- •Часть 1. Тема 1: Основные положения спектроскопии
- •1.1. Основные квантовые законы (постулаты Бора)
- •1.2. Уровни энергии и переходы между ними.
- •1.2.1. Спектр атома водорода
- •1.3. Спектры поглощения, испускания и рассеивания
- •1.3.1. Оптическое возбуждение
- •1.3.2. Комбинационное рассеивание
- •1.3.3. Электрические способы возбуждения
- •1.4. Деление спектроскопии по свойствам излучения
- •1.4.1. Предмет и задачи спектроскопии
- •1.4.2. Деление спектроскопии по свойствам электромагнитного излучения
- •1.5. Деление спектроскопии по свойствам атомных систем
- •1.6. Типы уровней атомов и молекул
- •Тема 2: Спектроскопические методы анализа
- •2.1. Классификация типов спектрального анализа.
- •2.2. Деление спектроскопии по методам: некоторые особенности проведения анализа
- •2.3. Деление спектрального анализа по решаемым задачам: некоторые особенности проведения
- •2.3.1. Элементный спектральный анализ
- •2.3.2. Изотопный спектральный анализ.
- •2.3.3. Молекулярный спектральный анализ
- •Абсорбционный анализ по спектрам поглощения
- •Эмиссионный молекулярный спектральный анализ
- •2.3.4. Анализ структурных элементов сложных молекулярных соединений
- •1. Структурный анализ в уф и видимой областях
- •2. Спектральный структурный анализ в ик области
- •3. Структурный анализ по спектрам комбинационного рассеивания
- •2.4. Общие схемы проведения спектрального анализа
- •2 .4.1. Эмиссионный спектральный анализ
- •2.4.2. Абсорбционный спектральный анализ
- •2.5. Основные характеристики и области применения спектрального анализа
- •Часть 2: Атомная спектроскопия. Тема 3. Уровни энергии и спектры атома водорода и водородоподобных ионов.
- •3.1. Квантовые числа одноэлектронного атома и степень вырождения его уровней.
- •3.2. Невырожденные и вырожденные уровни энергии. Вырождение уровней одноэлектронного атома.
- •3.3. Правила отбора для одноэлектронных атомов.
- •3.4. Тонкая структура уровней энергии и спектральных линий.
- •3.5. Зависимость спектров одноэлектронных атомов от заряда и массы ядра.
- •3.6. Характеристика стационарных состояний одноэлектронного атома.
- •Тема 4. Электронные оболочки атомов и периодическая система элементов.
- •4.1. Квантовые числа электронов в сложном атоме и принцип Паули.
- •4.2. Электронные слои и оболочки и их заполнение.
- •4.3. Зависимость энергии электронов от орбитального кв. Числа.
- •4.4. Свойства элементов с заполненными и незаполненными оболочками.
- •4.5. Типы спектров различных элементов.
- •Тема 5: Основы общей систематики сложных спектров.
- •5.1. Сложение орбитальных и спиновых моментов и типы связи.
- •5.2. Общая характеристика нормальной связи.
- •Тема 6: Рентгеновские спектры.
- •6.1 Общая характеристика рентгеновских спектров поглощения и испускания.
- •6.2. Внутренняя конверсия рентгеновского излучения.
- •Тема 7: Явление Зеемана и магнитный резонанс.
- •7.1. Расщепление уровней энергии в магнитном поле.
- •7.2. Общая картина зеемановского расщепления спектральных линий.
- •Тема 8. Явление Штарка.
- •8.1. Общая характеристика явления Штарка.
- •8.2. Явление Штарка для атомов в общем случае.
- •Часть 4. Молекулярный спектральный анализ Тема 9: ик-спектрометрия и уф-спектрофотометрия
- •9.1. Строение молекулы
- •9.2. Молекулярные спектры
- •9.3. Вращательные спектры
- •9.4 Колебательные спектры
- •9.5 Электронные спектры
- •9.6 Аппаратура ик-спектроскопии.
- •2) Кюветное отделение.
- •3) Фотометр
- •4) Монохроматор
- •9.7 Аппаратура уф – спектроскопии
- •4)Кюветное отделение
- •Тема 10. Качественный и количественный молекулярный анализ.
- •D зависит только от числа поглощающих частиц на пути светового пучка и от их свойств.
- •5.1. Качественный молекулярный анализ
- •5.2. Количественный молекулярный анализ
- •3 Эмиссионный спектральный анализ.
2.3. Деление спектрального анализа по решаемым задачам: некоторые особенности проведения
2.3.1. Элементный спектральный анализ
Элементный спектральный анализ предполагает качественное и количественное определение элементного состава пробы по спектрам, расположенным в диапазоне от ближней ИК-области до рентгеновской области.
Используют следующие виды элементного анализа:
Эмиссионный спектральный анализ по спектрам испускания: проба сжигается, испаряется и даёт свечение. Различают следующие виды эмиссионного спектрального анализа:
Визуальный анализ. Оценка качественного и количественного содержания компонентов производится при наблюдении спектра глазом в видимой области или при помощи различных преобразователей невидимого излучения в видимое (например, флуоресцирующие экраны для наблюдения УФ-спектров, электронно-оптические преобразователи для наблюдения УФ и ближней ИК области). Применяют стилоскоп для полуколичественного анализа и стилометр для точного количественного анализа.
Фотографический анализ. Спектры фотографируются на фотоплёнку, которая затем:
Для качественного анализа рассматривается при помощи спектропроектора.
Для количественного анализа спектры фотометрируются при помощи микрофотометров и полученные данные обрабатываются. Связь с концентрацией устанавливается градуировкой при помощи системы эталонов.
Фотоэлектрический анализ. Определение содержания производится сравнением фототоков от двух приёмников, освещаемых отдельными спектральными линиями аналитической пары. По ним сразу выдаётся результат в виде цифровой записи на компьютере.
Абсорбционный элементный спектральный анализ:
Для области оптических спектров. Пробу переводят в парообразное состояние в кювете с кварцевыми стёклами. Через кювету пропускаю свет от источника сплошного излучения, и наблюдают на фоне сплошного спектра спектр поглощения. Основная трудность метода: необходимо испарить всю пробу, и разложить на атомы все имеющиеся в ней химические соединения.
Для рентгеновской области. Условие применения спектров поглощения значительно проще, так как излучение и поглощение рентгеновских лучей обеспечиваются внутренними электронами атомов, то нет необходимости предварительно разрушать химические соединения в пробе. Тип соединения не влияет на характер рентгеновского спектропоглощения. Однако этот метод имеет малую чувствительность.
2.3.2. Изотопный спектральный анализ.
Для исследования изотопного состава пробы применяются методы, которые основаны либо на разнице в атомных весах изотопов (масс-спектрометрический метод), либо на различии других физических свойств изотопов.
К этим вторым методам относятся:
Денситометрический – основан на измерении плотность.
Рефрактометрический - метод анализа воды по показателю преломлению
Анализ газов по изменению теплопроводности
Анализ по радиоактивным свойствам облучённых изотопов.
Спектральные методы по атомным и молекулярным спектрам.
Масс-спектрометрический метод использует различие отклонений положительно заряженных ионов изотопов различных масс в электрическом и магнитном поле. Он наиболее универсален. С его помощью были получены все основные данные по изотопному составу естественных элементов. Все остальные методы менее универсальны и обладают меньшей точностью. Однако важным преимуществом некоторых из них перед масс-спектрометрическим является значительно большая доступность аппаратуры и простота самих методов.