光學(xué)分析法基礎(chǔ)ppt課件(編輯修改稿)
2025-03-20 12:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 19:42:41 第一章 光學(xué)分析法基礎(chǔ) 分子光譜 第二節(jié) 原子光譜與分子光譜 Atom spectrum and molecular spectrum Fundamental of optical analysis 19:42:41 原子光譜 核外電子的運(yùn)動狀態(tài) ? 原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)可以用主量子數(shù) n 、角量子數(shù) l 、磁量子數(shù) m 和自旋量子數(shù) s 來描述。 光譜項 ? 原子的能量狀態(tài)需要用以 n、 L、 S、 J 四個量子數(shù)為參數(shù)的光譜項來表征。 19:42:41 原子外層有一個電子時 ， 其能級可由四個量子數(shù)決定： 主量子數(shù) n； 角量子數(shù) l； 磁量子數(shù) m； 自旋量子數(shù) s； 原子外層有多個電子時 ， 價電子用 主量子數(shù) n； 總角量子數(shù) L； 總自旋量子數(shù) S； 總 內(nèi)量子數(shù) J 來描述 。 19:42:41 總角量子數(shù) : L = ∑ l 外層價電子角量子數(shù)的 矢量和 ， (2 L +1)個 L = | l 1+ l2 | ， | l 1+ l2 1|， ， | l 1 l2 | 分別用 s， p， d， f ， 表示 : L = 0， 1， 2， 3， ， 例：碳原子 ， 基態(tài)的電子層結(jié)構(gòu) (1s)2(2s)2(2p)2 ， 兩個外層 2p 電子： L = 2， 1， 0 19:42:41 總自旋量子數(shù) ： S =∑ s ； 外層價電子自旋量子數(shù)的 矢量和 ， (2 S +1)個 S = 0 ， 177。 1， 177。 2， ， 177。 s 或 S = 0 ， 177。 1/2， 3/2 ， ， 177。 s 例：碳原子 ， 基態(tài)的電子層結(jié)構(gòu) (1s)2(2s) 2(2p) 2 ， 兩個外層 2p 電子： S = 0 ， 177。 1 ； 3個不同值 ； L與 S之間存在相互作用；可裂分產(chǎn)生 (2 S +1)個能級； 這就是原子光譜 產(chǎn)生光譜多重線的原因 ， 用 M 表示 ，稱為 譜線的多重性 。 19:42:41 例：鈉原子 ， 一個外層電子 。 S = 1/2； 因此： M = 2S +1 = 2； 雙重線； 堿土金屬：兩個外層電子 ， 自旋方向相同時： S = 1/2 + 1/2 = 1， M = 3， 三重線 自旋方向相反時： S = 1/2 － 1/2 = 0， M = 1， 單重線 19:42:41 內(nèi)量子數(shù) J： 內(nèi)量子數(shù) J 取決于總角量子數(shù) L 和總自旋量子數(shù) S 的矢量和 ： J = (L + S)， (L + S － 1)， ， (L － S) 若 L ≥ S ； 其數(shù)值共 (2 S +1)個； 若 L ＜ S ； 其數(shù)值共 (2 L +1)個； 例： L = 2， S = 1， 則 J 有三個值 ， J = 3， 2， 1； L = 0， S = 1/2； 則 J 僅有一個值 1/2； J 值稱光譜支項 19:42:41 原子的能級通常用 光譜項符號 表示： nMLJ n： 主量子數(shù)； M： 譜線多重性符號； L： 總角量子數(shù)； J ： 內(nèi)量子數(shù) 。 鈉原子的光譜項符號 32S1/2； 表示鈉原子的電子處于： n = 3， M = 2(S = 1/2)， L = 0， J = 1/2 的能級狀態(tài) （ 基態(tài)能級 ） 。 19:42:41 電子能級躍遷的表示 : 一條譜線是原子的外層電子在兩個能級之間的躍遷產(chǎn)生的 ， 可用兩個光譜項符號表示各種躍遷或躍遷譜線： 例 鈉原子的雙重線 Na 。 32S1/ 2 — 32P3/ 2； Na 。 32S1/ 2 — 32P1/ 2； 19:42:41 電子能級躍遷的選擇定則 : 根據(jù)量子力學(xué)原理 ， 電子的躍遷不能在任意兩個能級之間進(jìn)行；必須遵循一定的 “ 選擇定則 ” ： （ 1） 主量子數(shù)的變化 Δn為整數(shù) ， 包括零 。 （ 2） 總角量子數(shù)的變化 ΔL = 177。 1。 （ 3） 內(nèi)量子數(shù)的變化 ΔJ = 0， 177。 1， 但是當(dāng) J = 0時 ， ΔJ = 0的躍遷被禁阻 。 （ 4） 總自旋量子數(shù)的變化 ΔS = 0 ， 即不同多重性狀態(tài)之間的躍遷被禁阻 。 19:42:41 2. 能級圖 元素的光譜線系常用能級圖來表示 。 最上面的是光譜項符號； 最下面的橫線表示基態(tài)； 上面的表示激發(fā)態(tài) 。 可以產(chǎn)生的躍遷用線連接 。 線系 ：由各種高能級躍遷到同一低能級時發(fā)射的一系列光譜線 。 19:42:41 3. 共振線 元素由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最易發(fā)生 ，需要的能量最低 ， 產(chǎn)生的譜線也最強(qiáng) ， 該譜線稱為 共振線 ， 也稱為該元素的 特征譜線 。 19:42:41 分子光譜 原子光譜為線狀光譜 ， 分子光譜為帶狀光譜； 為什么分子光譜為帶狀光譜 ？ 原子光譜圖 分子光譜圖 19:42:41 E = Ee+ Ev + Er + En + Et
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