.4.
光的电磁波性质

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
见
光
5
电磁波谱范围表
光谱名称 X 远 近 可 近 中 远 微 无 射 紫 外 紫 外 见 红 外 红 外 红 外 线 光 光 光 光 光 光 波 线 电 波 波长范围 10-1~10nm 10~200nm 200~400nm 400~750nm 0.75~2.5 μm 2.5~5.0 μm 跃迁类型 辐射源 X射线管 氢,氘,氙灯 氢,氘,氙灯 钨灯 碳化硅热棒 碳化硅热棒 碳化硅热棒
波长范围( ,nm) 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
8
10.1.2 吸收光谱产生的原理 1) 物质对光的选择性吸收
物质的颜色与光的关系 光谱示意 完全吸收 复合光 表观现象示意
完全透过
电磁波发生器
分析方法 X射线光谱法 真空紫外 紫外 比色及可见 近红外 中红外 远红外 微波光谱法 核磁共振
K和L层电子 中层电子 价电子 价电子 分子振动 分子振动 5.0~1000 μm 分子转动和振动 0 . 1 ~ 1 0 0 c m 分子转动 1~1000m
.6.
单色光、复合光、光的互补
吸 光 定 律 A 吸 收 光 谱 C A 或
三 维 谱 图
A max C
17
定性分析与定量分析的基础
定性分析基础 物质对光的选择吸收
max ( A) max ( B)
A
B
A
定量分析基础 在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
A
增 大
hc E E2 E0 h

10
物质对光的选择吸收 Selected absorption
物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构 成了物质对光的选择吸收基础。
例： A 物质
E1 E0 2.5 ev
1 ev = 1.610-19 J.
hc A E
B 物质
第10章 吸光光度法
吸光光度法: 基于物质对光的选择性吸 收而建立起来的分析方法. 本章重点讨论可见光区的吸光光度法。
.1.
吸光光度法的分类 （1）根据所用仪器的不同： 目视比色法、光电比色法和分光光度法。
（2）根据所吸收的波长范围不同：
紫外分光光度法(波长200～400nm), 可见分光光度法(400～750nm) 红外光谱法(750～2500nm)
E分子=E电子+E振动+E转动
.12.
分子内部三种不同运动涉及三种跃迁能级 三种能级跃迁所需能量大小的顺序为 △E电子＞△E振动＞ △E转动
所以需要不同能量（波长）的电磁辐射使它们跃迁， 即在不同的光学区出现吸收谱带： △E电子（1～20eV）对应的是紫外及可见光谱； △E振动（0.05～1eV）对应的红外光谱 △E转动（0.005～0.05eV）
同理，得：
34 10 6 . 62 10 3 10 19 2.5(ev ) 1.6 10
4.774 105 (cm)
477.4 nm
E1 E0 2.0 ev
B hc
E
620.6 nm
11
2) 吸收光谱的分类 吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱。 原子吸收光谱是由原子外层电子选择性地吸收 某些波长的电磁波而引起的。 分子吸收光谱比较复杂，由于分子结构的复杂 性所引起的。 分子的能量：
吸收黄色光
.9.
当用频率为 v 电磁辐射照射分子，若电磁辐射的 能量 hv 恰好等于该分子的较高能级与较低能级能量 差△E时，在微观上出现分子由较低能级跃迁到较高 能级；在宏观上则体现在透射光的强度变弱。 物质对光的吸收
h S3 S2 E3 E2
S1
S0
E1
E0
h E 2 E 0
物质对光的吸收满足Plank 条件
.3.
10.1 吸光光度法的基本原理
10.1.1 光的基本性质
光的折射 波动性
光的波粒二象性

光的衍射
光的偏振
光的干涉 粒子性
E
光电效应
hc E h

E：光子的能量（J, 焦耳） ：光子的频率（Hz, 赫兹） ：光子的波长（cm） c：光速（2.99791010 cm.s-1） h：Plank常数（6.625610-34 J.s 焦耳. 秒）
.2.
特点: a. 灵敏度高：常用于测定试样中质量分数为 1%～10-5 的微量组分，甚至可以测定低至质 量分数为10-6～10-8的痕量组分。 b. 准确度高： 比色分析，相对误差5~10%， 分光光度法，2~5%，1~2%； c. 应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化 合物都可以直接或间接地用吸光度法进行测定。 d. 仪器简单、操作简便、快价电子能级发生跃 迁常伴随着振动能级和转动 能级的跃迁，故价电子在每 两个能级间的跃迁所对应的
能量差往往不是象原子那样
表现为一个确定的数值，而 是表现为多个彼此相差很小 的数值，因此，紫外可见光 谱为带状光谱。
.14.
h
S3 S2 S1
E3 E2 E1
A
E0 S0 纯 电子能态 间跃迁 S2 h S1 S0 分子内电子跃迁 A
锐线光谱

带状光谱

15
如果测量某种物质对不同波 长单色光的吸收程度，以波 长为横坐标，吸光度为纵坐 标作图，可得到一条吸收光 谱曲线。 光吸收程度最大处的波长称 为最大吸收波长，用λmax表示。 浓度不同时，光吸收曲线形 状相同，最大吸收波长不变， 只是相应的吸光度大小不同.
.16.
吸收定律与吸收光谱的关系
单色光 复合光
单一波长的光
由不同波长的光组合而成的光 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。
绿
蓝绿 绿蓝 蓝 紫 紫红 红 7
光的互补
黄绿
黄
橙
互补色 吸收光
物质的颜色
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
颜色 紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红