试样在色谱柱中的分离过程基本包括两方面：一是组分在两相间的分配情况，它与各组分在两相间的分配系数、各物质(试样中的组分、固定相、流动相)的分子结构和性质有关。各个色谱峰在柱后出现的时间(即保留值)反映了各组分在两相间的分配情况，即热力学因素所控制；二是各组分在色谱柱中运动情况，这与各组分在流动相和固定相之间的传递阻力有关，各个色谱峰的半峰宽度就反映了各组分在色谱柱中运动的情况，这就是动力学因素。

在色谱分离技术发展初期，Martin等在平衡色谱理论基础上，提出了塔板理论，塔板理论是把色谱分离比拟作蒸馏过程。即将连续的色谱过程看做是许多小段平衡的重复。这个半经验理论把色谱柱比作一个分馏塔，色谱柱由许多假想的塔板组成，每一小段内，一部分空间为涂在担体上的液相所占据，另一部分空间充满气相。载气占据的空间称为板体积，当欲分离的组分随载气进入色谱柱后，就在两相间进行分配。由于流动相在不停地移动，组分就不断地达到分配平衡。

Martin之后，Van Deernter和Giddings等从色谱动力学的观点出发，提出色谱过程的速率理论，深入论述影响和控制分离过程的各种因素，从而奠定了色谱柱和色谱分离的另一个重要的理论基础。

对每一种溶质而言，每一塔板均存在两相间的平衡：

X_S＝KX_m

式中X_s和X_m分别是溶质在固定相和流动相中浓度，其单位为单位体积中的质量数；K为分配系数。由上式做一系列数学微分、积分处理，就可得到描述色谱柱上某一塔板溶质淋洗曲线的公式。对于一块塔板，可得到一个简单的代数解，假如柱子共有n块塔板，则可推导出：

式中，X₀为溶质在流动相中原始浓度。(3-1)式为塔板理论中最重要的基本公式。

当n足够大时，流出曲线接近高斯函数。根据这一公式，便可对所测量到的色谱图了解有关色谱柱、固定相、流动相的性质。

在色谱图中，最基本的参数是保留时间t_R和保留体积V_R，若流动相的速率为常数，则流速和保留时间之积等于V_R。

1．色谱保留时lad(retention time)和保留体积(retention volume)

色谱分析过程涉及许多物理和化学的基础问题，它的分离过程必须使混合物在色谱柱中分离成单一组分，然后依次从色谱柱中逐一流出，并且要求达到一定的分离度后才能进行定性分析。色谱分离过程中组分的保留时间是与流动相和固定相之间两相分子间相互作用力的大小有关，与分配系数成比例关系。在特定温度和载气流速条件下，组分流出时间t和流出体积v是固定不变的。因此色谱的保留值是色谱定性中最重要的热力学参数，也就是组分定性的重要数据。

2．色谱峰形(chromatographic peak)、柱效(column efficiency)、塔板高度(plates height)和塔板数(plates number)

色谱峰形指色谱峰的宽度和对称性。它与色谱过程的传质、溶质扩散、柱外效应等因素有关。而柱效就是改善色谱峰形的重要参数(n为塔板数)。

n＝5.54(t_R/t_1/2)²                 (3-2)

公式(3-2)就是我们常见的测算色谱柱理论塔板数的常用公式。理论塔板高度(HETP)系指每一理论塔板所占的柱长。即

式(3-3)中，一般色谱峰是不对称的，多数因为色谱动力学因素造成色谱峰的拖尾或变形。为了数学上计算方便，通常将色谱峰看作为高斯分布的对称形状来处理。色谱峰宽与标准偏差的关系式：

W_b＝4σ

为了测定更精确，将色谱峰半高宽作为测量点，得到

W_1/2＝W_b/1.6994σ＝2.355σ

然后实际色谱峰是不对称的，不对称峰形的峰宽计算有较大偏差，有人提出EMG模型来修正高斯模型，在标准偏差基础上引入拖尾因子τ，这时

W_b＝0.64σ＋32τ

最经典对色谱峰描述的是J. C. Giddings的统计矩方法。根据矩的性质可以推算色谱过程中各种影响色谱峰的峰展宽因素所造成总的峰展宽，等于各个独立因素(进样、色谱扩散、传质、柱外效应、检测等)对峰宽的贡献之和：

σ²=σ₁²+σ₂²+σ₃²+σ₄²+σ₅³…

系统流出峰的方差平方与柱内流过的塔板高度和柱长成正比：

σ²＝HL

H,L分别是塔板高度、柱长。而色谱理论塔板数n：

n＝L/H

这样

n=L²/σ²=t_r²/σ_t²

式中σ_t是以时间为单位表示的标准偏差。每米理论塔板数N:

N＝t_r²/σ_t²＝16·(t_r/W_b)²＝5.545·(t_r/W_1/2)²。

3.分离因子(separation factor)、容量因子(resolution)、分离度(capacity factor)和柱容量(column capacity)
分离因子S是指一种物质的保留时间t₁和另外一种物质保留时间(体积)t₂的比值S；容量因子k指组分在固定相和流动相中分配量之比，分析时，控制在2～5之间；

分离度R等于相邻两组分保留值之差与两色谱峰基线宽度总和之半的比值：

根据公式(3-4)，又可求出：

公式(3-4)中，t_B,t_A为两组分保留时间；y_A,y_B为相应两组分在基线上的宽度，它表示两个溶质峰彼此离得越远，就越好；两个峰越尖锐、越窄越好。公式(3-5)则表示分离度与柱效n、分离因子a及容量因子k等色谱基本参数的关系。从公式可知，色谱柱的分离度与柱效(塔板数)的平方根成正比。

柱容量表示为：在不引起峰变形的最大分析进样量；或者在制备色谱时不引起纯度变化的最大进样量。