光的粒子性当物质发射电磁辐射或者电磁辐射被物质吸收时就会发生.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:28 大小:444KB 金币:10 举报 版权申诉
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原子光谱和分子光谱光学分析法:根据物质发射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(OpticalMethodsofAnalysis)。磁场频率:为空间某点的电场每秒钟达到正极大值的次数周期:两个相邻矢量极大(或极小)通过空间某固定点所需的时间间隔叫做辐射的周期波长:电磁辐射转播的速度v=波数:是1cm内波的数目=1/(二)光的粒子性当物质发射电磁辐射或者电磁辐射被物质吸收时,就会发生能量跃迁。此时,电磁辐射不仅具有波的特征,而且具有粒子性,最著名的例子是光电效应现象的发现。1)光电效应(Photoelectriceffect)现象:1887,HeinrichHetz(在光照时,两间隙间更易发生火花放电现象)解释:1905,Einstein理论,E=h证明:1916,Millikan(真空光电管)2)能态(Energystate)量子理论(MaxPlanck,1900):物质粒子总是处于特定的不连续的能量状态,即能量是量子化的;处于不同能量状态粒子之间发生能量跃迁时的能量差E可用h表示。两个重要推论:物质粒子存在不连续的能态,各能态具有特定的能量。当粒子的状态发生变化时,该粒子将吸收或发射完全等于两个能级之间的能量差;反之亦是成立的,即E=E1-E0=h二、电磁波谱表2.1电磁波谱区电磁波谱的排列从上到下随波长的逐渐增大,频率和光量子的能量逐渐减小。(量变→质变)一、原子光谱磁量子数m决定磁场中电子轨道在空间的伸展方向不同时电子运动角动量分量的大小。自旋量子ms数决定电子自旋的方向。四个量子数的取值:n=1,2,3n;l=0,1,2,(n-1)相应的符号为s,p,d,f;m=0,1,2,l;ms=1/2(二)光谱项有多个价电子的原子,它的每一个价电子都可能跃迁而产生光谱。同时各个价电子间还存在相互作用,光谱项用n,L,S,J四个量子数描述。n为主量子数;L为总角量子数,其数值为外层价电子角量子数l的矢量和,即L=li两个价电子耦合所的的总角量子数L与单个价电子的角量子数l1、l2有如下的关系:L=(l1+l2),(l1+l2-1),(l1+l2-2),l1-l2其值可能:L=0,1,2,3,,相应的谱项符号为S,P,D,F,若价电子数为3时,应先把2个价电子的角量子数的矢量和求出后,再与第三个价电子求出其矢量和,就是3个价电子的总角量子数。S为总自旋量子数,自旋与自旋之间的作用也较强的,多个价电子总自旋量子数是单个价电子自旋量子数ms的矢量和。S=ms,I其值可取0,±1/2,±1,±3/2,J为内量子数,是由于轨道运动与自旋运动的相互作用即轨道磁矩与自旋量子数的相互影响而得出的,它是原子中各个价电子组合得到的总角量子数L与总自旋量子数S的矢量和。J=L+SJ的求法为J=(L+S),(L+S-1),(L+S-2)L-S光谱项符号左上角的(2S+1)称为光谱项的多重性。当用光谱项符号32S1/2表示钠原子的能级时,表示钠原子的电子处于n=3,L=0,S=1/2,J=1/2的能级状态,这是钠原子的基本光谱项,32P3/2和32P1/2是钠原子的两个激发态光谱项符号。由于一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间跃迁产生的,故原子的能级可用两个光谱项符号表示。例如,钠原子的双线可表示为:Na588.996nm32S1/232P3/2Na589.593nm32S1/232P1/2例如:钠原子,核外电子组成为:(1S)2(2S)2(2P)6(3S)1此时光谱项为:32S1/2表示n=3L=0S=1/2M=2J=1/2,--------为基态光谱项。32P3/2n=3L=1S=1/2J=3/232P1/2n=3L=1S=-1/2J=1/2纳谱线:5889.96Å32S1/2----32P3/25895.93Å32S1/2----32P1/2(三)能级图把原子中所有可能存在状态的光谱项—能级及能级跃迁用图解的形式表示出来,称为能级图。通常用纵坐标表示能量E,基态原子的能量E=0,以横坐标表示实际存在的光谱项。图2.3钠原子的能级图(四)光谱选择定则根据量子力学的原理,电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行,而必须遵循一定的“选择定则”,这个定则是:1、n=0或任意正整数;2、L=1跃迁只允许在S项和P项,P项和S项或D项之间,D项和P项或F项之间等;3、S=0,即单重项只能跃迁到单重项,三重项只能跃迁到三重项等;4、J=0,1。但当J=0时J=0的跃迁是禁阻的。也有个别例外的情况,这种不符合光谱选律的谱线称为禁戒跃迁线。该谱线一般产生的机会很少,谱线的强度也很弱。(五)原