§7.2 光谱学的内容
X-衍射技术的原理及研究 X-衍射技术的发展史 同步辐射区-衍射技术 X-衍射技术的应用 区-衍射技术对生物学研究的影响 和展望
电秘辐射 √以电磁辐射为分析信号的方法 统称为光学分析法 √被粒二象性 h v=hc 波长范围 高能区：Y与X射线区，0.005-10nm,粒子性 中能区UV-Vis-lR,<1mm,光学光谱区 低能区：微波-射频区，<1000，波谱区
1 电磁辐射 ü以电磁辐射为分析信号的方法 统称为光学分析法 1 ü波粒二象性 E=hν=hc/λ ü波长范围 高能区:γ与X射线区,0.005-10nm,粒子性 中能区:UV-Vis-IR, <1mm，光学光谱区 低能区:微波-射频区, <1000m，波谱区
原子光谱 光谱项：7L光谱支项：n2+L, √光谱项 四个量子数： n主量子数； L角量子数，0/1/2..S/P/D.. S总自藏量子数，号号-1，日或0 J内量子数，2S+1(L>S)个或2L+1(L<S)个， J=1/2/3称单/双/三重态
2 原子光谱 ü原子外层电子能级的跃迁 2-1 ü光谱项 光谱项: 光谱支项: 2S 1 n L 2S 1 J n L 四个量子数: n主量子数； L角量子数, 0/1/2…S/P/D…； S总自旋量子数， , ,…, 或0 J内量子数,2S+1(L>S)个或2L+1(L<S)个, J＝1/2/3称单/双/三重态 2 N 1 2 N 1 2
√能级：Na原子基态与第一激发态 2S+1 价电子 n L S 光谱项 J 支项 多重性简并度 基态3s 3 1/2 32s 1/2 32S12 双 2 1/2 32P12 2 激发态3p 311/232P 双 3/2 32P3/2 4 Na双线：能级能量差△E决定 589.0nm32Sv2-32P2 △E=hc小 589.6nm32Sv2-32P2
2-2 价电子 n L S 光谱项 J 支项 多重性 简并度 基态3s 1 3 0 1/2 3 2S 1/2 3 2S1/2 双 2 1/2 3 2P1/2 2 3/2 3 2P3/2 4 3 2 激发态3p 1 3 1 1/2 P 双 Na双线：能级能量差△E决定 589.0nm 589.6nm 2 2 1/ 2 3/ 2 3 S 3 P 2 2 1/ 2 1/ 2 3 S 3 P △ E=hc/λ ü能级：Na原子基态与第一激发态 2S 1 J n L
单线态与三线态 >Mg的基态与第一激发态 3p 且个 改变自旋/林禁阻/磷光 3s 基志 1st夏位怎 2S+1=1 2S+1=1 2S+1=3 L= 3S. 表) 3PP表3P3P3p 2,1,0 光谱项n2s+L
2-2 单线态与三线态 1 2 Ø Mg的基态与第一激发态 基态 1st激发态 3s 3p 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2S 1 J n L 2S+1=1 2S+1=1 2S+1=3 内量子数J有2S+1个取值 (L+S),(L+S-1),…,(|L-S|) L= 0 (用S表示) 1(用P表示) 1 J= 0 1 2, 1, 0 1 0 3S 1 1 3 P 3 1 3 P 3 0 3 P 3 2 3 P 光 谱 项 2 S 1 J n L 改 变 自 旋 / 禁 阻 / 磷 光
√原子光谱 AES:向原子供能激发，10-8s内返回 AAS:辐射通过基态原子蒸气，选择吸收 AFS:吸收光辐射后跃迁回低能态
2-3 ü原子光谱 AES:向原子供能激发，10－8s内返回 AAS:辐射通过基态原子蒸气，选择吸收 AFS:吸收光辐射后跃迁回低能态
3分子光谱 √分子能级：复界 △E/eV 电子能级相邻谱孩分不开：带光谱 1≈20 振动能级：原子在平衡位置相对振动 0.05≈1 振动能级：分子镜轴旋转 <0.05
3 分子光谱 ü分子能级：复杂 3-1 电子能级 振动能级： 原子在平衡位置相对振动 振动能级： 分子绕轴旋转 △E/eV 1～20 0.05～1 <0.05 相邻谱线分不开；带光谱
3分子光谱 振功能级 电子能级 2 6 42 V”=0 B 0 转动能级 装 6 迁 j”=4 2 纯转动 4 纯振动 跃迁 2 跃迁 V’=0 =0 A 相邻谱孩分不开：带光谱
3 分子光谱 e e e 振动能级 电子能级 转动能级 相邻谱线分不开；带光谱
V分子光谱 分子吸收光谱 电子光谱：UV-VS吸收光谱 振动光谱：R红外吸收光谱 转动光谱：远红外吸收和微波 分子发光光谱 光致发光：吸收光辐射 荧光光谱：单重激发态→基态 磷光光谱：三重激发态→基态 化学发光：化学能激发 拉曼光谱 光子与试样分子非弹性碰撞， 能量交换后的散射光谱 与分子振动能级跃迁对应 与红外吸收光谱有相似性
3-2 ü分子光谱 分子吸收光谱 电子光谱：UV-Vis吸收光谱 振动光谱：IR红外吸收光谱 转动光谱：远红外吸收和微波 分子发光光谱 光致发光：吸收光辐射 荧光光谱：单重激发态→基态 磷光光谱：三重激发态→基态 化学发光：化学能激发 拉曼光谱 光子与试样分子非弹性碰撞， 能量交换后的散射光谱 与分子振动能级跃迁对应 与红外吸收光谱有相似性