分子吸光分析法
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分子吸收光谱法
分子吸收光谱法
分子吸收光谱法是一种常用的分析方法，用于测定分子在特定波长范围内对光的吸收情况。
该方法利用分子在特定波长的光照射下，能够吸收光的能量，从而产生吸收峰。
分子吸收光谱法可用于研究物质的结构、测定物质的浓度以及研究反应动力学等。
常见的分子吸收光谱法包括紫外-可见吸
收光谱(UV-Vis)、红外吸收光谱(IR)和核磁共振光谱(NMR)等。
紫外-可见吸收光谱是最常用的分析方法之一，它通过测量分
子在紫外到可见光波长范围内吸收的光强来推断分子结构和浓度。
分子在特定波长下的吸收峰强度与分子中特定化学键的存在和浓度成正比。
红外吸收光谱利用物质在红外波长范围内对光的吸收，通过测量红外辐射穿过物质后的强度变化来推断物质的结构和化学键的存在。
红外吸收光谱可以用于鉴定物质的组成、研究其功能基团和判断化学反应的进行。
核磁共振光谱利用物质在磁场中核自旋的能级差别以及对外加射频辐射吸收和发射能量的差别，通过测量样品的核磁共振信号来推断物质的结构和化学环境。
核磁共振光谱可以用于确定分子的立体化学结构、鉴定物质的种类和测定分子的定量。
总之，分子吸收光谱法是一种重要的分析方法，可以用于研究物质的结构和性质，为许多领域的科学研究和实际应用提供有力支持。
第七章 吸光光度法 (1)
2 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～ 关系
最大吸收波长 max：光吸收最大处的波长
Δ
对比度(Δ ):络合物最大吸 收波长( MRmax)与试剂最大 吸收波( Rmax)之差
max
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同 波长光的吸光度不同。吸 光度最大处对应的波长称 为最大吸收波长λmax
ΔE=E2-E1=hν
不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级， 其能量差也不相同。仅当照射光光子提供的能量(hν)与被照物 质的基态与激发态能量之差ΔE相等时才能发生吸收。所以物 质对光的吸收具有选择性。
h
S3 S2
E3 E2 E1
A
S1
S0
纯电子能态 间跃迁
S2 h
E0
锐线光谱
A
光的互补
若两种不同颜色的单色光按一定的 强度比例混合得到白光，那么就称 这两种单色光为互补色光，这种现 象称为光的互补。
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
2、化学反应引起的偏离 L-B中浓度(c) 应指吸光物质的平衡浓度， 即吸光型体的平衡浓度。 实际常用吸光物质的分析浓度。只有当平衡 浓度等于或正比于分析浓度时，其吸光度符合 比尔定律。但溶液中吸光物质常因缔合、离解、 互变异构，络合物的逐级形成，以及与溶剂的 相互作用等而形成新的化合物或改变吸光物质 浓度，这些都将导致偏离比尔定律。如
化学实验中的常见光谱分析方法
化学实验中的常见光谱分析方法光谱分析是化学实验中常用的一种分析方法，通过不同物质吸收或发射特定波长的电磁辐射来分析物质的组成和性质。
在化学实验室中，常见的光谱分析方法包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱、质谱以及核磁共振等。
本文将详细介绍这些常见的光谱分析方法及其应用。
一、紫外-可见吸收光谱紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）是一种常用的分子光谱分析方法，通过测量物质在紫外-可见光区域的吸收特性，可以推断物质的分子结构和浓度。
在紫外-可见光谱实验中，常用的仪器是分光光度计。
该仪器可以测量物质溶液对不同波长光线吸收的程度，从而得到吸收光谱图。
通过对比标准物质的吸收光谱，可以确定待测物质的浓度。
紫外-可见光谱广泛应用于有机化合物的分析，如药物检测、环境监测等。
在药物领域，紫外-可见光谱可以用于测定药物的纯度以及药物在体内的代谢率。
在环境监测中，紫外-可见光谱可以检测水中有机物的浓度，监测水质污染状况。
二、红外光谱红外光谱是一种分析物质结构和功能的常见方法，通过测量物质与红外辐射的相互作用来分析物质的化学特性。
红外光谱仪是红外光谱实验中使用的仪器，它可以测量物质在不同波长的红外辐射下的吸收情况。
红外光谱广泛应用于有机分子的结构确定和功能分析。
通过红外光谱，可以确定有机化合物中的官能团、化学键类型以及分子的组成。
在药物研究中，红外光谱常被用于药物质量控制和表征。
通过对比标准物质的红外光谱，可以鉴定未知药物的成分。
三、质谱质谱是一种通过分析化学物质的离子质量与荷质比（m/z）的比例来确定其分子结构和分子量的方法。
质谱仪是质谱分析中使用的仪器，它可以将化学物质转化为离子，并测量不同离子质荷比的强度。
通过质谱仪得到的质谱图，可以确定化合物的分子式和分子结构。
质谱广泛应用于有机化学和生物分析等领域。
在有机化学中，质谱可以用于鉴定化合物的结构和确定分子量。
在生物分析中，质谱可以用于鉴定蛋白质的氨基酸序列和脂肪酸的结构。
吸光光度法
显示装置
6.2
光度分析法的设计
1 显色反应（color reaction）
待测物质本身有较深的颜色，直接测 定；待测物质是无色或很浅的颜色，需 要选适当的试剂与被测离子反应生成有 色化合物再进行测定，此反应称为显色 反应，所用的试剂称为显色剂（color reagent）。
6.2
光度分析法的设计
苯 (254nm) A 甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
6.1 概述
在可见光，KMnO4溶液 对波长525 nm附近绿色光 的吸收最强，而对紫色和 红色的吸收很弱。λmax= 525 nm。浓度不同时， 光吸收曲线形状相同， λmax不变，吸光度不同。
光吸收程度最大处的波 长，称为最大吸收波长， 常用λ最大或λmax表示， 任何可见光区内、溶液 的颜色主要是由这个数值决定的。
6.1 概述
溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm
吸收光
颜色
400-450 450-480
480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
紫 蓝
绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
黄绿 黄
橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
6.1 概述
其实，任何一种溶液．对不同波长的光的吸收
程度是不相等的。如果将某种波长的单色光依 次通过一定浓度的某一溶液，测量该溶液对各 种单色光的吸收程度，以波长为纵坐标，以吸 光度为纵坐标可以得到一条曲线，叫做吸收光 谱曲线或光吸收曲线。它清楚地描述了溶液对 不同波长的光的吸收情况。
吸光光度法
(2)、质量吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = a b c ； a ＝ A / b c
式中， c：溶液的浓度 g ·L-1 a：吸光系数 L·g-1 ·cm-1
a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）
(3)、吸光系数的意义
a、单位浓度、单位光程的吸光物质，对某一波长的 入射光，所产生的吸光度。分质量吸光系数（a） 和摩尔吸光系数（ε ）。（定义）
★ 光度分析法，根据吸光物质的不同，可分为：
原子吸收分光光度法、分子（或离子）吸光光度法。 本章主要讲授的吸光光度法，属于：分子（或离子）吸收。 吸光波长：可见和近紫外（主要在可见光区）。
二、吸收曲线
物质对光的选择性吸收，可用吸收曲线来表示！
★ 吸收曲线的讨论：
(1) 吸光度最大处对应 的波长称为最大吸 收波长λmax
吸光系数可反映出吸光化合物的吸光本性！
吸光系数定义：单位浓度、单位光程的吸光物质,对某一 波长的入射光，所产生的吸光度。
(1)、摩尔吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = εb c
ε＝ A /bc
式中， b：液层厚度(光程长度) cm； c：溶液的摩尔浓度 mol ·L-１； ε：摩尔吸光系数 L·mol-1 ·cm-1；
① ε 是吸物光质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
② 不随浓度 c 和光程长度 b 的改变而改变。温度和波长等
条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关,可作为定性鉴定的参数；
③ 同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。λmax处的 摩尔吸光系数最大，常以εmax 表示。εmax 表明了该
b、吸光系数是表示吸光物质 吸光能力的特征常数。吸光
系数越大，表示该物质吸光能力越强。其在吸收峰值 最大处对应的波长，叫最大吸收波长，此处吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = a b c ； a ＝ A / b c
式中， c：溶液的浓度 g ·L-1 a：吸光系数 L·g-1 ·cm-1
a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）
(3)、吸光系数的意义
a、单位浓度、单位光程的吸光物质，对某一波长的 入射光，所产生的吸光度。分质量吸光系数（a） 和摩尔吸光系数（ε ）。（定义）
★ 光度分析法，根据吸光物质的不同，可分为：
原子吸收分光光度法、分子（或离子）吸光光度法。 本章主要讲授的吸光光度法，属于：分子（或离子）吸收。 吸光波长：可见和近紫外（主要在可见光区）。
二、吸收曲线
物质对光的选择性吸收，可用吸收曲线来表示！
★ 吸收曲线的讨论：
(1) 吸光度最大处对应 的波长称为最大吸 收波长λmax
吸光系数可反映出吸光化合物的吸光本性！
吸光系数定义：单位浓度、单位光程的吸光物质,对某一 波长的入射光，所产生的吸光度。
(1)、摩尔吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = εb c
ε＝ A /bc
式中， b：液层厚度(光程长度) cm； c：溶液的摩尔浓度 mol ·L-１； ε：摩尔吸光系数 L·mol-1 ·cm-1；
① ε 是吸物光质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
② 不随浓度 c 和光程长度 b 的改变而改变。温度和波长等
条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关,可作为定性鉴定的参数；
③ 同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。λmax处的 摩尔吸光系数最大，常以εmax 表示。εmax 表明了该
b、吸光系数是表示吸光物质 吸光能力的特征常数。吸光
系数越大，表示该物质吸光能力越强。其在吸收峰值 最大处对应的波长，叫最大吸收波长，此处吸光系数
武汉大学无机及分析化学ppt (吸光光度法)
选择性
2 测定浓度控制
控制浓度 吸光度A：0.2～0.8
减少测量误差
3 参比溶液选择
仪器调零 消除吸收池壁和溶液对入射光的反射 扣除干扰
试剂空白 试样空白 褪色空白
4 标准曲线制作
理论基础：朗伯-比尔定律
相同条件下 测定不同浓度标准溶液的吸光度A A～c 作图
A
0 .3 5
0 .3 0
0 .2 5
0 .2 0
0 .1 5
0 .1 0
0 .0 5
0 .0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
c o n c e n tra tio n
12.6 吸光光度法的误差
对朗伯-比尔定律的偏移 非单色光引起的偏移 物理化学因素：非均匀介质及化学反应 吸光度测量的误差
显M 色+ n反L应= 体M系Ln中显的色副反反应应影响 *其它离子可能与显色剂反应：M´ + nL = M´Ln,消耗显色剂； *L受酸效应影响，有L-、HL+等形态存在；被测离子有络合效应
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。单位：
(L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光程内所能检测到
的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
推导：根据定义0.001＝εbc 故 bc ＝0.001/ε （1） c为浓度，单位为mol/1000cm3,b为cm, bc表示单位截面积光程内的摩尔数，即 mol/1000cm2，如果bc乘以被测物质的分子量M,则得单位截面积光程内被测物质的量， 即桑德尔灵敏度S。 S=（bc/1000）×M×106 = bcM × 103（μg·cm-2），将（1）的bc＝0.001/ε代入，S＝
分子吸光分析法
特点：摩尔吸光系数较大。ε
的检测灵敏度比较高
max>10
4,定量分析
（6）配位场跃迁
发生在过渡元素的配位化合物中。 能量相等的d轨道或f轨道分裂成能量不等的轨道 特点：摩尔吸光系数较小。ε
2 <10 max
30
三、相关的基本概念 1.吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以吸光度A为纵坐标，波长λ 为横坐标作图 所得到的曲线 2.吸收光谱特征:定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和 σ-σ*跃迁产生 强吸收不成峰
ΔEe＝1～20eV（1250～60nm）
18
4.说明： （1）三种能级都是量子化的
（2）同一电子能级包括小的振动能级和更小
的转动能级 （3）用紫外－可见光照射发生电子能级跃迁、 振动能级跃迁、转动能级跃迁 （4）无法得到纯粹的振动光谱和电子光谱
（5）用远红外或微波照射能得到纯粹的转动光谱
（6）电子跃迁光谱实际是电子－振动－转动光谱 （7）电子跃迁光谱是很多光谱带
23
2.2 紫外－可见吸收光谱
一、紫外-可见吸收光谱的产生 1.分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起
能级：电子能级、振动能级、转动能级
跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
E分 E电 E振 E转
能级差 E h h
c
若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后
3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价 电子（或外层电子）的能级跃迁而产生(吸收能量=两 个跃迁能级之差）
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二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 1.分子结构相关知识 价电子：σ电子 → 饱和的σ键 π电子 →不饱和的π键 n电子 →未成键电子 轨道：电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同 基态：电子能量最低的状态 激发态：电子吸收能量，由基态→激发态 成键轨道与反键轨道：σ<π<n <π*<σ*
第九章吸光光度法(简)
解 已知T=0.501，则A=－lgT=0.300，b=2.0cm,
c
25.0 10 6 g 50.0 10 3 L
5.00 10 （4 g L1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
a
A bc
0.300 2.0cm 5.00 10 4 g
L1
3.00
10 2 L.g -1.cm1
III
III 0.0006mg/mL
0.3
0.2
II
I
0.1
0.0
400
500
600
/nm
１，１０－邻二氮杂菲亚 铁溶液的吸收曲线
吸收光谱或吸收曲线
max
KMnO4溶液的吸收曲线
(cKMnO4:a<b<c<d)
KMnO4溶液
对波长525nm附近的绿 色光吸收最强，而对紫 色光吸收最弱。光吸收 程度最大处的波长叫做
实验确定 4.溶剂 5.干扰的消除
三 显色剂
1 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵等。 2 有机显色剂：种类繁多 （1）偶氮类显色剂：性质稳定、显色灵敏度高、选择 性好、对比度大，应用最广泛。偶氮胂III、PAR等。 （2）三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等
§9－4 吸光度测量条件的选择
一 选择适当的入射波长
2.由于溶液本身的原因所引起的偏离
朗伯—比尔定律是建立在 均匀、非散射的溶液这个基础 上的。如果介质不均匀，呈胶 体、乳浊、悬浮状态，则入射 光除了被吸收外，还会有反射 、散射的损失，因而实际测得 的吸光度增大，导致对朗伯— 比尔定律的偏离。
3. 溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化
其中有色化合物的离解是偏离朗伯—比尔定律的主
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（二）发射光谱法 1.产生原理：构成物质原子、离子、或分子
受到辐射能、热能、电能或化学能的激发跃迁 到激发态后，由激发态回到基态时以辐射的方 式释放能量，而产生光谱。
2.定义：利用物质发射光谱进行定性定量的 方法
3.发射光谱种类 （1）线状光谱：气态或高温下的物质在离解
为原子或离子时被激发后而发射的光谱 （2）带状光谱：分子被激发后而产生的光谱 （3）连续光谱：炽热的固体或液体所发射的
5.衍射 光绕过障碍物而弯曲地向它后面传播的现象
四、光谱法与非光谱法 1.光谱法：利用物质的光谱进行定性定量和结构 分析的方法称为光谱分析法 光谱：记录能级跃迁产生的辐射能强度随波长 变化的图谱 光谱中的一些特征（例如：峰面积、峰高、峰 对应的波长）能与组分的结构或含量建立联系
按作用结果不同分：原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱
5.分子光谱法定义： 以测量分子转动能级、分子中原子的
振动能级（包括转动能级）和分子电子 能级（包括振－转能级）跃迁所产生的 分子光谱为基础的定性、定量和物质结 构分析方法。
六、吸收光谱法和发射光谱法 （一）吸收光谱法 1.定义：利用物质的吸收光谱进行定性及结构 分析的方法 2.产生的条件：辐射的能量等于能级跃迁所需 的能量 3.分类：莫斯鲍尔光谱法 X射线吸收光谱法 原子吸收光谱法 紫外可见吸收光谱法 红外吸收光谱法 电子自旋共振波谱法 核磁共振波谱法
3.分子中的运动形式及能级 （1）分子做为整体的运动——转动能级 ΔEr＝0.005～0.05eV（250～25μm） 相当于远红外光或微波的能量 （2）分子中原子间的振动——振动能级 ΔEv＝0.05～1eV（25000～1250 nm） 相当于紫外线和可见光的能量 （3）分子中电子的运动——电子能级 ΔEe＝1～20eV（1250～60nm）
间不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2.电磁辐射的性质：具有波、粒二象性
3.电磁辐射的波动性 波长λ：波传播路线上具有相同振动相位 的相邻两点间的线性距离（nm）
频率ν：每秒内波动次数（Hz）
波数σ：每厘米长度中波的数目（cm-1)
ν=c/λ
真空中光速c＝2.9979×1010cm/s
4.电磁辐射的微粒性
（二）电磁辐射的能量与介质分子（原子） 的基态与激发态间的能量差不相等
1.散射：光子与介质分子弹性碰撞 变：运动方向 不变：能量不变，频率不变
2.拉曼散射：光子与介质分子非弹性碰撞 变：运动方向、能量、频率
3.折射和反射
4.干涉 频率相同、振动相同的波源发射的波相互 叠加时产生干涉现象 两波相位差180°时产生最大相消干涉暗条纹 两波相位相同时发生最大相长干涉明条纹
E=hν
h=6.6262×10－34 J/s
5.电磁波谱
将电磁波按照波长（频率、能量）的次序
排列成谱
γ射线、X射线、紫外、可见、红外、
微波、无线电波
γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁
短
高能辐射区
χ射线 来自内层电子能级的跃迁
紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 光学光谱区 可见光
红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁
光谱 4.发射光谱法分类
（1）原子发射光谱法 （2）原子荧光光谱法 （3）分子荧光光谱法 （4）分子磷光光谱法
2.2 紫外－可见吸收光谱
一、紫外-可见吸收光谱的产生 1.分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
3.特点： （1）原子光谱是线状光谱 （2）每条谱线对应一定波长 （3）从谱线波长可以得到元素种类 （4）从谱线强度可以得到元素含量 （5）原子光谱不能给出物质分子结构
信息
（二）分子光谱法 1.分子光谱：由分子中电子能级（n）、 振
动（v）和转动能级（J）的变化产生。 2.分类 （1）红外吸收光谱 （2）紫外－可见吸收光谱 （3）分子荧光光谱法 （4）分子磷光光谱法
微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 波谱区
无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁
长
三、电磁辐射与物质的相互作用 （一）电磁辐射的能量与介质分子（原子） 的基态与激发态间的能量差相等 1.吸收辐射能 基态→激发态（寿命10－8） 2.释放能量 激发态→基态 3.释放能量的形式：热、光（荧光/磷光） 化学变化
4.说明： （1）三种能级都是量子化的 （2）同一电子能级包括小的振动能级和更小
的转动能级 （3）用紫外－可见光照射发生电子能级跃迁、
振动能级跃迁、转动能级跃迁 （4）无法得到纯粹的振动光谱和电子光谱 （5）用远红外或微波照射能得到纯粹的转动光谱 （6）电子跃迁光谱实际是电子－振动－转动光谱 （7）电子跃迁光谱是很多光谱带
按能量交换方向分：吸收光谱法 发射光谱法
（1）发射光谱
M*发 光 释 放能 量M h
激发态
基态 光
例：γ-射线；x-射线；荧光
（2）吸收光谱
M h吸 收 辐射 能量 M*
基态 光
激发态
例：原子吸收光谱，分子吸收光谱
2.非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，仅通过测量 电磁辐射的某些基本性质的特征的变化的分析方法 折射法、旋光法、 浊度法、X射线衍射法、圆二色法 3.光谱法与非光谱法的区别： (1) 光谱法：内部能级发生变化
2 分子吸光分析法
一、概述 1.光学分析法
是基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相 互作用后产生地辐射信号或发生地信号变化来测 定物质性质含量结构的一类仪器分析方法。 2.光学分析法三个过程
（1）能源提供能量 （2）能量与被检测物质作用 （3）产生被检测信号 3.作用：测定物质的性质、含量、结构
二、电磁辐射和电磁波谱 1.电磁辐射(电磁波，光) :以巨大速度通过空
原子吸收/发射光谱法：原子电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子电子能级跃迁
(2)非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变
五、原子光谱法和分子光谱法 （一）原子光谱法 1.定义：测量气态原子或离子外层或内层电子 能级跃迁所产生的原子光谱为基础的分析方法 2.分类 （1）原子发射光谱法 （2）原子吸收光谱法 （3）原子荧光光谱法 （4）X射线荧光光谱法
（二）发射光谱法 1.产生原理：构成物质原子、离子、或分子
受到辐射能、热能、电能或化学能的激发跃迁 到激发态后，由激发态回到基态时以辐射的方 式释放能量，而产生光谱。
2.定义：利用物质发射光谱进行定性定量的 方法
3.发射光谱种类 （1）线状光谱：气态或高温下的物质在离解
为原子或离子时被激发后而发射的光谱 （2）带状光谱：分子被激发后而产生的光谱 （3）连续光谱：炽热的固体或液体所发射的
5.衍射 光绕过障碍物而弯曲地向它后面传播的现象
四、光谱法与非光谱法 1.光谱法：利用物质的光谱进行定性定量和结构 分析的方法称为光谱分析法 光谱：记录能级跃迁产生的辐射能强度随波长 变化的图谱 光谱中的一些特征（例如：峰面积、峰高、峰 对应的波长）能与组分的结构或含量建立联系
按作用结果不同分：原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱
5.分子光谱法定义： 以测量分子转动能级、分子中原子的
振动能级（包括转动能级）和分子电子 能级（包括振－转能级）跃迁所产生的 分子光谱为基础的定性、定量和物质结 构分析方法。
六、吸收光谱法和发射光谱法 （一）吸收光谱法 1.定义：利用物质的吸收光谱进行定性及结构 分析的方法 2.产生的条件：辐射的能量等于能级跃迁所需 的能量 3.分类：莫斯鲍尔光谱法 X射线吸收光谱法 原子吸收光谱法 紫外可见吸收光谱法 红外吸收光谱法 电子自旋共振波谱法 核磁共振波谱法
3.分子中的运动形式及能级 （1）分子做为整体的运动——转动能级 ΔEr＝0.005～0.05eV（250～25μm） 相当于远红外光或微波的能量 （2）分子中原子间的振动——振动能级 ΔEv＝0.05～1eV（25000～1250 nm） 相当于紫外线和可见光的能量 （3）分子中电子的运动——电子能级 ΔEe＝1～20eV（1250～60nm）
间不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2.电磁辐射的性质：具有波、粒二象性
3.电磁辐射的波动性 波长λ：波传播路线上具有相同振动相位 的相邻两点间的线性距离（nm）
频率ν：每秒内波动次数（Hz）
波数σ：每厘米长度中波的数目（cm-1)
ν=c/λ
真空中光速c＝2.9979×1010cm/s
4.电磁辐射的微粒性
（二）电磁辐射的能量与介质分子（原子） 的基态与激发态间的能量差不相等
1.散射：光子与介质分子弹性碰撞 变：运动方向 不变：能量不变，频率不变
2.拉曼散射：光子与介质分子非弹性碰撞 变：运动方向、能量、频率
3.折射和反射
4.干涉 频率相同、振动相同的波源发射的波相互 叠加时产生干涉现象 两波相位差180°时产生最大相消干涉暗条纹 两波相位相同时发生最大相长干涉明条纹
E=hν
h=6.6262×10－34 J/s
5.电磁波谱
将电磁波按照波长（频率、能量）的次序
排列成谱
γ射线、X射线、紫外、可见、红外、
微波、无线电波
γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁
短
高能辐射区
χ射线 来自内层电子能级的跃迁
紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 光学光谱区 可见光
红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁
光谱 4.发射光谱法分类
（1）原子发射光谱法 （2）原子荧光光谱法 （3）分子荧光光谱法 （4）分子磷光光谱法
2.2 紫外－可见吸收光谱
一、紫外-可见吸收光谱的产生 1.分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
3.特点： （1）原子光谱是线状光谱 （2）每条谱线对应一定波长 （3）从谱线波长可以得到元素种类 （4）从谱线强度可以得到元素含量 （5）原子光谱不能给出物质分子结构
信息
（二）分子光谱法 1.分子光谱：由分子中电子能级（n）、 振
动（v）和转动能级（J）的变化产生。 2.分类 （1）红外吸收光谱 （2）紫外－可见吸收光谱 （3）分子荧光光谱法 （4）分子磷光光谱法
微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 波谱区
无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁
长
三、电磁辐射与物质的相互作用 （一）电磁辐射的能量与介质分子（原子） 的基态与激发态间的能量差相等 1.吸收辐射能 基态→激发态（寿命10－8） 2.释放能量 激发态→基态 3.释放能量的形式：热、光（荧光/磷光） 化学变化
4.说明： （1）三种能级都是量子化的 （2）同一电子能级包括小的振动能级和更小
的转动能级 （3）用紫外－可见光照射发生电子能级跃迁、
振动能级跃迁、转动能级跃迁 （4）无法得到纯粹的振动光谱和电子光谱 （5）用远红外或微波照射能得到纯粹的转动光谱 （6）电子跃迁光谱实际是电子－振动－转动光谱 （7）电子跃迁光谱是很多光谱带
按能量交换方向分：吸收光谱法 发射光谱法
（1）发射光谱
M*发 光 释 放能 量M h
激发态
基态 光
例：γ-射线；x-射线；荧光
（2）吸收光谱
M h吸 收 辐射 能量 M*
基态 光
激发态
例：原子吸收光谱，分子吸收光谱
2.非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，仅通过测量 电磁辐射的某些基本性质的特征的变化的分析方法 折射法、旋光法、 浊度法、X射线衍射法、圆二色法 3.光谱法与非光谱法的区别： (1) 光谱法：内部能级发生变化
2 分子吸光分析法
一、概述 1.光学分析法
是基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相 互作用后产生地辐射信号或发生地信号变化来测 定物质性质含量结构的一类仪器分析方法。 2.光学分析法三个过程
（1）能源提供能量 （2）能量与被检测物质作用 （3）产生被检测信号 3.作用：测定物质的性质、含量、结构
二、电磁辐射和电磁波谱 1.电磁辐射(电磁波，光) :以巨大速度通过空
原子吸收/发射光谱法：原子电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子电子能级跃迁
(2)非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变
五、原子光谱法和分子光谱法 （一）原子光谱法 1.定义：测量气态原子或离子外层或内层电子 能级跃迁所产生的原子光谱为基础的分析方法 2.分类 （1）原子发射光谱法 （2）原子吸收光谱法 （3）原子荧光光谱法 （4）X射线荧光光谱法