光谱分析法概论.ppt
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1、仪器分析,药物分析教研室 何 丹,1. 分析化学是做什么的?(任务),分析化学: 研究物质的化学组成和结构 1) What ? 定性分析(qualitative analysis): 目标物质的原子、分子或功能基团组成信息; 2) How much ? 定量分析(quantitative analysis): 目标物质的数量信息。,2. 分析化学分类 化学分析 化学分离:沉淀、萃取、蒸馏等分离方法; 定性方法:加入各种试剂,测量待测物的颜色、沸熔点、气味、光学性质(拆射、反射、衍射等)以及在不同溶剂中的溶解特性。 定量方法:重量法、容量法 仪器分析 化学分离:色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉
2、淀、 萃取、蒸馏等分离方法; 定性定量方法:利用物质原子、分子结构的特性, 光谱、波谱、色谱。,3. 仪器分析应用领域,社会:体育(兴奋剂)、生活产品质量(鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量)、环境质量(污染实时检测)、法庭化学(DNA技术,物证) 化学:新化合物的结构表征;分子层次上的分析方法; 生命科学:DNA测序;活体检测; 环境科学:环境监测;污染物分析; 材料科学:新材料,结构与性能; 药物:药物的结构鉴定、定性定量分析、建立方法,实例,如何知道某种蛋白质的氨基酸组成及含量? 如何知道中药制剂中主要有效成分的百分含量?,仪器分析 方法,原子光谱法(AAS) 分子光谱法(UV-Vis、I
3、R) X射线光谱法 核磁共振波谱法,4.种类,第九章 光谱分析法概论,光学分析法(optical analysis):基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相互作用后产生的辐射信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的仪器分析方法。,例如:KMnO4溶液选择吸收了白光中的绿色(500560nm)光,与绿色光互补的紫色光因未被吸收而透过溶液,所以KMnO4溶液呈现紫色。,1电磁辐射及其与物质的相互作用,光的波动性 (波长)-空间参数 (频率)-时间参数 波数 c(光速); 1= / c(波数); cc 光的微粒性 E = h = hc/= hc hPlancks constant(普朗克常数
4、) h= 6.626210-34J.sec c =31010cm/sec 计算1mol波长为200nm的光子的能量E,紫 兰 绿 黄 橙 红 300 400 500 600 700 800nm 可见光区 宇宙射线 射线 X射线 远紫外 红外 微波区 无线电波 10-6 10-3 10-1 101 103 105 109 1012 E 1mm 124ev 102ev103ev 10-3ev 能谱分析 光谱分析 波谱分析 X衍射分析 紫外、可见 核磁共振 红外、原子吸收,电磁波谱,电磁辐射与物质的相互作用,物质内能不变化 透射、散射、反射、折射和衍射等物理现象 物质内能变化 对光的吸收、产生荧光、
5、磷光和拉曼散射,吸收 发射 拉曼散射 折射和反射 干涉和衍射,-2 光学分析法的分类,一、光谱法(Spectrometry): 利用物质与电磁辐射作用时,物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法。 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱线状光谱 分子光谱带状光谱 非光谱法 利用物质与电磁辐射的相互作用,测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法。 分类:折射法、旋光法、比浊法、射线衍射法,二、原子光谱和分子光谱,原子光谱,电子能级的电子跃迁,电子光谱,线状光谱,分子光谱,紫外可见,红外
6、,电子能级的电子跃迁,兼有振动精细结构的 电子光谱,带状光谱,振动能级的电子跃迁,兼有转动精细结构的 振动光谱,带状光谱,基态电子 激发态电子 原子核 Li原子示意图,原子结构及跃迁,1S,2S,2P,3S,电子能级间的跃迁,属电子光谱,线状光谱。 A 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 nm,分子的能级及电子在能级间的跃迁,v3 J v2 J 电子 v1 激发态 vo J v3 v2 J 电子 v1 J 基态 v0 J 电子 振动 转动 能级 能级 能级,分子能级 能级差 反映的信息 电子能级 E 1-20 ev 反映价电子能量状 (紫外可见波区) 况等
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