現(xiàn)代化學(xué)的定量化和光譜學(xué)的進展修改公開課一等獎優(yōu)質(zhì)課大賽微課獲獎?wù)n件

1、當(dāng)代化學(xué)定量化與光譜分析進展李樹偉.11第1頁一、當(dāng)代化學(xué)定量化現(xiàn)實狀況 當(dāng)代化學(xué)一個主要特征是從定性走向定量。當(dāng)代化學(xué)正在由試驗科學(xué)走向理論和試驗相互結(jié)合相互滲透科學(xué),其標(biāo)志是：1998年諾貝爾化學(xué)獎。第2頁化學(xué)定義 化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其改變規(guī)律科學(xué)。 Chemistry Chem. istry！第3頁1998年諾貝爾化學(xué)獎 沃爾特庫恩（美國加利福尼亞大學(xué)物理系教授）密度泛函理論對化學(xué)作出了巨大貢獻。量子化學(xué)理論和計算豐碩結(jié)果被認(rèn)為正在引發(fā)整個化學(xué)革命。量子化學(xué)家?guī)资晷燎诟诺玫搅顺浞直囟?。這標(biāo)志著古老化學(xué)已發(fā)展成為理論和試驗緊密結(jié)合科學(xué)。沃爾特庫恩密度

2、泛函理論組成了簡化以數(shù)學(xué)處理原子間成鍵問題理論基礎(chǔ),是當(dāng)前許多計算得以實現(xiàn)先決條件。傳統(tǒng)分子性質(zhì)計算基于每個單電子運動描寫,使得計算本身在數(shù)學(xué)上非常復(fù)雜。沃爾特庫恩指出,知道分布在空間任意一點上平均電子數(shù)已經(jīng)足夠了,沒有必要考慮每一個單電子運動行為。這一思想帶來了一個十分簡便計算方法密度泛函理論。方法上簡化使大分子系統(tǒng)研究成為可能,酶反應(yīng)機制理論計算就是其中經(jīng)典實例,而這種理論計算成功凝聚著無數(shù)理論工作者30余年心血。如今,密度泛函方法已經(jīng)成為量子化學(xué)中應(yīng)用最廣泛計算方法。第4頁波普爾J.Pople（美國西北大學(xué)教授） 量子化學(xué)理論和計算豐碩結(jié)果被認(rèn)為正在引發(fā)整個化學(xué)革命。量子化學(xué)家?guī)资晷燎?/p>

3、耕耘得到了充分必定。這標(biāo)志著古老化學(xué)已發(fā)展成為理論和試驗緊密結(jié)合科學(xué)。約翰波普爾系統(tǒng)完整地建立了量子化學(xué)方法學(xué),被應(yīng)用于化學(xué)各個分支。伴隨計算機科學(xué)飛速發(fā)展,量子化學(xué)計算已成為與試驗技術(shù)相得益彰、相輔相成主要伎倆。約翰波普爾系統(tǒng)完整地建立了量子化學(xué)方法學(xué),被應(yīng)用于化學(xué)各個分支。 基于薛定諤等人所建立量子力學(xué)基本方法,約翰波普爾發(fā)展了各種量子化學(xué)計算方法。波普爾方法使得在理論上研究分子性質(zhì)以及它們在化學(xué)反應(yīng)中行為成為可能。第5頁 簡單地說,應(yīng)用波普爾方法(程序),人們把一個分子或一個化學(xué)反應(yīng)特征輸入計算機中,所得到輸出結(jié)果就是該分子性質(zhì)或該化學(xué)反應(yīng)可能怎樣發(fā)生詳細描述,這些計算結(jié)果通常被用于形象

4、地注釋或預(yù)測試驗結(jié)果。經(jīng)過設(shè)計GAUSSIAN程序,波普爾使他計算方法和技術(shù)輕易地被研究者所采取。第6頁 如果說20世紀(jì)上半葉化學(xué)主要是采取宏觀實驗方法來研究，那么下半葉化學(xué)就是微觀方法與宏觀方法相互結(jié)合相互滲透。所謂微觀方法主要指在原子分子水平上對化學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)進行理論和實驗研究。 展望二十一世紀(jì),這個趨勢將深入發(fā)展,量子化學(xué)已經(jīng)從“象牙之塔”走向“十字街頭”。徐光憲第7頁 該程序第一版本GAUSSIAN70于1970年完成。今后,他和合作者相繼推出了從GAUSSIAN76到GAUSSIAN98，最新版本是Gaussian 03。 GAUSSIAN程序庫已成為當(dāng)今全世界在大學(xué)、研究所及商業(yè)企業(yè)

5、中工作成千上萬化學(xué)工作者主要研究工具。時至今日,量子化學(xué)已應(yīng)用于化學(xué)全部分支和分子物理學(xué)。它在提供分子性質(zhì)和分子間相互作用定量信息同時,也致力于深入了解那些不可能完全從試驗上觀察化學(xué)過程。 第8頁 Gaussian03計算程序能夠做研究范圍包含:分子能量和結(jié)構(gòu)研究過渡態(tài)能量和結(jié)構(gòu)研究化學(xué)鍵以及反應(yīng)能量分子軌道偶極矩和多極矩原子電荷和電勢振動頻率紅外和拉曼光譜核磁共振譜極化率和超極化率熱力學(xué)性質(zhì)第9頁 瑞典皇家科學(xué)院1998年諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)公報措辭非同尋常。公報說:“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用工具,將化學(xué)帶入一個新時代,在這個新時代里試驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系性質(zhì)?；瘜W(xué)不再是

6、純試驗科學(xué)了。”公報還說“當(dāng)靠近90年代快結(jié)束時候,我們看到化學(xué)理論和計算研究有了很大進展,其結(jié)果使整個化學(xué)正在經(jīng)歷著一場革命性改變?！钡?0頁 公報還說：“這項突破被廣泛地公認(rèn)為最近一、二十年來化學(xué)學(xué)科中最重要成果之一?！彼远皇兰o(jì)化學(xué)將是理論和實驗相互結(jié)合相互滲透科學(xué)。國外有些著名大學(xué)早已把理論化學(xué)從物理化學(xué)中獨立出來,成為二級學(xué)科。第11頁 唐敖慶先生為曹陽所著量子化學(xué)引論序言中所指出那樣，化學(xué)學(xué)科正處于從描述性向推理性、從定性向定量、從宏觀狀態(tài)研究向微觀結(jié)構(gòu)理論研究變革之中。 第12頁美國麻省理工學(xué)院（）第13頁 麻省理工學(xué)院gerbrand ceder 教授指導(dǎo)博士生byoung

7、woo kang 在用計算機對鋰離子電池所用材料進行仿真時發(fā)覺，鋰離子傳送速度應(yīng)該比之前想象要更加快。在隨即深入仿真研究后發(fā)覺：因磷酸鐵鋰材料表面可將鋰離子送往塊體材料(BULK MATERIAL)內(nèi)部通道數(shù)量有限，從而造成充電過程中鋰離子傳送速度受到了制約。 經(jīng)過積累多年經(jīng)驗，KANG和CEDER發(fā)覺：對磷酸鐵鋰材料進行表面處理使其生成間隔僅5納米多條凹槽，可將鋰離子傳送速度提升36倍。新技術(shù)鋰電池讓汽車10秒完成充電第14頁 12月，第五屆“世界華人理論與計算化學(xué)大會”(簡稱WCTCC)十四日至十七日在廈大舉行。在四天會期中，與會教授學(xué)者將就這一學(xué)科理論與方法發(fā)展及其在化學(xué)生物學(xué)、材料科學(xué)

8、、凝聚態(tài)物質(zhì)等方面應(yīng)用展開深入探討和交流。 近二十年來，理論與計算化學(xué)發(fā)展快速，已經(jīng)開始由之前驗證試驗結(jié)果到現(xiàn)在逐步預(yù)測試驗結(jié)果，并已經(jīng)開始模擬計算復(fù)雜生命體系。第15頁四川省黃銘鋰能源新材料有限企業(yè),由成都牧甫生物科技有限企業(yè)、四川省達州鋼鐵集團有限責(zé)任企業(yè)、成城市武侯區(qū)晉陽實業(yè)有限企業(yè)、四川新綠置地有限企業(yè)投資組建生產(chǎn)鋰電池最關(guān)鍵材料高新技術(shù)企業(yè)。 本企業(yè)生產(chǎn)六氟磷酸鋰產(chǎn)品在世界首次實現(xiàn)了常溫常壓下使用無氫氟酸工藝制備六氟磷酸鋰，突破了鋰電池關(guān)鍵材料之一電解液中電解質(zhì)技術(shù)瓶頸。企業(yè)董事長：黃銘，54歲，教授，第三世界青年科學(xué)家，四川師范大學(xué)、四川大學(xué)客座教授。第16頁 傳統(tǒng)六氟磷酸鋰生產(chǎn)必

9、須在低溫高壓環(huán)境下生產(chǎn)，牧甫生物在使用無氫氟酸工藝同時，利用其已申請多溶劑萃取方法創(chuàng)造專利，實現(xiàn)在常溫常壓下合成六氟磷酸鋰新工藝，到達了高效率、低能耗、低成本效果，現(xiàn)已完成實驗室研究和年產(chǎn)50噸六氟磷酸鋰產(chǎn)業(yè)化中試生產(chǎn)線，生產(chǎn)出六氟磷酸鋰各項技術(shù)性能指標(biāo)完全符合國際先進產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于日本生產(chǎn)企業(yè)六氟磷酸鋰產(chǎn)品性能指標(biāo)，并已突破制約我國新能源汽車發(fā)展鋰電池核心材料生產(chǎn)瓶頸技術(shù)問題，完全可以替代進口，可以徹底打破日本等國對我國六氟磷酸鋰壟斷和限制。第17頁 黃銘在粒子熱力學(xué)統(tǒng)計物理領(lǐng)域，針對“玻色-愛因斯坦”理論模型局限，對“玻色-愛因斯坦”熱力統(tǒng)計分布進行了修正，發(fā)展了非獨立粒子熱力學(xué)統(tǒng)計物理中

10、“配位函數(shù)”理論，它是在對應(yīng)態(tài)理論領(lǐng)域一個表征路徑參數(shù)理論，考慮了不一樣物質(zhì)微觀粒子間相互作用配位狀態(tài)改變規(guī)律，反應(yīng)了物質(zhì)純化、合成過程中動態(tài)微觀狀態(tài)，從而完善了從微觀作用到宏觀結(jié)果配位規(guī)律表征，使人類第一次實現(xiàn)直接計算和表征物質(zhì)純化與合成數(shù)字化微觀模型。第18頁 利用“配位函數(shù)”理論，能夠直接計算不一樣萃取階段配位狀態(tài)路徑工藝條件要求，從而實現(xiàn)了材料工業(yè)從微觀純化提取、定向合成到宏觀材料標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)一體化無縫銜接，能夠在較短時間內(nèi)完成工藝技術(shù)設(shè)計和對應(yīng)檢測方法建立，并實現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。第19頁 二、 化學(xué)定量化教育最能表達科學(xué)精神，最能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。 第20頁實例1稀有氣體王國發(fā)覺（圖）21第

11、21頁22 1892年，世界聞名英國自然雜志上登載了一封讀者來信，寫信人是著名物理學(xué)家、英國劍橋大學(xué)教授雷利，他在測定氮氣密度時，得到了一個非常奇怪結(jié)果。 雷利選擇了兩種制備氮氣方法：第一個方法是將空氣經(jīng)過赤熱銅屑，空氣中氧氣就會與銅發(fā)生反應(yīng)而被除去，雷利認(rèn)為，剩下氣體就是純氮氣；第二種方法是將氨和氧混合氣體經(jīng)過赤熱氧化銅（反應(yīng)催化劑），氨就被氧氣氧化，生成氮氣和水，用干燥劑把水吸收掉，剩下也是純氮氣。 第22頁23 雷利開始測定這兩種起源不一樣氮氣密度，起源于空氣氮氣密度是1.2572 g/L；源于氨氮氣密度是1.2508 g/L。為何一樣是氮氣，測得密度卻不一樣呢？ 面對這么微小差異，不一

12、樣人會有不一樣看法。有些人認(rèn)為，這是很小測量誤差，能夠忽略不計。雷利則認(rèn)為，即使這么細微差異，也一定有原因，必須搞清楚?？墒牵偎疾坏闷浣?，這個問題確實難倒了這位大物理學(xué)家，最終，他只好以讀者名義寫信給自然雜志，公開征求答案。第23頁 拉姆塞（William Ramsay 1852一1916）看到對雜志上來信，馬上意識到，空氣里一定含有一個比氮氣更重氣體，才會使起源于空氣氮氣密度比起源于氨氮氣密度大。因為拉姆塞畢竟是一位化學(xué)家，他確信由氨制得氮氣很純凈，但空氣則是一個混合物，在除去氧氣以后，留下氣體中除氮氣外，很有可能存在著其它氣體。 24 拉姆塞欣然與雷利合作，決定共同探索這個難題。他們查

13、閱了相關(guān)文件，看到了卡文迪許論文，于是，拉姆塞參考了卡文迪許所做試驗，設(shè)計了自己方案。這次，拉姆塞更仔細地除掉了空氣里氧氣、氮氣、二氧化碳和水蒸氣。最終，拉姆塞發(fā)覺，殘留未知氣體體積只是原來空氣體積l/80。第24頁 拉姆塞用分光鏡觀察了這種未知氣體光譜線，發(fā)覺了橙色和綠色光譜線，它們不屬于任何已知元素光譜線，由此判斷這種氣體是一個新化學(xué)元素。拉姆塞和雷利將它命名為氬，其希臘文含義是“懶惰”。 25第25頁 以后，拉姆塞又在液態(tài)空氣中發(fā)覺了3種新元素，第一個命名為氪，其希臘文含義是“隱藏”；第二種命名為氖，其希臘文含義是“新”；第三種命名為氙，其希臘文含義是“陌生”，這都說明了因為它們“惰性”

14、而不輕易被人發(fā)覺。最終，拉姆塞又與英國物理學(xué)家盧瑟福（E.Rutherford）共同發(fā)覺了氡這個含有放射性稀有氣體。加上1868年天文學(xué)家洛克耶（SirJNLockyer）和約翰遜（PJCJanssen）在太陽光譜中發(fā)覺氦，稀有氣體一共包含6種元素，它們組成了一個稀有氣體王國。26第26頁 197月23日拉姆塞逝世，享年64歲，著名科學(xué)家威廉湯姆生在評述拉姆塞偉大發(fā)覺時指出：大部分學(xué)者認(rèn)為科學(xué)想象力更勝于準(zhǔn)確量度。其實，雷利和拉姆塞工作證實：一切科學(xué)上偉大發(fā)覺，幾乎完全來自準(zhǔn)確量度和從大量偽數(shù)字中明察秋毫。拉姆塞理論思維能力與動手能力都很強，他把發(fā)覺氦、氖、氬、氪和氙等氣體，作為一族，完整地插

15、入了化學(xué)元素周期表中，使化學(xué)元素周期表愈加完善，他這一工作，比每一個單獨元素發(fā)覺都更為主要。27第27頁28標(biāo)準(zhǔn)溶液使用和管理 GB/T601-標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度時，須兩人進行試驗，分別各做四平行，每人四平行測定結(jié)果極差相對值不得大于重復(fù)性臨界極差C，R95 (4 ) 相對值0.15%，兩人共八平行測定結(jié)果極差相對值不得大于重復(fù)性臨界極差C，R95(8) 相對值0.18%。取兩人八平行測定結(jié)果平均值為測定結(jié)果。在運算過程中保留五位有效數(shù)字，濃度值報出結(jié)果取四位有效數(shù)字。第28頁新課標(biāo)教材酸堿滴定試驗方法人教版，選修4化學(xué)反應(yīng)原理P48-P52關(guān)于中和滴定。 0.100

16、0molL-1酸堿互滴，加到19.00，19.96，20.00，20.04mL .選修6試驗化學(xué) P41-P54關(guān)于酸堿滴定三個試驗：用中和滴定法測定NaOH濃度，酸堿滴定曲線測繪，食醋中總酸量測定。第29頁新教材酸堿滴定試驗方法30人教版，0.1000mol/L 酸堿互滴，加到19.00、19.96、20.00、20.04mL蘇教版，0.1000mol/L 酸堿互滴，加到19.60、19.95、20.00、20.05mL魯科版，活動探究，給0.1000mol/L 鹽酸，用氫氧化鈉滴定，計算NaOH濃度。 第30頁提議和意見取材非常符合新課標(biāo)理念，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。酸堿滴定曲線應(yīng)先計算，后試驗測繪

17、驗證。P43練習(xí)放出10.00mL 錯誤！P44準(zhǔn)確放出25.00mL 錯誤！我們不能教孩子作假，不能教授偽科學(xué)！31第31頁為何說化學(xué)是試驗科學(xué)？文件上醋酸電離常數(shù) Ka：1.810-5 、1.7610-5 1.7810-5 、1.7910-5 SnS（Ksp=110-25） 武大分析化學(xué)SnS（Ksp=3.2510-28） 傅獻彩大學(xué)化學(xué)ZnS（Ksp=1.610-24） 江蘇版化學(xué)反應(yīng)原理ZnS（Ksp=2.9310-25） 山東版化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)數(shù)據(jù)起源于試驗結(jié)果，數(shù)據(jù)隨測定條件而改變。第32頁化學(xué)定量化思索1： 5%化學(xué)計算標(biāo)準(zhǔn)： 凡是有平衡常數(shù)參加計算，我們計算都控制相對誤差為5%

18、,所以我們看到化學(xué)計算往往是“粗略”。 1976年因塞弟在Analytical Applications of complex Equilitia提出采取比較法計算,提出了近似公式使用條件。 第33頁容量瓶吸量管錐形瓶移液管 酸式滴定管燒杯量筒容 量 儀 器慣用滴定分析儀器第34頁化學(xué)定量化思索2： 滴定分析結(jié)果計算誤差控制在0.1%，要求滴定操作每一步驟都要控制在0.1%。 親自動手操作，深入領(lǐng)會偶然誤差規(guī)律。第35頁三、在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透定量化思維第36頁中學(xué)條件下標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)定 利用臺秤、容量瓶和移液管能夠得到兩位有效數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)溶液，比如0.14mol/L鹽酸，0.12mol/L氫氧

19、化鈉等等。 操作方法：在臺秤上稱取46克鄰苯二甲酸氫鉀，比如4.5克，能夠得到兩位有效數(shù)字，然后定容在250mL容量瓶內(nèi)，移取25mL到錐形瓶內(nèi)進行滴定，以酚酞為指示劑，即可得到標(biāo)準(zhǔn)溶液。同理，可得到鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液?；蛘咧苯佑脷溲趸c來滴定鹽酸，也能夠得到一樣結(jié)果。第37頁中學(xué)酸堿標(biāo)液能夠完成定量型試驗（1）硫酸銨、尿素等氮肥含氮量測定。 （偽劣化肥情況調(diào)查）（2）蛋殼中碳酸鈣含量測定。（市場調(diào)查結(jié)合）（3）食用白醋中醋酸含量測定（市場調(diào)查結(jié)合）第38頁氧化還原滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)定 （1）重鉻酸鉀和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：使用臺秤稱取重鉻酸鉀基準(zhǔn)物1.22.0g，即可得到兩位有效數(shù)字標(biāo)液，用重鉻酸鉀

20、標(biāo)液即可標(biāo)定硫代硫酸鈉。 （2）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：使用臺秤稱取草酸鈉基準(zhǔn)物1.02.0g，即可得到兩位有效數(shù)字標(biāo)液。第39頁使用氧化還原滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液能夠從事課題（1）測定地表水溶解氧含量（國家標(biāo)準(zhǔn)GB7489-87）(調(diào)查附近魚塘水含氧量，為養(yǎng)魚專業(yè)人員處理實際問題)（2）水果中維生素C測定。（水果營養(yǎng)價值研究-人教版選修6）（3）水樣化學(xué)耗氧量(COD)測定。（水污染情況調(diào)查和分析及治理對策）（4）補鈣制劑含鈣量定量測定。（保健品市場分析）第40頁中學(xué)用目視比色法能夠完成定量課題標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品特點利用自然光比較吸收光互補色光準(zhǔn)確度低（半定量）不可分辨多組分方法簡便，靈敏度高第41頁四、在科

21、學(xué)研究中滲透定量化理念 比如，在分子光譜研究工作中，推斷一些分子光譜產(chǎn)生機理，建立一些新分子光譜體系，處理高靈敏度分析工作理論問題。從宏觀狀態(tài)研究向微觀結(jié)構(gòu)理論研究方向轉(zhuǎn)變。 第42頁比如：槲皮素共振光散射光譜，研究結(jié)果表明共光散射強度與溶液pH相關(guān)聯(lián)。利用量子化學(xué)計算方法對它們分子內(nèi)、分子間氫鍵進行了計算，理論計算表明:體系共振光振信號增強原因是分子經(jīng)過分子間氫鍵聚合形成了超分子聚合體，這一理論計算結(jié)果和試驗得到光譜數(shù)據(jù)完全吻合，該研究工作對深入研究共振光散射光譜法理論提供了主要參考數(shù)據(jù)。第43頁 槲皮素體系共振光散射光譜圖第44頁第45頁第46頁 所以，經(jīng)過利用量子化學(xué)Hartree-Fo

22、rk方法，我們得到以下結(jié)論：槲皮素在酸性條件下，經(jīng)過分子間氫鍵作用能夠聚集成超分子聚合物，從而產(chǎn)生強烈共振光散射現(xiàn)象。從pH、表面活性劑對共振光散射峰影響也能夠證實這一結(jié)論。第47頁五、當(dāng)代光譜分析主要進展 （一）原子光譜進展（1）AES 儀器向遠紫外領(lǐng)域拓展（2）連續(xù)光源原子吸收出現(xiàn) （CS AAS)（3）儀器小型化滲透到各種類型光譜儀器。（二）分子光譜進展（1）專用領(lǐng)域（生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、食品安全）分子光譜儀器不停推出。（2）便攜式小型化分子光譜儀器發(fā)展快速。 第48頁（一）原子光譜進展 1666年牛頓發(fā)覺太陽光譜。 18德國物理學(xué)家J.夫瑯和費利用自制光譜裝置 太陽光譜中在明亮彩色背景

23、上觀察到576條狹細暗線。其中最顯著8條用A到H字母標(biāo)識，即夫瑯和費譜線。這是人類最早發(fā)覺原子吸收現(xiàn)象。 AES先于AAS 1第49頁1、原子發(fā)射光譜儀器向遠紫外領(lǐng)域拓展 研究發(fā)覺在遠紫外光區(qū)有很多譜線干擾少靈敏分析線(見下表), 所以直讀光譜儀器努力拓寬180nm以下分析譜線應(yīng)用，一是提升測定下限，二是消除干擾，三是擴大測定范圍。 比如在火花直讀光譜儀中碳采取165.70nm或156.10nm分析線能夠使碳測定下限到1g/g；氮采取149.26nm分析線測定下限可在g/g級；第50頁 在ICP-AES儀器上為處理油類分析、電鍍液和工業(yè)用水分析，采取ICP光譜儀進行鹵素元素分析，使得ICP光譜

24、拓展了在遠紫外范圍應(yīng)用，對Cl(134.724nm)和Br(154.065nm)光譜范圍覆蓋高真空度光譜儀（或者采取高純度氣體吹掃）成為商品化儀器追求新功效。顯然需要在光學(xué)器件上和儀器光通道上及檢測器性能上有很大提升才能到達實際應(yīng)用效果。第51頁一些元素在200nm以下靈敏分析線 EL. (nm)EL. (nm)EL. (nm)H121.57Sn147.415Pb168.215O130.485N149.262Te170.000Tl132.171Si152.672Au174.047Cl134.724Bi153.317P177.495B136.246Br154.065Pt177.709P138.1

25、47Sb156.548P178.287Sn140.052C156.10S180.713Ga141.444In158.583Hg184.95S142.503Ge164.917As189.042S143.328C165.70Tl190.864Pb143.389S166.669C193.091I142.549Al167.078Se196.068第52頁2、連續(xù)光源原子吸收出現(xiàn) （CS AAS)第53頁9/ Innovation Made in GermanycontrAA 300世界第一臺商品化連續(xù)光源原子吸收contrAA 300 Made by Analytik Jena第54頁 為何分子光譜通

26、慣用吸收方式測量，而原子光譜用發(fā)射方式測定呢? 顯然，沒有好理由能夠漠視原子吸收光譜。 當(dāng)使用連續(xù)光源時，其分辨率需要到達 2pm (這在當(dāng)初技術(shù)條件下是不可能）。所以，原子吸收測定需使用銳線光源。 單色器作用僅僅是用作測定時分離來自光源發(fā)出其它譜線。Statements from Sir Alan Walsh 1952:Sir Alan Walsh 1916-1998第55頁AAS - Atomic absorption spectrometry AAS 是40年來確立成熟痕量元素分析方法 比其它任何元素分析技術(shù)，都擁有更多應(yīng)用領(lǐng)域和用戶 符合各種標(biāo)準(zhǔn)方法要求。ASTM, ISO, EPA,

27、 DIN, EN確立了 AAS 在元素分析市場主要地位 極少干擾 操作簡單 快速開啟 運行成本低 AAS 突出優(yōu)點:第56頁 傳統(tǒng) AAS 突出優(yōu)點： 極少干擾 操作簡單 快速開啟 運行成本低 缺點： 僅為單元素方法 一些元素不能隨時測定 需要特定元素空心陰極燈 背景校正缺點：非同時、誤差 分析較多元素時速度慢 動態(tài)范圍窄新可能 連續(xù)光源 AAS 第57頁1963 1966: V.A. Fassel et al. 1967 1972: J.D. Winefordner et al. 1973 C. Veillon et al. 1974 1976: P.N. Keliher, T.C. OHa

28、ver et al. 1979 1990: T.C. OHaver, J.M. Harnly et al. 1990 : J.M. Harnly et al. 1990 : H. Becker-Ross et al. 世界第一臺商品化連續(xù)光源原子吸收誕生， 由德國耶拿企業(yè)（ Analytik Jena）成功研制 ！連續(xù)光源原子吸收研究堅持不懈地進行了幾十年 第58頁連續(xù)光源原子吸收 （CS AAS)AAS 與 ICP簡單 完美結(jié)合 快速少干擾 靈活穩(wěn)定可靠 多元素 多信息第59頁連續(xù)光源原子吸收顯著特點- CSAAS 一個Xe 燈，測定全部元素 (無需 HCL)，任何譜線。 連續(xù)覆蓋全部波長

29、(189 nm - 900 nm)，任意選擇譜線. 極高分辨率：0.002nm (200nm) 得到分析線臨近全部光譜信息，并進行火焰、分子、元素干 擾同時校正 同時測定信號和背景 （更加快更準(zhǔn)） 快速多元素分析 ( 10 Elements/min) 擴展動態(tài)范圍 改進檢出限 ( 提升約5倍)第60頁 與ICP一樣快速 無需預(yù)熱，開機即測，快速 分析成本低 (不需要氬氣) 儀器成本低 （購置成本低） 譜線簡單 (吸收光譜) 方法簡單可靠 （易于開發(fā)方法） 背景校正簡單與全部普通AA附件兼容 火焰-石墨爐全自動切換 (contrAA 700) 連續(xù)光源原子吸收顯著特點- CSAAS 第61頁3、儀器小型化滲透到各種類型光譜儀器臺式及便攜式火花直讀儀器臺式ICP-AES儀器便攜式XRF儀器便攜式AAS儀器第62頁 發(fā)射光譜儀器臺式或便攜式直讀光譜儀不停提升測定精度和定量準(zhǔn)確性發(fā)展，便攜式XRF光譜儀更在進入各應(yīng)用領(lǐng)域，原子吸收光譜儀器也出現(xiàn)了手提箱式不用外接電源和氣源小型儀器。 第63頁 （二）分子光譜進展 10月26日，青島召開全國分析化學(xué)會議，出席科學(xué)工作者1700余人。會議論文數(shù)量：A 原子光譜 51 B 分子光譜 170C