由原子的吸收或發(fā)射形成的光譜稱為原子光譜，為線光譜；由分子的吸收或發(fā)光形成的光譜稱為分子光譜，為帶狀光譜。物質(zhì)粒子存在不連續(xù)的能量狀態(tài)，這些能量值是量子化的稱為能級。每種分子都具有特定的能級結構。處于于基態(tài)的分子受到光的能量激發(fā)時，可以選擇吸收特征值頻率能量躍遷到較高能級，即光致激發(fā)，所需能量即為兩個能級之間的能量差。
一、什么是光譜分析法
1、光的性質(zhì)
波動性與粒子性(物質(zhì)發(fā)射或吸收電磁輻射，會發(fā)射能量躍遷)。
2、光譜
光譜是光的不同波長成分及強度分布按波長或波數(shù)次序排列的記錄。
3、光譜組成
線光譜：由處于氣相的單個原子發(fā)生能級躍遷所產(chǎn)生的單線；
帶狀光譜：由氣態(tài)自由基或小分子振動-轉動能級躍遷產(chǎn)生的光譜；
連續(xù)光譜：固體被加熱到熾熱狀態(tài)，無數(shù)原子和分子的運動或振動所產(chǎn)生的熱輻射，也稱黑體輻射。
4、光譜分析法
基于物質(zhì)對不同波長光的吸收、發(fā)射等現(xiàn)象建立起來的一類光學分析法稱為光譜分析法。
5、光譜分析法分類
由原子的吸收或發(fā)射形成的光譜稱為原子光譜，為線光譜；由分子的吸收或發(fā)光形成的光譜稱為分子光譜，為帶狀光譜。
二、光譜分析原理
1、量子理論
物質(zhì)粒子存在不連續(xù)的能量狀態(tài)，這些能量值是量子化的稱為能級。每種分子都具有特定的能級結構。處于于基態(tài)的分子受到光的能量激發(fā)時，可以選擇吸收特征值頻率能量躍遷到較高能級，即光致激發(fā)，所需能量即為兩個能級之間的能量差。
2、分子能級躍遷
光致激發(fā)時，分子總能量
E=E內(nèi)能+E平動+E電子+E振動+E轉動
其中(1)E內(nèi)能為分子固有內(nèi)能，與光譜產(chǎn)生無關；
(2)E平動僅是溫度的函數(shù)，不產(chǎn)生光譜；
(3)E電子為分子的價電子能，與光譜的產(chǎn)生有關，相鄰價電子的能級間距為1~20eV，可給出物質(zhì)化學性質(zhì)等信息；
(4)E振動為分子的振動能，與光譜產(chǎn)生有關，相鄰兩個振動能級相距0.025~1eV，可給出價鍵特性等結構信息；
(5)E轉動為分子轉動能，與光譜產(chǎn)生有關，相鄰兩個轉動能級相距0.004~0.025eV，可給出分子大小、鍵長等特性信息。
因此分子躍遷時，分子能量變化⊿E=⊿E電子+⊿E振動+⊿E轉動
一個電子能級的躍遷往往疊加許多振動能級，一個振動能級躍遷又疊加許多轉動躍遷，因此形成帶狀光譜。
雙原子分子的三種能量躍遷示意圖如下
3、光譜的波長
分子吸收能量為兩能級的能量差
E為光子具有能量，v為光頻率，λ為波長，h為普朗克常量，c為真空中光速。
利用此式可計算出物質(zhì)發(fā)生各類躍遷時的波長范圍。
4、物質(zhì)對各種電磁波的吸收
當電磁輻射通過固體、液體或氣體時，具一定頻率的輻射將能量轉移給處于基態(tài)的原子、分子或離子，并躍遷至高能態(tài)，從而這些輻射被選擇性的吸收。
原子吸收：原子吸收光譜分析
分子吸收：紫外、紅外、拉曼
核吸收： 核磁共振
