐射物质→辐射变化如:分光光度法I0I能量物质→电磁辐射光能电能热能化学能主要应用：物质组成研究；物质结构的研究；基团的识别；几何构型的确定；表面分析以及定量分析等电磁辐射的基本性质

basicpropertiesofelectromagneticradiation电磁辐射是一种以极大的速度通过空间,而不需要以任何物质作为传播媒介的能量形式电磁辐射在真空中的传播速度为

2.99792×1010cms-1电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二相性）一、光的波动性频率单位时间内通过传播方向上某一点的波峰或波谷的数目波长

c==c/c==3×1010cm·s-1波长的单位:mcmµmnmÅ波数=1/周期T

相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所需要的时间间隔，单位为s（秒）=1/T单位:cm-1!!!光速ν单位:S-1(Hz)二、光的粒子性光可以被看作具有一定能量的粒子流,这种粒子称为光子或光量子能量E

=hh:6.626×10-34

J•sc=

E=h=hc/=hc=1/λ越大,波动性越明显;E越大,粒子性越明显

JCalErgeV1J(焦耳)10.23901076.241×10181Cal(卡)4.18414.184×1072.612×10191erg(尔格)10-72.390×10-816.241×10111eV(电子伏)1.602×10-193.829×10-201.602×10-121

能量单位换算表

三、电磁波谱

ElectromagneticSpectrum把电磁辐射按波长大小顺序排列就得到电磁波谱

波长长能量小波动性明显0.75-2.5µm2.5-50µm50-1000

µmγ射线X射线远紫外近紫外

可见光红外微波区无线电波长短能量大粒子性明显10-4nm0.001nm10nm200nm400nm780nm0.1cm100cm

104cm光学光谱区例使分子或原子中的价电子激发跃迁所需的能量为1~20eV，计算出该能量范围相应的电磁波的波长范围。λ=hc/EE=1evγ射线X射线远紫外近紫外

可见光红外微波区无线电10-4nm0.001nm10nm200nm400nm780nm0.1cm100cm

104cm光学光谱区γ射线:原子核能级的跃迁产生的X射线:原子或分子内层电子跃迁产生的紫外和可见光:原子或分子外层电子跃迁产生的红外光:分子的振动和转动能级的跃迁产生的微波:分子转动或电子自旋能级的跃迁产生的无线电波:电子和原子核的自旋能级的跃迁产生的光学分析法的分类光学分析法非光谱法光谱法

折射、散射、干涉、衍射、偏振和圆二色等

散射光谱法吸收光谱法发射光谱法非辐射发光光致发光化学发光法

原子发射光谱法

原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光分析法紫外-可见原子吸收光谱法红外光谱法核磁共振波谱法M*

能量E

ΔhγM光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法X射线荧光光谱化学发光法光谱分析法分子光谱法原子光谱法吸收光谱法发射光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外可见核磁共振紫外可见红外分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光光谱法仪器各类光谱仪器部件(a)发射光谱仪(b)吸收光谱仪(c)荧光和散射光谱仪光源单色器样品池检测器信号记录装置连续光源，线光源光检测器，热检测器棱镜，光栅例波长为412.5nm的光，求频率、能量、波数思考题与练习题

1.对下列的物理量单位进行换算：

（1）150pmX射线的波数（cm-1）；（2）670.7nmLi线的频率（Hz）；（3）3300cm-1波数的波长（μm）2.计算下列电磁辐射的频率（Hz）、波数（cm-1）及光量子的能量（用电子伏eV、尔格erg及千卡/摩尔表示）：

（1）波长为589.0nm的钠D线；（2）在12.6μm的红外吸收峰。3.何谓光的二相性？何谓电磁波谱？4.请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。5.光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？

原子发射光谱分析是根据待测物质的气态的基态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。概述第1节原子发射光谱法（AtomicEmissionSpectrosmetry,AES）一、原子发射光谱分析的过程

（1）在激发光源中，将待测物质蒸发、解离、激发，产生光辐射。（2）将待测物质发射的复合光经分光装置色散成光谱（3）通过检测器检测待测物质中元素特征光谱线的波长和强度，进行元素的定性和定量分析基态原子试样气态原子蒸汽M激发态原子M*能量hγ二、原子发射光谱法的特点

(feature)(1)

应用范围广(2)具有一定的精密度和准确度

RSD=5%～20%(一般光源）；1%～8%(ICP)

；相对误差:5%～10%(一般光源）<1%

(ICP)

(3)检出限较低

相对检出限10～0.1gg-1,绝对检出限1～0.01g

(一般光源)；ngg-1(ICP）(4)试样消