第一节 基本原理课件.ppt

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1、第一节第一节 基本原理基本原理第1页，此课件共27页哦5-1 基本原理基本原理一、理论基础一、理论基础1.分子吸收光谱的产生分子吸收光谱的产生 分子中存在平动能，平动能只是分子中存在平动能，平动能只是 温度的函数温度的函数平动不存在跃迁平动不存在跃迁第2页，此课件共27页哦 分子内还存在价电子运动，又有内分子内还存在价电子运动，又有内部原子在其平衡位置的振动和分部原子在其平衡位置的振动和分子绕其核心的转动。因此，分子子绕其核心的转动。因此，分子具有电子能级，转动能级和转动具有电子能级，转动能级和转动能级。分子吸收光谱也是由于能能级。分子吸收光谱也是由于能级之间的跃迁所引起的。级之间的跃迁所引起

2、的。（见图（见图5-1）第3页，此课件共27页哦 图图5-1 双原子分子的三种能级跃迁示意图双原子分子的三种能级跃迁示意图第4页，此课件共27页哦 E分子分子 =Ee+Ev+EJ Ee Ev EJ 由于这些能量是量子化的，因此只有光子的由于这些能量是量子化的，因此只有光子的能量恰等于两能级之间的能量差时，才能被能量恰等于两能级之间的能量差时，才能被吸收。吸收。第5页，此课件共27页哦跃迁形式跃迁形式电子跃迁电子跃迁振动跃迁振动跃迁转动跃迁转动跃迁 E(ev)1-20(Ee+Ev+EJ)0.05-1（Ev+EJ）0.005-0.05 EJ 光谱区光谱区 紫外可见紫外可见（电子光谱）（电子光谱）红

3、外光谱红外光谱（振转光谱）（振转光谱）远红外光谱远红外光谱（转动光谱）（转动光谱）max （m）1.25-0.06 25-1.25 250-25 光谱形状光谱形状无数谱带组成的谱带系无数谱带组成的谱带系 谱带状谱带状 线状光谱线状光谱（间距极小）（间距极小）第6页，此课件共27页哦图图5-2 吸收光谱示意图吸收光谱示意图2.2.紫外紫外/可见吸收光谱图及特征可见吸收光谱图及特征第7页，此课件共27页哦 固定溶液浓度，以固定溶液浓度，以A-作图的作图的过程称做扫描。所做的图叫吸收过程称做扫描。所做的图叫吸收光谱或吸收曲线。光谱或吸收曲线。第8页，此课件共27页哦二、有机化合物的结构及跃迁类型二、

4、有机化合物的结构及跃迁类型 以甲醛分子为例：以甲醛分子为例：存在存在电子，电子，电子，电子，n（p）电子。）电子。分子轨道理论：分子轨道理论：成键轨道成键轨道 *反键轨道反键轨道 成键轨道成键轨道 *反键轨道反键轨道 n 非键轨道非键轨道第9页，此课件共27页哦图图 5-3 分子中外层电子能级及跃迁类型示意图分子中外层电子能级及跃迁类型示意图第10页，此课件共27页哦跃迁类型有跃迁类型有4种：种：*跃迁跃迁*跃迁跃迁 n *跃迁跃迁 n *跃迁跃迁各种跃迁所需能量大小为：各种跃迁所需能量大小为：*n *n*第11页，此课件共27页哦 图图 5-4 最常见电子跃迁所处的波长范围及强度最常见电子跃

5、迁所处的波长范围及强度lg第12页，此课件共27页哦 *位于位于 lg=3-4 较强吸收较强吸收 *位于位于 lg=4-5 强吸收强吸收 n *位于位于 lg=2-3 弱吸收弱吸收 n *位于位于 lg=3-4 较强吸收较强吸收第13页，此课件共27页哦 200-1000nm之间之间*跃迁跃迁(10-200nm)结构：饱和烃、结构：饱和烃、O2、H2、H2O、CO2 在在200nm以下有强吸收，会影以下有强吸收，会影响分析，所以我们主要研究响分析，所以我们主要研究200-1000nm之间的吸收。之间的吸收。第14页，此课件共27页哦n*含杂原子，含杂原子，150-250nm，含，含杂原子的饱和

6、基因称为助色团。杂原子的饱和基因称为助色团。（红移），（红移），-X ，-OH *150-250nm，强吸收，含，强吸收，含不饱和键不饱和键。含不饱和键（。含不饱和键（键）的键）的基团叫生色团或发色团。基团叫生色团或发色团。第15页，此课件共27页哦 n *近紫可见，较强吸收，杂原近紫可见，较强吸收，杂原子直接参与形成子直接参与形成键键，-C N C=O 用紫外测定条件：用紫外测定条件：含杂原子含杂原子 含不饱和键含不饱和键 芳烃芳烃第16页，此课件共27页哦 三、定性分析的依据三、定性分析的依据 分子分子化学环境确定化学环境确定分子轨道分子轨道 能级确定能级确定能级差确定能级差确定吸收光的吸

7、收光的波长确定波长确定第17页，此课件共27页哦 每一种分子都有确定的紫外每一种分子都有确定的紫外-可见吸可见吸收光谱图，可根据吸收光谱图的形收光谱图，可根据吸收光谱图的形状即吸收峰的数目，高度，以及吸状即吸收峰的数目，高度，以及吸收峰的相对高度进行定性分析。一收峰的相对高度进行定性分析。一般可用吸收光谱图般可用吸收光谱图,max,做为定性做为定性鉴定的参数及指标。鉴定的参数及指标。第18页，此课件共27页哦四四、定量分析的依据定量分析的依据 在吸收曲线上，某一吸收峰的高度在吸收曲线上，某一吸收峰的高度与物质的浓度成正比。与物质的浓度成正比。选择在选择在max处处 :A大大,信号大信号大,灵敏

8、度高灵敏度高 .A小小,准确度高准确度高.第19页，此课件共27页哦 定量用公式：定量用公式：A=lg I0/It=-lgT=bc=abc=bc 式中c：（物质的量浓度），（物质的量浓度），：摩尔吸光系数；摩尔吸光系数；c：（质量浓度），（质量浓度），a：吸光系数吸光系数 c：百分比百分比(g%ml),：比吸光系数比吸光系数 （百分吸光系数）（百分吸光系数）b：有效光程：有效光程 单位单位cm,粗略认为等于液层粗略认为等于液层 厚度。厚度。第20页，此课件共27页哦 ：是吸光物质在特定波长和溶剂是吸光物质在特定波长和溶剂的情况下的一个特征常数。数值上的情况下的一个特征常数。数值上等于等于1mo

9、lL-1吸光物质在吸光物质在1cm光程光程中的吸光度。中的吸光度。(A=b c=)是吸光物质吸光能力的量度是吸光物质吸光能力的量度,它可做它可做为定性鉴定的参数。为定性鉴定的参数。第21页，此课件共27页哦 也可用于估量定量方法的灵敏度：也可用于估量定量方法的灵敏度：值值 大大，方法的灵敏度愈高。（由实验结果计算方法的灵敏度愈高。（由实验结果计算时，常以被测物质的总浓度代替吸光物质的时，常以被测物质的总浓度代替吸光物质的浓度。这样计算的浓度。这样计算的值实际上是表观摩尔吸光值实际上是表观摩尔吸光系数。）系数。）大大 A 大大由分子性质决定。由分子性质决定。在其他条件相同时，同种分子在其他条件相

10、同时，同种分子相同。相同。是是的函数与被测物质的函数与被测物质c无关。无关。第22页，此课件共27页哦:与被测物质浓度无关与被测物质浓度无关 入射光波长入射光波长 溶剂种类溶剂种类 吸光物质种类有关吸光物质种类有关c(1molL-1)对应对应K用用表示，是摩尔吸光系表示，是摩尔吸光系数。数。的大小可以表示吸收的强弱：的大小可以表示吸收的强弱：102 弱吸收弱吸收 102 103 较弱吸收较弱吸收 103 104 较强吸收较强吸收 104 强吸收强吸收第23页，此课件共27页哦质量浓度质量浓度,a 吸光系数吸光系数百分比百分比 ,比吸光系数（百分吸光比吸光系数（百分吸光系数）系数）axM第24页

11、，此课件共27页哦 朗伯朗伯-比尔定律的物理意义为：当一束比尔定律的物理意义为：当一束平行单色光通过单一均匀的，非散射的平行单色光通过单一均匀的，非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。此定律浓度和液层厚度的乘积成正比。此定律不仅适用于溶液，也适用于其他均匀非不仅适用于溶液，也适用于其他均匀非散射的吸光物质（气体或固体），是各散射的吸光物质（气体或固体），是各类吸光光度法定量分析的依据。类吸光光度法定量分析的依据。第25页，此课件共27页哦吸光度吸光度A具有加和性具有加和性A=A1+A2+An=Ai=ibci 在多组分体系中，如果各种吸光在多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，这时体系物质之间没有相互作用，这时体系的总吸光度等于各组分吸光度之和，的总吸光度等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性。即吸光度具有加和性。第26页，此课件共27页哦 这个性质对于理解吸光光度法的实这个性质对于理解吸光光度法的实验操作和应用都有着极其重要的意验操作和应用都有着极其重要的意义。利用参比溶液调义。利用参比溶液调100%透光率透光率就是根据吸光度加和性原理。就是根据吸光度加和性原理。第27页，此课件共27页哦