现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱.ppt

《现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、紫外-可见-近红外吸收光谱法1.光吸收的基础知识2.有机化合物的吸收光谱3.半导体与纳米材料的吸收光谱4.紫外—可见分光光度计5.紫外—可见吸收光谱的应用1.光吸收的基础知识光的本质是电磁辐射，光的基本特性是波粒二象性(waveandcorpuscleduality)。光的波动性是指光可以用互相垂直的、以正弦波振荡的电场和磁场表示（图4.1）。电磁波具有速度、方向、波长、振幅和偏振面等。光可有自然光、偏振光（线偏振或园偏振）、连续波、调制波、脉冲波等。表示光的波动性有如下参数：1.1电磁辐射的特性光的波动性。光的传播以互相垂直的、以正弦　波振荡的电场

2、和磁场在空间的传播表示。光的粒子性是指光可以看成是由一系列量子化的能量子（即光子）组成。光子能量为E＝hn=hc/nl=hc/n。h为Plank常数，h=6.626×10-34Js。1.1电磁辐射与物质的相互作用物质具有能量，是诱电体。物质与光的作用可看成是光子对能量的授受，即hn=E1-E0,该原理广泛应用于光谱解析。电磁辐射与物质的作用本质是物质吸收光能后发生跃迁。跃迁是指物质吸收光能后自身能量的改变。因这种改变是量子化的，故称为跃迁。不同波长的光,能量不同，跃迁形式也不同，因此有不同的光谱分析法。如下所示：NMR微波分光FTIR电化学法原子发射

3、/吸收可见吸收紫外光电子谱紫外吸收/发射XPSX射线荧光分析XRD放射分析电磁波区域电磁波可分为高频、中频及低频区。高频对应放射线（g射线，C射线），涉及原子核，内层电子；而中等频率指紫外-可见光，近红外、中红外和远红外光，涉及外层电子能级的跃迁，振动及转动。低频指电波（微波，无线电波），涉及转动，电子自旋，核自旋等。2.1光吸收宏观表示完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光设入射光强度为I0，吸收光强度为Ia,透射光强度为It，反射光强度为Ir，则I0=Ia+It+Ir由于反射光强度很弱，其影响很小，上式可简化为：I0=Ia+It一、

4、吸光度和透光度2.1光吸收宏观表示吸光度:为透光度倒数的对数，用A表示，即A=lg1/T=lgI0/It透光度：透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示：即T=It/I02.2光吸收定律朗伯-比耳定律朗伯(Lambert)朗伯Lambert（1728-1777）Lambert被大家所熟悉的是他在π上的研究。第一位提供严谨证法来说明π是无理数。他在物理学上对光和热的研究有许多创新。Lambert在数学、物理、天文均有重要的贡献。朗伯——比尔定律：A＝kcl一定温度下，一定波长的单色光通过均匀的、非散射的溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液

5、层厚度的乘积成正比。A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；k：常数，与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关c：吸光物质浓度l：透光液层厚度入射光I0透射光It当l以cm，c以g/L为单位，κ称为吸光系数，用a表示。A=acl成立条件是:待测物为均一的稀溶液、气体等，无溶质、溶剂及悬浊物引起的散射；入射光为单色平行光。偏离朗伯-比耳定律的因素（1）入射光为非单色光（3）光程的不一致性。光源不是点光源，比色皿光径长度不一致，光学元件的缺陷引起的多次反射等，均造成光径不一致，从而与定律偏离。（2）溶液的不均性。实际样品的混浊，加入的保护胶体，蒸馏水中的

6、微生物，存在散射以及共振发射等，均可吸光质点的吸光特性变化大。3.吸收过程的微观表现与原理物质分子内部三种运动形式：电子相对于原子核的运动；原子核在其平衡位置附近的相对振动；分子本身绕其重心的转动。分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er。3.1电子跃迁与分子吸收光谱转动能级间的能量差：0.005~0.05eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区（远红外光谱或分子转动光谱）；振动能级的能量差：0.05~1eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区（红外光谱或

7、分子振动光谱）；电子能级的能量差较大，约为1~20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的电子光谱)。分子的各能级：能级跃迁：电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（带状光谱）。电子跃迁可以从基态激发到激发态的任一振动、转动能级上。故电子能级跃迁产生的吸收光谱包含了大量谱线，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。绝大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，加之仪器的分辨率有限，因而使记录所得电子光谱的谱带变宽。带状分子吸收光谱产生的原因：-

8、--宏观表现当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的分子、原子或离子与光子发生“碰撞”。光子的能量被分子