第3章光学分析法导论

解释下列名词：

（1）原子光谱和分子光谱；        （2）原子发射光谱和原子吸收光谱；

（3）统计权重和简并度；          （4）分子振动光谱和分子转动光谱；

（5）禁戒跃迁和亚稳态；          （6）光谱项和光谱支项；

（7）分子荧光、磷光和化学发光；  （8）拉曼光谱。

答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。

（2）当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。但激发态的原子很不稳定，一般约在10^-8 s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。

（3）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。

（4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。

（5）不符合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁；若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。

（6）用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n ^{2S + 1} L；把J值不同的光谱项称为光谱支项，表示为n ^{2 S + 1} L_J。

（7）荧光和磷光都是光致发光，是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态，再由激发态回到基态而产生的二次辐射。荧光是由单重激发态向基态跃迁产生的光辐射，而磷光是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁而产生的光辐射。化学发光是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。

（8）入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞引起能量交换而产生的与入射光频率不同的散射光形成的光谱称为拉曼光谱。

2.计算：（1）670.7 nm锂线的频率；（2）3300 cm^-1谱线的波长；（3）钠588.99 nm共振线的激发电位。

解：（1）

   （2）

   （3）

3阐明光谱项中各符号的意义和计算方法。

答：光谱项表示为n ^{2S + 1}L，其中n为主量子数，其数值等于原子的核外电子层数；S为总自旋量子数，若N为原子的价电子数，S可取，，，…， ，0；L为总轨道角量子数，对于具有两个价电子的原子，L只能取值，，，…，。

电子能级间的能量差一般为1 ~ 20 eV，计算在1 eV，5 eV，10 eV和20 eV时相应的波长（nm）。

解：已知

1 eV时，         5 eV时，

10 eV时，       20 eV时，。

写出镁原子基态和第一电子激发态的光谱项。

解：光谱项分别为：基态 3¹S；第一电子激发态 3¹P和3³P。