光化學(xué)分析導(dǎo)論

儀器分析

—光化學(xué)分析

PhotochemicalAnalysis光分析法導(dǎo)論能量→物質(zhì)光分析法：是基于能量作用于物質(zhì)后產(chǎn)生電磁輻射信號(hào)或電磁輻射與物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生輻射信號(hào)的變化而建立起來(lái)的一類(lèi)分析方法?！姶泡椛潆姶泡椛湮镔|(zhì)→輻射變化如:分光光度法I0I能量物質(zhì)→電磁輻射光能電能熱能化學(xué)能主要應(yīng)用：物質(zhì)組成研究；物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究；基團(tuán)的識(shí)別；幾何構(gòu)型的確定；表面分析以及定量分析等電磁輻射的基本性質(zhì)

basicpropertiesofelectromagneticradiation電磁輻射是一種以極大的速度通過(guò)空間,而不需要以任何物質(zhì)作為傳播媒介的能量形式電磁輻射在真空中的傳播速度為

2.99792×1010cms-1電磁輻射具有波動(dòng)性和微粒性（波粒二相性）一、光的波動(dòng)性頻率單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳播方向上某一點(diǎn)的波峰或波谷的數(shù)目波長(zhǎng)

c==c/c==3×1010cm·s-1波長(zhǎng)的單位:mcmμmnm?波數(shù)=1/周期T

相鄰兩個(gè)波峰或波谷通過(guò)空間某一固定點(diǎn)所需要的時(shí)間間隔，單位為s（秒）=1/T單位:cm-1!!!光速ν單位: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,這種粒子稱(chēng)為光子或光量子能量E

=hh:6.626×10-34

J?sc=

E=h=hc/=hc=1/λ越大,波動(dòng)性越明顯;E越大,粒子性越明顯

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

能量單位換算表

三、電磁波譜

ElectromagneticSpectrum把電磁輻射按波長(zhǎng)大小順序排列就得到電磁波譜

波長(zhǎng)長(zhǎng)能量小波動(dòng)性明顯0.75-2.5μm2.5-50μm50-1000

μmγ射線X射線遠(yuǎn)紫外近紫外

可見(jiàn)光紅外微波區(qū)無(wú)線電波長(zhǎng)短能量大粒子性明顯10-4nm0.001nm10nm200nm400nm780nm0.1cm100cm

104cm光學(xué)光譜區(qū)例使分子或原子中的價(jià)電子激發(fā)躍遷所需的能量為1~20eV，計(jì)算出該能量范圍相應(yīng)的電磁波的波長(zhǎng)范圍。λ=hc/EE=1evγ射線X射線遠(yuǎn)紫外近紫外

可見(jiàn)光紅外微波區(qū)無(wú)線電10-4nm0.001nm10nm200nm400nm780nm0.1cm100cm

104cm光學(xué)光譜區(qū)γ射線:原子核能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的X射線:原子或分子內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生的紫外和可見(jiàn)光:原子或分子外層電子躍遷產(chǎn)生的紅外光:分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的微波:分子轉(zhuǎn)動(dòng)或電子自旋能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的無(wú)線電波:電子和原子核的自旋能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的光學(xué)分析法的分類(lèi)光學(xué)分析法非光譜法光譜法

折射、散射、干涉、衍射、偏振和圓二色等

散射光譜法吸收光譜法發(fā)射光譜法非輻射發(fā)光光致發(fā)光化學(xué)發(fā)光法

原子發(fā)射光譜法

原子熒光分子熒光分子磷光X射線熒光分析法紫外-可見(jiàn)原子吸收光譜法紅外光譜法核磁共振波譜法M*

能量E

ΔhγM光譜分析法原子光譜分析法分子光譜分析法原子吸收光譜原子發(fā)射光譜原子熒光光譜紫外光譜法紅外光譜法分子熒光光譜法分子磷光光譜法核磁共振波譜法X射線熒光光譜化學(xué)發(fā)光法光譜分析法分子光譜法原子光譜法吸收光譜法發(fā)射光譜法原子發(fā)射原子吸收原子熒光X射線熒光原子吸收紫外可見(jiàn)紅外可見(jiàn)核磁共振紫外可見(jiàn)紅外分子熒光分子磷光核磁共振化學(xué)發(fā)光原子發(fā)射原子熒光分子熒光分子磷光X射線熒光化學(xué)發(fā)光光譜法儀器各類(lèi)光譜儀器部件(a)發(fā)射光譜儀(b)吸收光譜儀(c)熒光和散射光譜儀光源單色器樣品池檢測(cè)器信號(hào)記錄裝置連續(xù)光源，線光源光檢測(cè)器，熱檢測(cè)器棱鏡，光柵例波長(zhǎng)為412.5nm的光，求頻率、能量、波數(shù)思考題與練習(xí)題

1.對(duì)下列的物理量單位進(jìn)行換算：

（1）150pmX射線的波數(shù)（cm-1）；（2）670.7nmLi線的頻率（Hz）；（3）3300cm-1波數(shù)的波長(zhǎng)（μm）2.計(jì)算下列電磁輻射的頻率（Hz）、波數(shù)（cm-1）及光量子的能量（用電子伏eV、爾格erg及千卡/摩爾表示）：

（1）波長(zhǎng)為589.0nm的鈉D線；（2）在12.6μm的紅外吸收峰。3.何謂光的二相性？何謂電磁波譜？4.請(qǐng)按照能量遞增和波長(zhǎng)遞增的順序，分別排列下列電磁輻射區(qū)：紅外線，無(wú)線電波，可見(jiàn)光，紫外光，X射線，微波。5.光譜法的儀器通常由哪幾部分組成？它們的作用是什么？

原子發(fā)射光譜分析是根據(jù)待測(cè)物質(zhì)的氣態(tài)的基態(tài)原子或離子受激發(fā)后所發(fā)射的特征光譜的波長(zhǎng)及其強(qiáng)度來(lái)測(cè)定物質(zhì)中元素組成和含量的分析方法。概述第1節(jié)原子發(fā)射光譜法（AtomicEmissionSpectrosmetry,AES）一、原子發(fā)射光譜分析的過(guò)程

（1）在激發(fā)光源中，將待測(cè)物質(zhì)蒸發(fā)、解離、激發(fā)，產(chǎn)生光輻射。（2）將待測(cè)物質(zhì)發(fā)射的復(fù)合光經(jīng)分光裝置色散成光譜（3）通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)待測(cè)物質(zhì)中元素特征光譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，進(jìn)行元素的定性和定量分析基態(tài)原子試樣氣態(tài)原子蒸汽M激發(fā)態(tài)原子M*能量hγ二、原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn)

(feature)(1)

應(yīng)用范圍廣(2)具有一定的精密度和準(zhǔn)確度

RSD=5%～20%(一般光源）；1%～8%(ICP)

；相對(duì)誤差:5%～10%(一般光源）<1%

(ICP)

(3)檢出限較低

相對(duì)檢出限10～0.1gg-1,絕對(duì)檢出限1～0.01g

(一般光源)；ngg-1(ICP）(4)試樣消