第二章 紫外可见分光光度法
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第二章 紫外可见分光光度法
1.紫外可见吸收光谱产生的机理:由能级间的跃迁引起 能级:电子能级、振动能级、转动能级
2. 发色团:能吸收紫外-可见光的基团,有机化合物中具有不饱和键和未成对电子的基团,如 C =C ;C =O ;C =N ;—N =N — 等能产生n→ π*跃迁和π→ π*跃迁。
助色团:本身无紫外吸收,但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团,有机物中连有杂原子的饱和基团,如—OH ,—OR ,—NH —,—NR 2,—X
3. 由于化合物结构变化或采用不同溶剂后:
吸收峰位置向长波方向的移动,叫红移(长移)
吸收峰位置向短波方向移动,叫蓝移 n-π*跃迁:溶剂极性↑,λmax ↓蓝移 π-π*跃迁:溶剂极性↑ ,λmax ↑红移
4. 增色效应:吸收强度增强的效应 减色效应:吸收强度减小的效应
5测定条件的选择a.选择适当的入射波长一般应该选择λmax 为入射光波长。
b. 选择合适的参比溶液c. 控制适宜的吸光度(读数范围)
6.实际工作中可以通过调节待测溶液的浓度,选用适当厚度的吸收池使透射比T(吸光度A)落在10%-70%之内
7.可见光区 钨灯或卤钨灯 波长320-1000nm
紫外区:氢灯或氘灯 波长150-400nm 双波长紫外可见分光光
度计不需要参比池
第三章红外光谱法
1.由分子中基团的振动和转动能级跃迁产生振动能级对应红外光谱转动能级对应转动光谱或远红外光谱电子能级对应电子光谱或紫外可见光谱
2.红外吸收光谱产生的条件:辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量;分子振动时必须有瞬时偶极矩的变化瞬间偶极矩变化大,吸收峰强;键两端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越强;
3. 分子中基团的基本振动形式:伸缩振动和变形振动
4. 振动自由度:线性分子基本振动数:3N-5 非线性分子基本振动数:3N-6
5.基团频率和特征吸收峰:把能代表某基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为特征吸收峰,其所在的位置称为特征吸收频率或基团频率
6.基团频率区和指纹区红外光谱图按波数大小可分成4000 cm-1 ~1300 cm-1和1300 cm-1 ~ 600 cm-1两个
7.基团频率区可分为四个区域:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、C或S等原子(2)2500~2000 为叁键和累积双键区(3)2000~1500 cm-1为双键伸缩振动区(C=O。
C=C 伸缩振动)(4)1500~1300 cm-1为C-H变形振动区如-CH
3 8.指纹区1300~900 cm-1区域是C-O、C-N、C-F、C-P、C-S、P-O、
Si-O等单键的伸缩振动和分子骨架振动均在此区出现900~650 cm-1区域的某些吸收峰可用来确认化合物的顺反构型以及苯环的取代类型。
9.影响峰位变化的因素(1)诱导效应:吸电子基团使吸收峰向高频方向移动(2)共轭效应:键力常数减小,吸收频率降低(3)张力效应(4)氢键效应(分子内氢键;分子间氢键):对峰位,峰强产生极明显影响,使伸缩振动频率向低波数方向移动
第五章分子发光光谱法
1荧光与磷光的产生过程:分子能级与跃迁电子激发态的多重态(M=2S+1)平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则),三重态
能级比相应单态能级低;大多数有机分子的基态处于单重态
2辐射能量传递过程:荧光发射:电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态(多为S1→ S0跃迁),发射波长为λ‘2的荧光;
10-7~10 -9 s 发射荧光的能量比分子吸收的能量小,波长长;λ‘2 > λ2 > λ1 ;磷光发射:电子由第一激发三重态的最低振动能
级→基态(T1 → S0跃迁);电子由S0进入T1的可能过程:(S0 →
T
禁阻跃迁)S0→激发→振动弛豫→内转移→系间跨越→振动1
弛豫→ T1
3激发光谱与发射光谱的关系a. 发射光谱的形状与激发波长无关b. 镜像规则c. Stokes位移(发射光谱的波长比激发光谱的长,振动弛豫消耗了能量)
4影响荧光强度的因素1.溶剂的影响2.温度的影响(荧光强度对
温度变化敏感,温度增加,外转换去活的几率增加)3溶液pH 4内滤光作用和自吸现象5.溶液荧光的猝灭
5荧光的仪器由四个部分组成:激发光源(氙灯和高压汞灯,激光器)、样品池、单色器(有两个单色器,光源与检测器通常成直角并且选择激发光波长的第一单色器和选择发射光(测量)波长的第二单色器;、检测器(光电倍增管)
6.荧光分析方法的应用. 特点(1)灵敏度高比紫外-可见分光光度法高2~4个数量级(2)选择性强既可依据特征发射光谱,又可根据特征吸收光谱;(3)试样量少缺点:应用范围小。
定量依据:荧光强度I f正比于吸收的光量I a和荧光量子效率ϕ:由朗-比耳定律:I a= I0(1-10-εl c ) 定量方法:标准曲线法比较法
第七章原子吸收光谱法
1.原子吸收光谱基本原理原子的能级与跃迁基态到第一激发态,吸收一定频率的辐射能量产生共振吸收线(简称共振线)吸收光谱
2.原子吸收法的特点:(1) 检出限低(2) 准确度高(3) 选择性高,一般情况下共存元素不干扰(4) 应用广,可测定70多个元素(各种样品中);局限性:难熔元素、非金属元素测定困难、多元素同时测定困难
3.a.各种元素的基态→第一激发态此时最易发生,吸收最强,最灵敏线。
特征谱线。
b.原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定
量分析
4.原子吸收光谱法是基于蒸气中被测元素基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定样品中被测元素含量的一种方法
5.吸收峰变宽原因:1)多普勒变宽(热变宽)ΔV D被测元素原子量越小、温度越高、谱线的波长越长,ΔV D越大(2)压力变宽ΔV L 洛伦兹变宽:待测原子与其他原子碰撞,随压力增加而增大。
共振变宽:同种原子碰撞,浓度高时起作用,一般可忽略。
(3)自吸变宽光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。
灯电流越大,自吸现象越严重。
6.原子吸收光谱法使用的光源为:空心阴极灯无极放电灯蒸气放电灯三种锐线光源。
空心阴极灯的结构为:阴极内壁用待测元素或含有待测元素的合金制成,阳极为钨棒,装有钛丝或钽片作为吸气剂灯内为惰性气体如氖气和氩气气体的种类、压强、纯度对灯的发射强度影响很大使用时尽量选较低的电流。
7.原子化器原理:将试样中离子转变成基态原子蒸气,并进入辐射光程产生共振吸收的装置中
8.火焰原子化器构成:喷雾器,雾化室,燃烧器
分类:按照燃气与助燃气比例:化学计量焰(乙炔与空气比1:4)富燃火(1:3 有还原性难离解氧化物元素测定)、贫燃火焰(1:6 适于易离解、易电离的元素)特点:简单,火焰稳定,重现性好,精密度高,应用范围广缺点:原子化效率低只能液体进样
9.石墨炉原子化装置:原子化过程分为干燥、灰化、原子化、净
化优点:原子化程度高,试样用量少,可测固体及粘稠试样,灵敏度高,检测极限10-12 g/L。
缺:精密度差测定速度慢,操作不够简便,装置复杂
10.干扰及其消除1.物理干扰(配制与试样溶液组成相似的标准溶液或标准加入法来进行测定)2.电离干扰(采用较低的温度和加入消电离剂)3.化学干扰(a.加入释放剂测钙加锶b.加入保护剂c.提高火焰温度)4.光谱干扰:光谱干扰包括谱线干扰和背景吸收干扰。
11.a.谱线干扰采用适宜的狭缝宽度、降低灯电流或采用其他分析线可消除干扰 b.背景干扰包括有分子吸收、光散射、火焰气体吸收
第十二章色谱法
1.由色谱流曲线可知:a.根据色谱峰的个数,可以判断样品中所
含组分的最少个数b.根据色谱峰的保留值,可以定性分析c.
根据色谱峰的面积或峰高,可以进行定量分析d.色谱峰的保留值及其区域宽度,是评价色谱柱分离效能的依据色谱峰两峰之间的距离,是评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据
2. 分配系数K 分配系数是色谱分离的依据。
一定温度下,组分的分配系数K越大,出峰越慢;试样一定时,K主要取决于固定相性质;每个组份在各种固定相上的分配系数K不同;选择适宜的固定相可改善分离效果;试样中的各组分具有不同的
K值是分离的基础;某组分的K = 0时,即不被固定相保留,最先流出。
3.分配比k a.分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数,随分离柱温度、柱压的改变而变化。
b.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数,数值越大,该组分的保留时间越长。
注:1)容量因子越大,保留时间越长
4.塔板理论色谱柱长L,虚拟的塔板间距离H,色谱柱的理论塔板数n则三者的关系为:n = L / H
第十三章气相色谱分析法
1.气相色谱仪常用的载气有:氢气、氮气、氦气五大系统:气路系统、进样系统(六通阀)、分离系统、检测系统、记录系统
2.气固色谱固定相种类:(1)活性炭(2)活性氧化铝(3)硅胶
3.气相色谱检测器:浓度型检测器(热导检测器)、质量型检测器(氢火焰离子化检测器)
4.液相色谱仪三大系统:高压输液泵、进样系统(a.隔膜注射进样器b.高压进样阀,多用六通阀)检测系统(公用的紫外检测器、示差折光检测器、荧光检测器、电导检测器)
参比电极: 具有基本恒定的数值的电极。
常用的参比电极:甘汞电极和银-氯化银电极且后者比前者优越。