第9章仪器分析基础 >概述分析化学、仪器分析。 >介绍几种常见的仪器分析方法的基本原理 、仪器组成和适用范围；包括原子发射光谱 分析、红外吸收光谱分析、紫外一可见光吸 收光谱、电位分析、色谱和质谱分析等
第9章 仪器分析基础 ➢概述分析化学、仪器分析。 ➢介绍几种常见的仪器分析方法的基本原理 、仪器组成和适用范围；包括原子发射光谱 分析、红外吸收光谱分析、紫外－可见光吸 收光谱、电位分析、色谱和质谱分析等
一、分析化学、仪器分析概述 >分析化学：通过实验测量来研究物质的组成、含量 和结构的学科。获得物质化学组成和结构信息，即 物质中有哪些组分，这些组分在物质中如何存在以 及各组分的含量等。 >分析化学可分为定性分析、定量分析和结构分析三 个层次以及化学分析和仪器分析两大类方法
一、分析化学、仪器分析概述 ➢分析化学：通过实验测量来研究物质的组成、含量 和结构的学科。获得物质化学组成和结构信息，即 物质中有哪些组分，这些组分在物质中如何存在以 及各组分的含量等。 ➢分析化学可分为定性分析、定量分析和结构分析三 个层次；以及化学分析和仪器分析两大类方法
化学分析 >化学分析：基于试样的化学反应以及反应物之间定 量关系达到分析目标的方法，主要包括重量分析和 容量分析，分别通过测定相关物质的重量或体积进 行分析。 >化学分析主要应用于无机元素和无机化合物的定性 、定量分析。目前渐渐被仪器分析所取代
化学分析 ➢ 化学分析：基于试样的化学反应以及反应物之间定 量关系达到分析目标的方法，主要包括重量分析和 容量分析，分别通过测定相关物质的重量或体积进 行分析。 ➢ 化学分析主要应用于无机元素和无机化合物的定性 、定量分析。目前渐渐被仪器分析所取代
仪器分析 >使用仪器研究试样的性质达到分析目标的方 法。包括光谱分析、电分析、质谱分析、色 谱分析等。 >各类别还包含多种不尽相同的分析方法，如 光谱分析
仪器分析 ➢使用仪器研究试样的性质达到分析目标的方 法。包括光谱分析、电分析、质谱分析、色 谱分析等。 ➢各类别还包含多种不尽相同的分析方法，如 光谱分析
光谱分析的类型 >按对象，可分为分子光谱和原子光谱； >按分析对象与光的相互作用，可分为吸收光谱、发 射光谱、散射光谱等； >按光或电磁波谱范围，可从x射线能谱到紫外可见 光谱，再从红外光谱到射频等； >从测定系列波长下信号分布情况、还是测定单一波 长下的特定信号强度，可分为光谱分析和分光光度 分析等
光谱分析的类型 ➢ 按对象，可分为分子光谱和原子光谱； ➢ 按分析对象与光的相互作用，可分为吸收光谱、发 射光谱、散射光谱等； ➢ 按光或电磁波谱范围，可从x射线能谱到紫外-可见 光谱，再从红外光谱到射频等； ➢ 从测定系列波长下信号分布情况、还是测定单一波 长下的特定信号强度，可分为光谱分析和分光光度 分析等
电磁波谱范围与分子、电子能级的对照关系表 光谱名称 波长范围 既迁类型 X射线 0.01~10nm n=1和2层电子 远紫外光 10~200nm 中层电子 近紫外光 200~400nm 外层电子 可见光 400~750nm 外层电子 近红外光 0.752.5μm 分子振动 中红外光 2.5-5.0μm 分子振动 远红外光 5.0-1000μm 分子转动和振动 微波 0.1~100cm 分子转动 无线电波（射频） 1~1000m 核的自旋
电磁波谱范围与分子、电子能级的对照关系表 光谱名称 波长范围 跃迁类型 X射线 0.01~10nm n=1和2层电子 远紫外光 10~200nm 中层电子 近紫外光 200~400nm 外层电子 可见光 400~750nm 外层电子 近红外光 0.75~2.5μm 分子振动 中红外光 2.5~5.0μm 分子振动 远红外光 5.0~1000μm 分子转动和振动 微波 0.1~100cm 分子转动 无线电波（射频） 1~1000m 核的自旋
物理性质在仪器分析中的应用1 物理性质 仪器分析方法 发射光谱(X-射线、紫外、可见、电子能谱、俄 电磁波发射 歇电子谱)分析，荧光、磷光、发光(X-射线、 紫外、可见)分析 吸收光谱和光度(X-射线、紫外、可见、红外) 电磁波吸收 分析，光声光谱分析，核磁共振分析，顺磁共振 分析 电磁波散射 拉曼光谱分析、浊度分析 电磁波折射折光分析、干涉分析 电磁波衍射X-射线和电子衍射分析 电磁波旋转旋光分析，旋光色散分析，圆二色光谱分析
物理性质在仪器分析中的应用-1 物理性质 仪器分析方法 电磁波发射 发射光谱（X-射线、紫外、可见、电子能谱、俄 歇电子谱）分析，荧光、磷光、发光（X-射线、 紫外、可见）分析 电磁波吸收 吸收光谱和光度（X-射线、紫外、可见、红外） 分析，光声光谱分析，核磁共振分析，顺磁共振 分析 电磁波散射 拉曼光谱分析、浊度分析 电磁波折射 折光分析、干涉分析 电磁波衍射 X-射线和电子衍射分析 电磁波旋转 旋光分析，旋光色散分析，圆二色光谱分析
物理性质在仪器分析中的应用2 物理性质 仪器分析方法 电势 电位分析 电量 库仑分析 电流 安培分析，极谱分析 电阻 电导分析 质量 石英微晶天平分析 质量/电荷比 质谱分析 热性质 热重分析，差热分析、差示扫描量热分析、 热电导分析 同位素放射 稳定同位素稀释分析
物理性质在仪器分析中的应用-2 物理性质 仪器分析方法 电势 电位分析 电量 库仑分析 电流 安培分析，极谱分析 电阻 电导分析 质量 石英微晶天平分析 质量/电荷比 质谱分析 热性质 热重分析，差热分析、差示扫描量热分析、 热电导分析 同位素放射 稳定同位素稀释分析
二、原子发射光谱分析 >光是电磁波，具有波粒二象性，可用以下两式描述： Av=c 其中c为光速，真空中为2.998×10ms1 E=hv=hc/2其中h(普朗克常数)为6.626×10-34Js >原子发射光谱：当物质中原子或离子受到热、电或光的 能量激发后，能发射出一些特征电磁辐射。 >原子发射光谱分析：测量特征辐射的频率（波长）和强 度，可以分析物质中元素的种类和含量
二、原子发射光谱分析 ➢ 光是电磁波，具有波粒二象性，可用以下两式描述： = c 其中c为光速，真空中为2.998×108m·s-1 E =h =h c/ 其中h(普朗克常数)为6.626 ×10-34J· s ➢ 原子发射光谱：当物质中原子或离子受到热、电或光的 能量激发后，能发射出一些特征电磁辐射。 ➢ 原子发射光谱分析：测量特征辐射的频率（波长）和强 度，可以分析物质中元素的种类和含量
最简单原子—一氢原子发射光谱 >十九世纪末，里德伯总结的氢原子的发射光谱经验式： v=R.c 其中n1、n2为正整数，且n2>n1: R(里德伯常量)为1.097×107m-1。 红 绿 蓝 紫 Ha Hs 656.3 486.1 434.1 410.2 /10-9.m 0.457 0.617 0.691 0.731 y/1015.s-1
最简单原子-------氢原子发射光谱 ➢ 十九世纪末，里德伯总结的氢原子的发射光谱经验式： 其中n1、n2为正整数，且n2 > n1； R∞(里德伯常量) 为1.097 107 m−1 。 2 2 1 2 1 1 R c n n = − 红 绿 蓝 紫 H H H H 656.3 486.1 434.1 410.2 /10−9 m 0.457 0.617 0.691 0.731 /1015s −1
