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根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析.其优点是灵敏,迅速.历史以来曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等.根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种;根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。 由于每种原子都有自己的特征谱线,因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成.这种方法叫做光谱分析.做光谱分析时,可以利用发射光谱,也可以利用吸收光谱.这种方法的优点是非常灵敏而且迅速.某种元素在物质中的含量达10^-10(10的负10次方)克,就可以从光谱中发现它的特征谱线,因而能够把它检查出来.光谱分析在科学技术中有广泛的应用.例如,在检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时,就要用到光太阳光谱谱分析.在历史,光谱分析还帮助人们发现了许多新元素.例如,铷和铯就是从光谱中看到了以前所不知道的特征谱线而被发现的.光谱分析对于研究天体的化学组成也很有用.十九世纪初,在研究太阳光谱时,发现它的连续光谱中有许多暗线。最初不知道这些暗线是怎样形成的,后来人们了解了吸收光谱的成因,才知道这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱.仔细分析这些暗线,把它跟各种原子的特征谱线对照,人们就知道了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等几十种元素.
分子从一种能态改变到另一种能态时的吸收或发射光谱(可包括从紫外到远红外直至微波谱)。分子光谱与分子绕轴的转动、分子中原子在平衡位置的振动和分子内电子的跃迁相对应。分类分子能级之间跃迁形成的发射光谱和吸收光谱。分子光谱非常丰富,可分为纯转动光谱、振动 - 转动光谱带和电子光谱带。分子的纯转动光谱由分子转动能级之间的跃迁产生,分布在远红外波段,通常主要观测吸收光谱;振动 - 转动光谱带由不同振动能级上的各转动能级之间跃迁产生,是一些密集的谱线,分布在近红外波段,通常也主要观测吸收光谱;电子光谱带由不同电子态上不同振动和不同转动能级之间的跃迁产生,可分成许多带,分布在可见或紫外波段,可观测发射光谱。非极性分子由于不存在电偶极矩,没有转动光谱和振动-转动光谱带,只有极性分子才有这类光谱带[1] 。作用分子光谱是提供分子内部信息的主要途径,根据分子光谱可以确定分子的转动惯量、分子的键长和键强度以及分子离解能等许多性质,从而可推测分子的结构。分子的内部运动状态发生变化所产生的吸收或发射光谱(从紫外到远红外直至微波谱)。分子运动包括整个分子的转动,分子中原子在平衡位置的振动以及分子内电子的运动,因此,分子光谱一般有三种类型:转动光谱、振动光谱和电子光谱。分子中的电子在不同能级上的跃迁产生电子光谱。由于它们处在紫外与可见区,又称为紫外可见光谱。电子跃迁常伴随能量较小的振转跃迁,所以它是带状光谱。与同一电子能态的不同振动能级跃迁对应的是振动光谱,这部分光谱处在红外区而称为红外光谱。振动伴随着转动能级的跃迁,所以这部分光谱也有较多较密的谱线,故又称振转光谱。纯粹由分子转动能级间的跃迁产生的光谱称为转动光谱。这部分光谱一般位于波长较长的远红外区和微波区而称为远红外光谱或微波谱。
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