(汇总)光谱仪基本知识.ppt
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分子光谱的分类
分子吸收光谱
转动光谱(远红外光谱)
振动光谱(红外光谱)
电子光谱(紫外-可见光谱)
分子发射光谱
电子光谱(分子荧光、磷光)
原子光谱的分类
原子吸收光谱
原子发射光谱
光、电、色
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色谱法分类
气相色谱法
高效液相色谱法
电化学分析法分类
电位分析法
电位滴定法
伏安法
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紫外-可见分光光度法 (紫外-可见吸收光谱法):物质分子对紫外-可见光的吸收进行定性、定量及结构分析。
紫外-可见光区分为远紫外(10~200nm)、近紫外(200~360nm)和可见部分(360~760nm);远紫外的吸收测量在真空下进行;通常研究近紫外-可见光范围的光谱行为。
第2章 紫外-可见分光光度法
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§2-1 分子光谱概述
1.分子光谱产生
M+hν ==M*
基态 激发态
E1 E2
分子吸收能量后,电子从一个能级跃迁到另一个能级
分子内部电子能级的跃迁而产生的光谱:紫外-可见光谱
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吸收光谱(吸收曲线): 横坐标用波长或频率表示;物质的吸收峰位置对应于分子结构,是定性依据。
纵坐标用光强的参数表示,如透光率、吸光度、吸光系数等,是定量依据。
2.吸收光谱特征
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3.光吸收定律:朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
当一束强度为I0 的平行单色光照射到均匀而非散射的溶液时,光的一部分(强度为Ia)被吸收,一部分(强度为It)透过溶液,一部分(强度为Ir)被器皿表面所反射,则
I0 = Ia + It + Ir
光的反射损失Ir 主要决定于器皿材料、形状、大小和溶液性质。在相同条件下,这些因素是固定的,且反射损失的量很小,故Ir可忽略不计,则:
I0 = Ia + It
散射:光通过不均匀悬浮颗粒时,部分光束将偏离原来方向而分散到各个方向去。
光谱有关知识点总结大全
一、光谱基本原理
1.1 原子的能级结构
光谱的产生与原子和分子的能级结构有关。原子的能级结构决定了原子在吸收或发射光线时的波长和强度。原子和分子存在离散的能级,当它们受到外部能量的激发时,会跃迁到更高的能级,然后再返回到低能级时发射出光子,形成特定的波长光谱线。
1.2 光谱的种类
光谱可分为发射光谱和吸收光谱两大类,它们分别对应着物质发射光线和吸收光线的过程。发射光谱是指物质在激发状态下发射出的光线,其波长和强度可以提供物质的结构和组成信息;吸收光谱是指物质在受到外部光线照射时吸收特定波长的光线,其谱线图可用于分析物质的种类和浓度。
1.3 光谱分析技术
光谱分析技术是一种基于物质对光的吸收和发射规律进行物质分析的手段。常见的光谱分析技术包括原子吸收光谱(AAS)、原子发射光谱(AES)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、红外光谱(IR)、拉曼光谱等,它们可以用于分析各种不同形态和结构的物质。
1.4 光谱仪器的结构和原理
光谱仪器主要由光源、样品室、光栅、检测器等部分组成。光源用于产生光线,样品室用于容纳待测试样品,光栅用于分散光线,检测器用于测量光线的强度。其中,光栅是光谱仪中最重要的部分,它可以将光线分散成不同波长,并根据不同波长的光线进行检测。
二、光谱的应用
2.1 天文学中的光谱
在天文学中,光谱是研究星体组成和运动状态的重要手段。天体发出的光线经过光谱仪测量后,能够得到代表其元素组成和运动速度的信息。例如,星体的光谱可以揭示其表面温度、元素组成、磁场和运动速度等重要参数。
2.2 化学分析中的光谱
光谱在化学分析中有着广泛的应用,可用于物质的成分分析、浓度测定、质量检验等方面。例如,原子吸收光谱可以用于金属元素的浓度分析,紫外-可见吸收光谱可用于有机化合物的定性和定量分析,红外光谱可以用于标识物质的官能团和分子结构。
2.3 医学诊断中的光谱 光谱技术在医学诊断中也有着广泛的应用。例如,荧光光谱可用于检测生物标本中的各种生物分子,红外光谱可以用于识别和分析生物样品中的有机物,而拉曼光谱则可用于检测组织中的微观成分和结构。
红外光谱知识点
一、红外光谱的基本原理。
1. 概念。
- 红外光谱(Infrared Spectroscopy,IR)是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁,检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。
2. 分子振动类型。
- 伸缩振动:原子沿键轴方向伸缩,键长发生变化而键角不变的振动,又分为对称伸缩振动(νs)和不对称伸缩振动(νas)。例如,对于亚甲基(-CH₂ -),对称伸缩振动时两个C - H键同时伸长或缩短;不对称伸缩振动时一个C - H键伸长,另一个缩短。
- 弯曲振动:又称变形振动,是使键角发生周期性变化而键长不变的振动。它包括面内弯曲振动(如剪式振动δ、面内摇摆振动ρ)和面外弯曲振动(如面外摇摆振动ω、扭曲振动τ)等。以水分子为例,H - O - H的键角可以发生弯曲变化。
3. 红外吸收的条件。
- 分子振动必须伴随偶极矩的变化。具有对称中心的分子,如二氧化碳(O = C =
O),其对称伸缩振动不产生偶极矩变化,所以在红外光谱中没有该振动的吸收峰;而不对称伸缩振动产生偶极矩变化,有吸收峰。
- 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等。根据E = hν(h为普朗克常量,ν为频率),只有当红外光的频率与分子振动频率相匹配时,才会发生吸收。
二、红外光谱仪及其工作原理。
1. 仪器类型。 - 色散型红外光谱仪:主要由光源、单色器、样品池、检测器和记录系统等部分组成。光源产生的红外光经过单色器分光后,依次通过样品池和参比池,被样品吸收后的光强与参比光强比较,检测器检测光强的变化并转换为电信号,经记录系统得到红外光谱图。
- 傅里叶变换红外光谱仪(FT - IR):基于迈克尔逊干涉仪原理。光源发出的光经过干涉仪后变成干涉光,再照射到样品上,样品对干涉光有选择地吸收,含有样品信息的干涉光被检测器检测,经计算机进行傅里叶变换处理后得到红外光谱图。它具有分辨率高、扫描速度快、光通量高等优点。
电光仪器知识点总结图解
一、电光仪器的基本概念
1. 电光仪器是指利用电磁波与物质相互作用的原理,对物质的性质和组成进行分析和检测的仪器。
2. 电光仪器可以分为光谱仪器和光学仪器两大类,光谱仪器主要用于分析物质的吸收、发射光谱特性,光学仪器主要用于观测物质的形态和结构。
二、光谱仪器的基本知识点
1. 光谱仪器包括紫外可见光谱仪、红外光谱仪、质谱仪等。
2. 紫外可见光谱仪是通过测量样品在紫外可见光区域的吸收或发射光谱特性来分析样品的成分和浓度的仪器。
3. 红外光谱仪是通过测量样品在红外光区域的吸收光谱特性来分析样品的分子结构和功能团的仪器。
4. 质谱仪是通过测量样品在质谱区域的质谱图谱来分析样品的化学组成和分子量的仪器。
三、光学仪器的基本知识点
1. 光学仪器包括显微镜、光学显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜等。
2. 显微镜是利用光学原理对微小物体进行放大观察的仪器,主要用于观察细胞、细菌、组织等微生物和生物样品。
3. 光学显微镜是利用光学原理对透明或不透明物体进行放大观察的仪器,主要用于观察金属、陶瓷、塑料等工业材料的内部结构和缺陷。
4. 荧光显微镜是利用荧光原理对样品进行放大观察的仪器,主要用于观察活细胞、荧光染料标记的生物分子等样品。
5. 共聚焦显微镜是利用共聚焦原理对样品进行放大观察的仪器,具有高分辨率和立体成像能力,主要用于观察活细胞、细胞器等样品。
四、电光仪器的应用领域
1. 电光仪器在生物医学领域的应用,主要包括生物样品分析、细胞观察、分子结构分析、药物筛选等方面。
2. 电光仪器在环境监测领域的应用,主要包括水质分析、大气污染监测、土壤污染检测等方面。 3. 电光仪器在食品安全领域的应用,主要包括食品成分分析、食品质量检测、食品添加剂检测等方面。
4. 电光仪器在材料科学领域的应用,主要包括材料结构分析、材料性能测试、材料成分检测等方面。
五、电光仪器的发展趋势