第九章紫外吸收光谱分析
第一节分子吸收光谱
一、分子吸收光谱的产生
在分子中存在着电子的运动,以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动能量之和。即:
E分子= E电子+ E振动+ E转动
分子中的这三种运动状态都对应有一定的能级。即在分子中存在着电子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的。其中电子能级的间距最大(每个能级间的能量差叫间距或能级差),振动能级次之,转动能级的间距最小。
双原子分子 能级图
由图可见,在每一个电子能级上有许多间距较小的振动能级,在每一个振动能级上又有许多间距更小的转动能级。由于这个原因,处在同一电子能级的分子,可能因振动能量不同而处于不同的能级上。同理,处于同一电子能级和同一振动能级上的分子,由于转动能量不同而处于不同的能级上。
当用光照射分子时,分子就要选择性的吸收某些波长(频率)的光而由较低的能级E跃迁到较高能级E‘上,所吸收的光的能量就等于两能级的能量之差:
△E= E’-E
由于分子选择性的吸收了某些波长的光,所以这些光的能量就会降低,将这些波长的光及其所吸收的能量按一定顺序排列起来,就得到了分子的吸收光谱。
二、分子光谱的类型
远红外光谱、红外光谱及紫外-可见光谱三类。
跃迁类型
能级差(eV)
所吸收波长(μm)
光谱类型
转动跃迁
~
250~25
远红外
振动跃迁
~1
25~
红外
电子跃迁
1~20
~
紫外-可见
㈠分子轨道理论
一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态,即成键轨道或非键轨道上。
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