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原子光谱与分子光谱优秀课件

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《分子光谱分析》课件

《分子光谱分析》课件

对未来学习的建议与展望
深入学习光谱分析理论
掌握先进的光谱分析技术
建议学习者进一步深入学习光谱分析的理 论基础，理解各种光谱分析方法的物理机 制和术和 新方法，了解并掌握最新的光谱分析技术 。
加强实验技能训练
拓展光谱分析应用领域
建议学习者多进行实验操作，提高实验技 能和数据分析能力，培养解决实际问题的 能力。
03
学习如何利用分子光谱分析技术 解决实际问题，培养实验设计和 数据分析的能力。
04
了解分子光谱分析在科研和工业 生产中的应用，培养解决实际问 题的能力。
02
分子光谱分析的基本原理
光的吸收和发射
光的吸收
当光子与分子相互作用时，如果光子的能量与分子某能级差相等，则该能级上 的电子可发生跃迁，从低能级跃迁到高能级，分子吸收光子并吸收能量。
原子光谱
由原子能级间的跃迁产生，包括线状光谱和连续光谱。
分子光谱
由分子振动和转动能级间的跃迁产生，包括带状光谱和漫散光谱。
03
分子光谱分析的实验技术
实验设备与仪器
红外光谱仪
用于测量分子振动和旋转的频率，从而推 断分子的结构和性质。
紫外可见光谱仪
用于测量分子电子跃迁的频率，从而推断 分子的电子结构和性质。
04
分子光谱分析的应用
在化学研究中的应用
化学反应机理研究
通过分子光谱分析，可以 研究化学反应过程中分子 结构和振动、转动变化， 从而揭示化学反应机理。
化学合成过程监控
在化学合成过程中，利用 分子光谱分析可以实时监 测反应进程，指导反应条 件优化和产物纯度控制。
化合物结构鉴定
分子光谱分析能够提供化 合物的特征光谱，通过比 对标准谱库可以确定化合

原子光谱与分子光谱ppt课件

原子光谱与分子光谱ppt课件
2024/7/28
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
一、 原子光谱
1.光谱项符号
原子外层有一个电子时，其能级可由四个量子数决定： 主量子数 n；角量子数 l；磁量子数 m；自旋量子数 s； 原子外层有多个电子时，其运动状态用总角量子数L；总 自旋量子数S；内量子数J 描述；
例：钠原子，一个外层电子， S =1/2；因此： M =2( S ) +1 = 2；双重线； 碱土金属：两个外层电子， 自旋方向相同时， S =1/2 + 1/2 =1， M = 3；三重线； 自旋方向相反时， S =1/2 － 1/2 =0， M = 1；单重线；
2024/7/28
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
元素由基态到第一激发 态的跃迁最易发生，需要的 能量最低，产生的谱线也最 强，该谱线称为共振线 ，也 称为该元素的特征谱线；
2024/7/28
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2024/7/28
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。

原子光谱与分子光谱

原子光谱与分子光谱

原子光谱和分子光谱
原子光谱反映原子或离子的性质而与原 子或离子来源的分子状态无关。确定试 样物质的元素组成和含量。不能给出物 质分子结构的信息。
原子光谱为线状光谱
原子光谱和分子光谱
一、原子光谱
（一）核外电子运动状态
原子核外电子的运动状态可以用主量子数、角量子数、磁量 子数、自旋量子数来描述。
1、n决定电子的能量和电子离核的远近。
取值：K、L、M、N。。。。
2、L决定角动量的大小及电子轨道的形状。
符号: s, p, d, f
L=0,1,2,3…..,(n-1)
3、磁量子数m决定磁场中电子轨道在空间的伸展的方向。
4、自旋量子数ms决定电子自旋的方向，顺磁场和逆磁场
ms=1/2,-1/2
原子光谱和分子光谱
➢拉曼光谱法 (RS) Raman Spectroscopy
➢*核磁共振波谱法(NMR) Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy ➢*质谱法 (MS)
Mass Spectroscopy
联用技术发展很电子相对于原子核的运动--电子能级; （△E=1～２０ｅＶ,紫外、可见、近红外） 2.原子核在其平衡位置附近的相对振动--振动能级;
第二节 原子光谱和分子光谱
（二）光谱项 原子的能量状态需要用光谱项来表征。
N2s+1LJ 其中n为主量子数，L为总角量子数
L=∑Li S为总自旋量子数，S=Σms , I J内量子数，是由于轨道运动和自旋运动的相互作 用，即轨道磁距与自旋磁距的相互影响而得出的。
第二节 原子光谱和分子光谱
J=L+S
➢*红外吸收光谱法(IR) Infrared Spectroscopy

原子光谱与分子光谱

原子光谱与分子光谱
12:21:30
二、 分子光谱
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
原子光谱图
12:21:30
分子光谱图
1.分子中的能量
E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En 分子的平移能：Et 电子运动能： Ee 原子间相对振动能： Ev 分子转动能： Er 基团间的内旋能： Ei
12:21:30
原子的能级通常用光谱项符号表示：nMLJ
n：主量子数；M：谱线多重性符号；
L：总角量子数； J ：内量子数 钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
12:21:30
电子能级跃迁的选择定则
L=0，1，2，3，······， 例：碳原子，基态的电子层结构(1s)2(2s)2(2p)2， 两个外层2p电子： l 1= l2 =1； L=2，1，0；
12:21:30
总自旋量子数 ：
S =∑ s ；外层价电子自旋量子数的矢量和， (2 S +1)个 S=N/2，N/2-1，……或1/2，0 （N是价电子） S =0，±1，± 2，······±S或 S = 0 ，±1/2，3/2 ，······±S
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er
分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：
ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
12:21:30
2.双原子分子能级图
分子中价电子位于自旋成 对 的 单 重 基 态 S0 分 子 轨 道 上 ，当电子被激发到高能级上 时，若激发态与基态中的电 子自旋方向相反，称为单重 激发态，以S1 、 S2 、······表 示；反之，称为三重激发态 ，以T1 、 T2 、······表示；

原子光谱完整PPT课件

原子光谱完整PPT课件
电离能 离子化过程需要的能量。
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3
能级图描述的激发，离子化和发射过程
能级图描述了能量跃迁，a, b代表激发，c代表离子化，d是离子化 /激发，e为离子发射，f, g, h代表原子发射
水平线代表一个原子的能级； 垂直箭头代表能级跃迁，或一个电子能量的改变
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4
能量和波长的关系
E = h = hc/λ（ Planck方程）
虚线框内为间接 测定的元素
19
3.3.2 原理
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对 其原子共振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发 态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和 可见区。
例如 钠主要有两种 具有较高能量的激发 态，对于钠基态原子 而言，只吸收589nm 和330.8nm波长的光， 而不吸收其他波长的 光。
I 为谱线强度 A为常数 C为浓度
I=ACb
b为自吸系数
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11
3.2.3仪器结构
原子发射光谱法的分析过程
由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气 态原子激发而产生光辐射；
将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线， 形成光谱；
用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。
检测器
一旦与其它波长分离后，光的实际检测是用一个感光性的检测器来 进行的，例如光增效管（PMT），或者象电荷注射装置（CID）或电荷 耦合装置（CCD）这样的先进检测器。
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17
§3.3 原子吸收光谱法
3.3.1特点
（AAS）
优点
1.检出限低、灵敏度高: 火焰原子法: 10-6级--10-9级； 石墨炉: 10-9--10-14级。

《原子光谱》课件

《原子光谱》课件
详细描述
原子荧光光谱法是一种基于原子荧光辐射的定量分析方法。在特定波长光的照射下，原子吸收光能跃 迁至激发态，然后返回基态时释放出荧光辐射。通过测量荧光辐射的强度，可以确定待测元素的含量 。该方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力，常用于痕量元素的分析。
04
原子光谱的应用
在化学分析中的应用
01
02
03
03
原子光谱分析方法
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁的定量分析方法。在特定波长下，原子 吸收特定频率的光，通过测量光被吸收的程度，可以确定待测元素的含量。该方 法具有较高的灵敏度和准确性，广泛应用于各种元素的分析。
原子发射光谱法
总结词
基于原子激发态的定性分析方法
详细描述
原子发射光谱法是一种基于原子激发态的定性分析方法。在高温或电激发的作用下，原子获得足够的能量，跃迁 至激发态，然后返回基态时释放出特征光谱。通过分析特征光谱，可以确定待测元素的种类。该方法具有较高的 选择性，常用于金属元素的定性分析。
原子荧光光谱法
总结词
基于原子荧光辐射的定量分析方法
感谢观看
THANKS
跃迁类型
包括自发跃迁、受激跃迁和诱导跃迁 等，不同跃迁类型产生不同类型的光 谱线。
光谱线
由原子能级间的跃迁产生，不同元素 具有不同的特征光谱线。
原子光谱的线型与强度
线型
描述光谱线的形状和结构，包括锐线型、洛伦兹型和巴尔末型等。
强度
描述光谱线的亮度或强度，与原子能级间的跃迁概率和光源的辐射强度有关。
总结词
联用技术将原子光谱与其他分析方法相结合 ，实现优势互补，拓展原子光谱的应用领域 。

原子光谱与分子光谱

• 3、原子荧光光谱：光致发光而产生的发 射光谱
19:44:16
二、分子光谱
•分子光谱（带光谱）： 基于分子中电子能级、
振-转能级跃迁而产生的光 谱。
19:44:16
分子光谱（带状光谱）
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
19:44:16
原子光谱图 的能量
原子光谱与分子光谱
19:44:16
一、 原子光谱
原子光谱：基于原子外层 电子能级的跃迁而产生 的光谱（线光谱）
19:44:16
原子光谱
• 1、原子发射光谱：基态原子受外界能量 激发而发射出特征光谱（用于定性、定 量分析）。
• 2、原子吸收光谱：基态原子选择性吸收 光辐射而产生的吸收光谱（用于定量分 析）
19:44:16
（二）分子吸收光谱和分子发光光谱
1、分子吸收光谱：分子对辐射能的选择吸收 由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分 子光谱。
电子光谱 分子在电子能级间跃迁同时伴随振动能级和转动能级的跃迁
产生的光谱 带光谱/紫外-可见吸收光谱
分子吸收光谱
振动光谱
分子在振动能级间跃迁同时伴随转动能级的跃迁产生的光谱
（3）化学发光光谱：化学反应物或反应产物受反应释放的 化学能激发而产生的光辐射。（用于化学发光光谱分析法： 发光总强度与分析物浓度成正比。)
光致发光示意图.swf
19:44:16
红外吸收光谱
转动光谱 分子在转动能级间跃迁产生的光谱 远红外吸收光谱和微波
19:44:16
为什么分子光谱为带状光谱？
解释：分子在电子能级间跃迁的同时， 伴随着振动能级和转动能级的跃迁， 由于△EV很小，△Er更小，因此， 电子光谱中谱线间的波长差别甚微， 用一般的单色器很难将相邻的谱线 分开，其光谱的特征是在一定波长 范围内按一定强度分布的谱带（带 光谱）。

原子光谱与分子光谱.pptx


3、空间量子化与磁量子数
求解氢原子波函数的纬度方程，可得氢原子中电子的角动量 在某特定方向的分量是量子化的
h
Lz ml 2
ml 0,1,2, l
ml叫做轨道角动量磁量子数，简称磁量子数。角动量的 这种取向特性叫做空间量子化。
说明：对于一定大小的角动 量，ml =0,±1,±2,…±l， 共有2l+1种可能的取值。对 每一个ml ，角动量L与Z轴
n=1
m
vn2 rn
e2
4 0rn2
h
m vnrn n 2
rn
n2
0h2 me 2
nh
vn 2 mrn
r =r1 r =4r1 r =9r1 r =16r1
波尔半径
r1
0h2 me 2
0.5291010 m
rn n2r1 n 1，2，3,
原子能级
En
1 2
m
vn2
e2
4 0rn
m e4
里兹组合原理：任一条谱线的波数都等于该元素所固有的许多 光谱项中的两项之差， 这是里兹在1908年发现的。
T (n f ) T (ni )
R
T(nf
)
n
2 f
R T (ni ) ni2
二、卢瑟福的原子有核模型
1、原子的葡萄干蛋糕模型
1903年J.J.汤姆孙提出：原子中的正 电荷和原子的质量均匀地分布在半径 为10-10m的球体范围内，而原子中的 电子浸于此球中。
L m rv n h n
2
其中n=1,2,3,...称 为主量子数
跃迁假设：当原子从高能量的定态跃迁到低能量的定态， 即电子从高能量Ei的轨道跃迁到低能量Ef的轨道上时，要
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原子光谱与分子光谱优秀课件
2020/10/24
一、 原子光谱
原子光谱：基于原子外层 电子能级的跃迁而产生 的光谱（线光谱）
2020/10/24
原子光谱
• 1、原子发射光谱：基态原子受外界能量 激发而发射出特征光谱（用于定性、定 量分析）。
• 2、原子吸收光谱：基态原子选择性吸收 光辐射而产生的吸收光谱（用于定量分 析）
2020/10/24
2. 分子的能级：电子能级、振动能级、转动能级
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1、分子吸收光谱：分子对辐射能的选择吸收 由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分 子光谱。
电子光谱分子在电子能级间跃迁同时伴随振动能级和转动能级的跃迁
产生的光谱 带光谱/紫外-可见吸收光谱
（一）分子的能级与跃迁 1.分子的能量
E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En 分子的平移能：Et 电子运动能： Ee 原子间相对振动能： Ev 分子转动能： Er 基团间的内旋能： Ei
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er
2020/10/24
分子吸收光谱振动光谱分 红 子 外 在 吸 振 收 动 光 能 谱 级间跃迁同时伴随转动能级的跃迁产生的光谱
转动光谱分子在转动能级间跃迁产生的光谱远红外吸收光谱和微波
2020/10/24
为什么分子光谱为带状光谱？
解释：分子在电子能级间跃迁的同时， 伴随着振动能级和转动能级的跃迁， 由于△EV很小，△Er更小，因此， 电子光谱中谱线间的波长差别甚微， 用一般的单色器很难将相邻的谱线 分开，其光谱的特征是在一定波长 范围内按一定强度分布的谱带（带 光谱）。
• 3、原子荧光光谱：光致发光而产生的发 射光谱
2020/10/24
二、分子光谱
•分子光谱（带光谱）： 基于分子中电子能级、
振-转能级跃迁而产生的光 谱。
2020/10/24
分子光谱（带状光谱）
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
2020/10/24
原子光谱图 分子光谱图