【本章小结】

每种元素都有自己的特征谱线,根据光谱来鉴别物质和确定它们的化学组成,这种方法叫光谱分析,其是基于物质的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用建立起来的一类分析方法,这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。某种元素在物质中含量大,就可以从光谱中发现它的特征谱线,而且能够把它检查出来。

按照经典物理学的观点,电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场,称之为电磁波。整个电磁波包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线等。这些电磁波都具有波粒二象性。电磁辐射按照波长(频率、能量)大小的顺序排列就得到电磁波谱。一般可将电磁波谱分成γ射线区、X射线区、紫外光区、可见光区、红外光区、微波区和射频区;不同的波长对应着物质不同类型的能级跃迁, 根据能量的高低,电磁波谱又可分为高能区、光学光谱区(或中能辐射区)以及波谱区(低能辐射区)三个区域。

常用的光谱法有发射光谱法和吸收光谱法。发射光谱是指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、热能、电能或化学能的激发,跃迁到激发态后,由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量,从而产生的光谱。物质发射的光谱有三种:线状光谱、带状光谱和连续光谱。常见的发射光谱法有原子发射、原子荧光、分子荧光和磷光光谱法等。吸收光谱是指物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。其产生的必要条件是所提供的辐射能量恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需的能量。利用物质的吸收光谱进行定性、定量及结构分析的方法称为吸收光谱法。根据物质对不同波长的辐射能的吸收,建立了各种吸收光谱法。常见的吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱,根据照射辐射的波谱区域不同,分子吸收光谱法可分为紫外分光光度法、可见分光光度法和红外分光光度法等。

光谱分析法一般基于吸收、荧光、磷光、散射、发射和化学发光六种现象。各种仪器的组成略有不同,但都包含五个部分:①光源;②样品室;③单色器;④检测器;⑤信号处理显示器或记录仪。五个部分的三种不同搭配方式构成了吸收、荧光、磷光、散射、发射光谱法及化学发光六种光谱测量的分析仪器。