吸收光谱峰变宽
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11.原子吸收谱线变宽的主要因素有哪些?一方面是由激发态原子核外层电子决定,如自然宽度;一方面是由于外界因素,多普勒变宽,碰撞变宽,场致变宽,压力变宽、自吸变宽、电场变宽、磁场变宽等。
1.自然宽度:谱线固有宽度,与原子发生能级间跃迁的激发态原子的有限寿命有关。
可忽略2.多普勒变宽:由于无规则的热运动而变化,是谱线变宽主要因素。
3.压力变宽:由于吸光原子与蒸汽中原子相互碰撞而引起能级的微小变化,使发射或吸收的光量子频率改变而变宽。
与吸收气体的压力有关。
包括洛伦兹变宽和霍尔兹马克变宽。
场致变宽:在外界电场或磁场作用下,原子核外层电子能级分裂使谱线变宽。
自吸变宽:光源发射共振谱线被周围同种原子冷蒸汽吸收,使共振谱线在V0 处发射强度减弱所产生的谱线变宽。
原子吸收谱线变宽主要原因是受多普勒变宽和洛伦兹变宽的影响12.说明荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因。
由于荧光发射是激发态的分子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态的各振动能级所产生的,所以不管激发光的能量多大,能把电子激发到哪种激发态,都将经过迅速的振动弛豫及内部转移跃迁至第一激发单重态的最低能级,然后发射荧光。
因此除了少数特殊情况,如S1 与S2 的能级间隔比一般分子大及可能受溶液性质影响的物质外,荧光光谱只有一个发射带,且发射光谱的形状与激发波长无关。
13.有机化合物产生紫外-可见吸收光谱的电子跃迁有哪些类型?在有机分子中存在σ、π、n三种价电子,它们对应有σ-σ*、π-π*及n 轨道,可以产生以下跃迁:1.σ-σ* 跃迁:σ-σ*的能量差大所需能量高,吸收峰在远紫外(<150nm)饱和烃只有σ- σ*轨道,只能产生σ-σ*跃迁,例如:甲烷吸收峰在125nm;乙烷吸收峰在135nm ( < 150nm)2.π-π*跃迁:π-π*能量差较小所需能量较低,吸收峰紫外区(200nm左右)不饱和烃类分子中有π电子,也有π* 轨道,能产生π-π*跃迁:CH2=CH2,吸收峰165nm。
影响因素:第三章气相色谱法1. 当只要色谱柱的塔板数足够多,任何两物质都能被分离吗?答:错误的。
根据塔板理论,单位柱长的塔板数越多,表明柱效越高。
塔板理论给出了衡量色谱柱分离效能的指标,但柱效并不能表示被分离组分的实际组分的世纪分离效果,因为两组分的分配系数K相同时,无论该色谱柱的塔板数多大都无法实现分离。
2. 气相色谱中,固定液选择的基本原则是什么?如何判断化合物的出峰顺序?答:固定液选择的基本原则是:①挥发性小②热稳定性好③熔点不能太高④对试样中的各组分有适当的溶解能力⑤化学稳定性好,不与试样发生不可逆化学反应⑥有合适的溶剂溶解。
如何判断化合物的出峰顺序?答:①分离非极性组分时,通常选用非极性固体相,各组分按照沸点顺序出峰,低沸点组分先出峰②分离极性组分时,一般选用极性固定液,各组分按照极性大小顺序流出色谱柱,极性小的先出峰。
解答题1.为什么离子选择性电极对欲测电子具有选择性?如何估量这种选择性?答:离子选择性电极是以电位测量溶液中某些特定离子活度的指示电极。
各种离子选择性电极一般均由敏感膜极其支持体,内参比电极,内参比溶液组成,其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生的电位差。
起核心部分是敏感膜,它主要对欲测电子有响应,而对其他离子则无响应或者响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性。
而估量这种选择性可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性。
2.何为分析线对?在光谱定量分析中选择内标元素及分析线对的原则是什么?答:在被测元素的光谱中选择一条作为分析线(强度为I),在选择内标物的一条谱线(强度为I0),组成分析线对。
选择原则:①内标元素含量一定②内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质③分析线对应匹配,同为原子线或者离子线,且激发电位相近,形成“匀称线对”。
④分析线对波长应尽可能接近,分析线对的两条谱线应没有自吸或自吸很小,并且不受其他谱线干扰。
3.气相色谱定量的方法主要有哪几种?各适合什么条件下使用?答:归一化法:所有组分都出峰,且面积都能准确测定出来。
紫外吸收光谱是一种常用的分析方法,它能够用于测定物质的结构、浓度和纯度,并且在化学、生物、医药等领域有着广泛的应用。
在进行紫外吸收光谱分析时,我们常常会遇到光谱峰位发生变化的情况,这种变化可能是由多种因素造成的。
本文将从分子结构、溶剂效应、溶质浓度、温度等多个方面探讨紫外吸收光谱峰位发生变化的原因。
一、分子结构分子结构是影响紫外吸收光谱峰位的重要因素之一。
分子的共振结构、双键位置、官能团等会对分子的吸收光谱产生影响。
在分子结构发生变化时,例如发生构象异构体的转变、官能团的改变等,都会导致紫外吸收光谱峰位发生相应的变化。
这是因为分子的电子结构发生变化时,其能级结构也会发生改变,进而影响分子对特定波长光的吸收能力。
二、溶剂效应溶剂对光谱峰位的影响是紫外吸收光谱分析中需要考虑的重要因素之一。
溶剂的极性、氢键作用、酸碱性等因素都会对溶液中分子的电子结构产生影响,从而引起光谱峰位的变化。
常见的溶剂效应包括索瑞克效应、溶剂极性效应等。
在进行紫外吸收光谱分析时,需注意选择适当的溶剂,并考虑溶质与溶剂之间相互作用对光谱峰位的影响。
三、溶质浓度溶质浓度对紫外吸收光谱的影响也是需要重视的因素之一。
当溶质浓度发生变化时,其在溶液中的吸收行为也会随之变化。
在溶质浓度较低时,溶质分子之间的相互作用较弱,其吸收峰位可能较为尖锐;而在溶质浓度较高时,溶质分子之间的相互作用会增强,其吸收峰位可能会发生变宽或偏移。
在进行溶液浓度变化对光谱峰位的影响时,需注意考虑溶质自身吸收特性与溶质浓度之间的关系。
四、温度温度是影响光谱峰位的重要因素之一。
随着温度的升高,分子内部的振动和旋转状态发生改变,从而影响分子的电子结构和能级分布,进而引起光谱峰位的变化。
另外,温度还会影响溶液中分子的相对浓度和分子间相互作用力,进而影响光谱峰位的形状和位置。
以上所述,是对紫外吸收光谱峰位发生变化的原因进行了初步的探讨。
在进行光谱分析时,需要综合考虑分子结构、溶剂效应、溶质浓度、温度等多个因素对光谱峰位的影响,以获得准确而可靠的分析结果。
红外吸收光谱峰位的影响因素光谱峰位的影响因素分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响,也会因测定条件及样品的物理状态而改变。
所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。
影响因素有: 1. 化学键的强度一般地说化学键越强,则力常数K 越大,红外吸收频率ν 越大。
如碳碳三键,双键和单键的伸缩振动吸收频率随键强度的减弱而减小。
伸缩振动频率 (cm -1) 2150 1715 1200 2. 诱导效应诱导效应可以改变吸收频率。
如羰基连有拉电子基团可增强碳氧双键,加大C=O 键的力常数K ,使C=O 吸收向高频方向移动。
C=O 伸缩振动频率(cm -1 ) 1715 1815 ~ 17853. 共轭效应共轭效应常使C =O 双键的极性增强,双键性降低,减弱键的强度使吸收向低频方向移动。
例如羰基与α、β不饱和双键共轭,从而削弱了碳氧双键,使羰基伸缩振动吸收频率向低波数位移。
C=O 伸缩振动频率(cm -1) 1715 1685 ~ 16704. 成键碳原子的杂化状态一般化学键的原子轨道s 成分越多,化学键力常数K 越大,吸收频率越高。
sp sp 2 sp 3C?H伸缩振动频率(cm-1)3300 3100 29005. 键张力的影响主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数,使环内或环上基团的振动频率发生变化。
具体变化在不同体系也有不同。
例如:环丙烷的C-H伸缩频率在3030 cm-1,而开链烷烃的C-H伸缩频率在3000 cm-1以下。
6.氢键的影响氢键的形成使电子云密度平均化,从而使伸缩振动频率降低。
形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。
游离羧酸的C=O键频率出现在1760 cm-1 左右,在固体或液体中,由于羧酸形成二聚体,C=O键频率出现在1700 cm-1 。
分子内氢键不受浓度影响,分子间氢键受浓度影响较大。
例如:乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是3640 cm-1,而其缔合物的振动频率是3350 cm-1。
自吸收对光谱的影响
自吸收是指分子在吸光之后发生激发态到基态的跃迁过程中,由于光子再次被吸收而导致的谱线衰减现象。
它可以对光谱产生一系列的影响。
首先,自吸收会引起吸收峰的宽化和形状变化。
吸光度与物质浓度成正比,当浓度较高时,相互作用增强、跃迁几率增加,谱线就会变宽。
特别是在高浓度下,自吸收效应会导致整个吸收谱变得平坦,丧失一些特征性峰值。
其次,自吸收还会导致信号的衰减。
光经过样品传播时,会被样品中的分子吸收部分能量,使得透射光强减小。
因此,在吸收峰的位置上会出现深谷或衰减信号。
此外,自吸收还会导致定量分析中的误差。
在分析实验中,如果考虑到自吸收的影响,则需要进行补偿或校正。
为了减小自吸收对光谱的影响,可以采取以下策略:
1. 稀释样品:通过稀释样品,降低浓度,可以减小自吸收效应。
2. 选择适当的溶剂:某些溶剂对自吸收敏感度较小,选择这些溶剂进行实验也可以减小自吸收的影响。
3. 选择合适的光谱范围:根据被测物质的特性和样品的浓度,选择合适的光谱范围,避开或减小自吸收峰的影响。
uv胶固化后的光谱曲线
UV胶固化后的光谱曲线通常呈现出高峰和低峰交替的特点,
高峰通常在UV-A(366nm)和UV-B(312nm)波段处,低峰则在可见光波段处。
这是因为UV胶的主要成分是含有双键结构的单体,它们在UV光线的激发下会产生交联反应,形成三维网络结构,从而引起紫外线的吸收。
UV胶固化后的光谱曲线具有以下特点:
1. 高峰位置:UV胶的高峰位置通常在UV-A和UV-B波段处,这是由于UV-A和UV-B波长的光线能激发胶体中的双键结构。
高峰的位置和强度与胶体中双键结构的含量有关。
2. 低峰位置:低峰一般位于可见光波段。
这是由于固化后的
UV胶变得更加透明,缺乏吸收UV光的双键结构,因此在可
见光波段会有一个低峰。
低峰的位置和强度与胶体中单键的含量有关。
3. 平滑曲线:固化后的UV胶光谱曲线比未固化时更加平滑。
这是由于UV胶固化后,单体分子之间形成了大量的交联结构,使得光能得到更好的传递,从而使光谱曲线更加平滑。
4. 光谱峰宽:固化后的UV胶光谱峰宽会变窄。
这是因为固化后的UV胶中,分子之间的距离缩短,交联密度增加,使得吸收光线的腔体大小发生变化,导致光谱峰宽变窄。
原子吸收分光光度计各项参数名词解释原子吸收分光光度计各项参数名词解释基态:自由原子、离子或分子内能最低的能级状态。
通常将此能级的能量定位零。
激发态:在外界能量的作用下,原子外层的一个或几个电子可转移到离核较远的轨道上,这种新的原子运动状态叫激发态(一般指最低激发态)。
能级:具有特定内能的自由原子、离子或分子的量子状态。
该能量常用电子伏特表示。
电子跃迁:一个原子、离子或分子中的一个电子从能级E1到另一个能级E2的过程。
共振能:原子通过吸收一个光子从基态转变为共振能级时所需的能量。
电离能:从一个基态原子中移去一个电子所需的最小能量。
激发能:原子由基态转变到高于基态的给定能级所需的能量。
共振线(分析线):对应与共振能级和基态间跃迁的谱线。
当电子从基态跃迁到一激发态时,于所吸收能量对应的光谱线叫做共振吸收线。
而由一激发态跃迁回基态时,于所释放能量对应的光谱线叫做共振发射线。
特征谱线:用原子发射、原子吸收或原子荧光光谱法测定气相中的待测元素浓度时所用的谱线。
包括共振线和其他谱线。
原子吸收光谱:处于基态或者能量较低的激发态的原子,受到光辐射时仅吸收其特征波长的辐射而跃迁至较高能级。
把原子所吸收的特征谱线按波长和频率的次序进行排列的谱线组。
原子吸收光谱法:基于测量蒸汽中原子对特征电磁辐射的吸收测定化学元素的方法。
原子化作用:将含有待测元素的化合物转变成原子蒸汽。
原子蒸汽:含有待测元素自由原子的蒸汽火焰:是一种状态稳定、连续流动的热气体混合物。
其热量来自燃料和氧化剂之间强烈的、放热的、不可逆的化学反应。
通常由一燃烧区、第二燃烧区和椎间区组成。
燃料:为原子化作用和激发作用提供所需能量而采用的一种能与氧化剂反应的还原剂。
放电灯:此种灯充有能被高电压下通过的电流激发的蒸汽或气体,并产生所含元素的特征线。
空心阴极灯:属于放电灯的一种,其阴极是含有一种或多种元素的空心体。
操作时能使阴极溅射,产生的元素蒸汽发射出特别窄的特征线。
吸收光谱峰变宽
吸收光谱峰变宽是指在一定条件下,光谱中的峰状吸收现象出现
宽化的现象。
这种现象通常会出现在材料或溶液中,且与多种因素有关。
本文将从物理化学角度解释导致吸收光谱峰变宽的原因,并且从
分子结构、温度、浓度、溶剂和溶质相互作用等方面进行深入探讨。
首先,吸收光谱峰的宽化与分子结构有密切关系。
当分子中的结
构变得复杂,分子内部的振动和旋转模式也变得多样化,从而导致吸
收峰的宽化。
例如,如果一个分子中存在多个共振结构或有机官能团,这些共振或官能团之间的相互作用可能会导致吸收光谱峰发生宽化。
此外,分子内部的自由度也会对光谱进行影响。
自由度越高,分子就
能在各种振动模式中变化,从而导致光谱峰变宽。
其次,温度也是导致吸收光谱峰变宽的一个重要因素。
随着温度
的升高,分子中的振动和旋转的能量也会增加,这将导致吸收光谱峰
的宽化。
温度升高还会引起分子内部共振和能级交叉的变化,从而导
致吸收峰发生变宽。
此外,溶液的浓度也是影响吸收光谱峰宽度的重要因素之一。
在
高浓度下,分子之间的相互作用会增强,从而导致吸收光谱峰变宽。
这是因为在高浓度下,分子之间的相互作用会引起分子的集体振动和
旋转,从而扩大吸收峰的范围。
此外,溶剂也会对吸收光谱峰的宽度产生影响。
不同的溶剂对分
子的溶解度、旋转速率和振动能量以及分子间的相互作用等产生不同
的影响。
其中,极性溶剂和非极性溶剂对吸收光谱峰的宽度影响最为
显著。
通常情况下,极性溶剂会引起分子极性团相互作用的增强,使
整个吸收光谱峰变得更宽。
此外,溶质的种类也会影响吸收光谱峰的宽度。
不同的溶质对溶
剂的极性有不同的影响。
当溶质为极性分子时,溶质和溶剂之间的相
互作用会引起吸收光谱峰的宽化。
而当溶质为非极性分子时,其对溶
剂的影响相对较小。
总结起来,吸收光谱峰的宽化现象是由多种因素综合作用的结果。
分子的结构、温度、溶液浓度、溶剂极性以及溶质种类等都会对吸收
光谱峰的宽度产生影响。
因此,在分析光谱峰时,不仅需要对物质的
性质有深入的了解,还需要考虑以上因素的综合作用,以得出更准确的结果。