3版仪器分析第2节-原子光谱与分子光谱课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十二章 光分析导论,一、,原子光谱,atom spectrum,二、分子光谱,molecular spectrum,第二节 原子光谱与分子光谱,an introduction to optical analysis,atom spectrum and molecular spectrum,*,一、,原子光谱,1.光谱项符号,原子外层有一个电子时，其能级可由四个量子数决定：,主量子数,n,；,角量子数,l,；,磁量子数,m,；,自旋量子数,s,；,原子外层有多个电子时，其运动状态用总角量子数,L,；,总自旋量子数,S,；,内量子数,J,描述；,*,总角量子数,L,=,l,外层价电子角量子数的,矢量和，,(2,L,+1)个,L,=|,l,1,+,l,2,|，|,l,1,+,l,2,-1|，|,l,1,-,l,2,|,分别用,S,，,P,，,D,，,F,，,表示:,L,=0，1，2，3，,例：碳原子，基态的电子层结构(1,s)2(2s)2(2p)2，,两个外层2,p,电子：,l,1,+,l,2,=1；,L,=2，1，0；,S,=0，1,*,总自旋量子数：,S,=,s,；,外层价电子自旋量子数的,矢量和，,(2,S,+1)个,S,=0，1，2，,S,或 =,0，,1/2，3/2，,S,例：碳原子，基态的电子层结构(1,s,),2,(2,s,),2,(2,p,),2,，,两个外层2,p,电子：,S,=0，1；3,个不同值；,L,与,S,之间存在相互作用；可裂分产生(2,S,+1)个能级；,这就是原子光谱,产生光谱多重线的原因,，用,M,表示，称为,谱线的多重性,；,*,例：钠原子，一个外层电子，,S,=1/2；,因此：,M,=2(,S,)+1=2；,双重线；,碱土金属：,两个外层电子，,自旋方向相同时，,S,=1/2 +1/2=1，,M,=3；三重线；,自旋方向相反时，,S,=1/2 1/2=0，,M,=1；单重线；,*,内量子数：,内量子数,J,取决于总角量子数,L,和总自旋量子数,S,的矢量和,：,J,=(,L,+,S,)，(,L,+,S,1)，(,L,S,),若,L,S,；其数值共(2,S,+1)个；,若,L,S,；其数值共(2,L,+1)个；,例：,L,=2，,S,=1，,则,J,有三个值，,J,=3，2，1；,L,=0，,S,=1/2；,则,J,仅有一个值 1/2；,J,值称光谱支项,；,*,原子的能级通常用,光谱项符号,表示：,n,M,L,J,n,：,主量子数；,M,：,谱线多重性符号；,L,：,总角量子数；,J,：,内量子数,钠原子的光谱项符号 3,2,S,1/2,；,表示钠原子的电子处于,n,=3，,M,=2(,S,=,1/2,)，,L,=0，,J,=,1/2,的能级状态（基态能级）；,*,电子能级跃迁的选择定则,一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间的跃迁产生的，可用两个,光谱项符号表示着种跃迁或跃迁谱线：,例 钠原子的双重线,Na 5889.96 ;,3,2,S,1/2,3,2,P,3/2,；,Na 5895.93 ;,3,2,S,1/2,3,2,P,1/2,；,*,电子能级跃迁的选择定则,根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行；必须遵循一定的“,选择定则,”：,（1）,主量子数的变化,n,为整数，包括零；,（2）,总角量子数的变化,L,=1；,（3）,内量子数的变化,J,=0，,1；,但是当,J,=0时，,J,=0的跃迁被禁阻；,（4）总自旋量子数的变化,S,=0,，即不同多重性状态之间的跃迁被禁阻；,*,2.能级图,元素的光谱线系常用能级图来表示。最上面的是光谱项符号；最下面的横线表示基态；上面的表示激发态；,可以产生的跃迁用线连接；,线系,：由各种高能级跃迁到同一低能级时发射的一系列光谱线；,*,3.共振线,元素由基态到第一激发态的跃迁最易发生，需要的能量最低，产生的谱线也最强，该谱线称为,共振线,，也称为该元素的,特征谱线,；,*,二、,分子光谱,原子光谱为线状光谱，,分子光谱为带状光谱；,为什么分子光谱为带状光谱？,原子光谱图,分子光谱图,*,1.分子中的能量,E,=,E,e,+,E,v,+,E,r,+,E,n,+,E,t,+,E,i,分子中原子的核能：,E,n,分子的平移能：,E,t,电子运动能：,E,e,原子间相对振动能：,E,v,分子转动能：,E,r,基团间的内旋能：,E,i,在一般化学反应中，,E,n,不变；,E,t,、,E,i,较小；,E,=,E,e,+,E,v,+,E,r,分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：,=,E,e,/,h,+,E,v,/,h,+,E,r,/,h,*,2.双原子分子能级图,分子中价电子位于自旋成对的单重基态,S,0,分子轨道上，当电子被激发到高能级上时，若激发态与基态中的电子自旋方向相反，称为,单重激发态,，以,S,1,、,S,2,、,表示；反之，称为,三重激发态,，以,T,1,、,T,2,、,表示；,单重态分子具有抗磁性；,三重态分子具有顺磁性；,跃迁致单重激发态的几率大，寿命长；,*,3.跃迁类型与分子光谱,分子光谱复杂，电子跃迁时带有振动和转动能级跃迁；,分子的紫外-可见吸收光谱是由,纯电子跃迁,引起的，故又称,电子光谱,，谱带比较宽；,分子的红外吸收光谱是由于分子中基团的,振动和转动能级跃,迁引起的，故也称,振转光谱,；,分子的荧光光谱是在紫外或可见光照射下，,电子跃迁至单重激发态,，并以,无辐射弛豫,方式回到,第一单重激发态,的最低振动能级，再跃回基态或基态中的其他振动能级所发出的光；,分子的磷光是指处于,第一最低单重激发态,的分子以无辐射弛豫方式回到,第一最低三重激发态,，再跃迁回到基态所发出的光；,*,内容选择：,第一节 光分析基础,fundamental of optical analysis,第二节 原子光谱与分子光谱,atom spectrum and molecular spectrum,第三节 光谱法仪器与光学器件,instruments for spectrometry and optical parts,结束,卖油翁,下课了，回顾学习一个小故事吧！,学习目标,1,、复述故事，深入理解文章内容，初步把握人物形象。,2,、学会利用文中关键词句分析人物形象。,3,、体会文章所揭示的深刻道理。,故事发生的时间、地点、人物、事件的起因、经过和结果要复述清楚。,看图复述课文内容,自学指导,(,一,),1,、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这两个人物的。,2,、从这个故事中你懂得了什么道理？,自学指导,(,二,),陈尧咨（善射）,卖油翁（善酌）,动作,神态,语言,睨之,无他，但手熟尔,以我酌油知之,我亦无他，惟手熟尔,汝亦知射乎,吾射不亦精乎,尔安敢轻吾射,释担而立 但微颔之,取 置 覆 酌 沥,性格,:,自矜（骄傲）,谦虚,对比,道理,:,熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。,忿然 笑而遣之,笑而遣之,1,、联系生活、学习，说说熟能生巧的事例。,2,、你认为一个人应该如何看待自己的长处？又如何看待他人的长处？,课外延伸,人外有人，天外有天。,取人之长，补己之短。,自满人十事九空，虚心人万事可成。,谦受益，满招损。,三人行，必有我师焉。,择其善者而从之，其不善者而改之。,骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱；而且，这个陷阱是我们自己亲手挖掘的。,老舍,尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不明。,屈原,1,、正视自己的长处，扬长避短，,2,、正视自己的缺点，知错能改，,3,谦虚使人进步，,4,、人应有一技之长，,5,、自信是走向成功的第一步，,6,强中更有强中手，一山还比一山高，,7,艺无止境,8,、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，刻苦训练才能有所收获，取得成效。,9,、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视；,10,、智者超然物外,