一、什么是光谱分析法

　　1、光的性质

　　波动性与粒子性(物质发射或吸收电磁辐射，会发射能量跃迁)。

　　2、光谱

　　光谱是光的不同波长成分及强度分布按波长或波数次序排列的记录。

　　3、光谱组成

　　线光谱：由处于气相的单个原子发生能级跃迁所产生的单线；

　　带状光谱：由气态自由基或小分子振动-转动能级跃迁产生的光谱；

　　连续光谱：固体被加热到炽热状态，无数原子和分子的运动或振动所产生的热辐射，也称黑体辐射。

　　4、光谱分析法

　　基于物质对不同波长光的吸收、发射等现象建立起来的一类光学分析法称为光谱分析法。

　　5、光谱分析法分类

　　由原子的吸收或发射形成的光谱称为原子光谱，为线光谱；由分子的吸收或发光形成的光谱称为分子光谱，为带状光谱。

　　二、光谱分析原理

　　1、量子理论

　　物质粒子存在不连续的能量状态，这些能量值是量子化的称为能级。每种分子都具有特定的能级结构。处于于基态的分子受到光的能量激发时，可以选择吸收特征值频率能量跃迁到较高能级，即光致激发，所需能量即为两个能级之间的能量差。

　　2、分子能级跃迁

　　光致激发时，分子总能量

　　E=E内能+E平动+E电子+E振动+E转动

　　其中(1)E内能为分子固有内能，与光谱产生无关；

　　(2)E平动仅是温度的函数，不产生光谱；

　　(3)E电子为分子的价电子能，与光谱的产生有关，相邻价电子的能级间距为1~20eV，可给出物质化学性质等信息；

　　(4)E振动为分子的振动能，与光谱产生有关，相邻两个振动能级相距0.025~1eV，可给出价键特性等结构信息；

　　(5)E转动为分子转动能，与光谱产生有关，相邻两个转动能级相距0.004~0.025eV，可给出分子大小、键长等特性信息。

　　因此分子跃迁时，分子能量变化⊿E=⊿E电子+⊿E振动+⊿E转动

　　一个电子能级的跃迁往往叠加许多振动能级，一个振动能级跃迁又叠加许多转动跃迁，因此形成带状光谱。

　　双原子分子的三种能量跃迁示意图如下

　　3、光谱的波长

　　分子吸收能量为两能级的能量差

　　E为光子具有能量，v为光频率，λ为波长，h为普朗克常量，c为真空中光速。

　　利用此式可计算出物质发生各类跃迁时的波长范围。

　　4、物质对各种电磁波的吸收

　　当电磁辐射通过固体、液体或气体时，具一定频率的辐射将能量转移给处于基态的原子、分子或离子，并跃迁至高能态，从而这些辐射被选择性的吸收。

　　原子吸收：原子吸收光谱分析

　　分子吸收：紫外、红外、拉曼

　　核吸收： 核磁共振