仪器分析A 第五章原子发射光谱
56页1、* 第五章 原子发射光谱分 析法 一、原子发射光谱发展概 况 Development overview of Atomic emission spectrum 二、原子发射光谱的分析 过程 The process of Atomic emission spectrum analysis 三、原子发射光谱的特点 The characteristic of Atomic emission spectrum analysis 第一节 概述 Atomic emission spectrum analysis Summary * 原子发射光谱是光学分析法中产生与发展最早的一种 。 1802年英国化学家及物理学家W HWollaston曾指出在太 阳光谱中存在着许多条暗线,这是对原子光谱最早的观察 。 1859年德国学者基尔霍夫和本生GKirchhoff和 RVBunson ,研究了太阳光谱与元素的关系。 1860年德国学者基尔霍夫GKirchhoff研究了碱金属和碱土 金属的火焰光谱,把分光镜应用于分析化学,证实了物质 的特征光谱,奠定了定性分析基础。 1925年格拉奇(Gerlach)解决了光
2、源 不稳定性带来的问 题,提出内标法分析原理,提高分析的精密度和准确度, 奠定 了光谱定量分析的基础。 一、原子发射光谱的发展概况 * 原子发射光谱是光学分析法中产生与发展最早的一种 。 1930-1940年间棱镜光谱仪得以发展和应用 1950年代光栅光谱仪基本形成系列 1960年代电感耦合等离子体光源的引入,推动发射光谱分 析大发展 近几十年中阶梯、干涉光谱仪的出现,计算机的应用发射 光谱分析进入自动化 一、原子发射光谱的发展概况 * 试样 光源 能量 气态 原子 外层 电子 激发 激发 态的 原子 极不 稳定 跃迁 到基 态或 较低 能级 发射 出特 征光 谱线 色散 成光 谱 波长 强度 定性 定量 检测器光谱仪 二、原子发射光谱的分析过程 三步:激发、分光、检测 激发 检测分光 * (1)光谱定性分析可靠、灵敏、快速、 简便、应用 范围广。周期表上约七十个元素可以用光谱方法较容 易地定性鉴定,这是光谱分析的突出应用。 (2)在多数情况下,分析前不必把待分析的元素从 基体元素中分离出来。 (3)一次分析可以同时测得样品中多种元素的含量 。 (4)消耗试样量很少,并具有很高的灵敏度
3、。 (5)适宜于作低含量及痕量元素的分折。 (6)不适合分析有机物及大部分非金属元素。 (7)对于冶金工厂,光谱分析不仅可以作成品分析 ,还可以作控制冶炼的炉前快速分析。 三、原子发射光谱的特点 * 第五章 原子发射光谱分 析法 一、原子发射光谱的产生 The generation of atomic emission spectrum 二、原子发射光谱分析的 基本原理 The rationale of Atomic emission spectrum analysis 三、谱线强度和影响因素 Line strength and influencing factors 第二节 原子发射光谱的 基本原理 Atomic emission spectrum analysis The rationale of Atomic emission spectrum * 量子化能级: 产生不连续的 线状光谱 基态 激发态 1.光谱项 用四个量子数n 、S、L、J,表示 原子所处的状态, 即原子所处的能级 。P108图5-1 钠原 子的能级图。 一、原子发射光谱的产生 2.能级之间跃迁 (符合光谱选率)
4、 主量子数n:表示核外电子分布的层次(壳层)取一系列正 整数值,n=1,2,3,4 角量子数l :表示同一壳层的电子有不同的轨道形状,l=0 ,1,2,3 n-1 不同形状的轨道数目有n个 s, p,d,f n=1,则l=0 ,只有一个s轨道; n=3,则l=0,1,2 有s,p,d三个轨道 自旋量子数s :表示电子的自旋状态,取值+1/2或-1/2 内量子数j :表示核外电子在运动过程中,轨道磁距与自旋 磁距产生耦合作用形成的能级分裂。 取值数目由l和s共同决定: l s j 取 2s+1个数值 l s j 取2l+1 个 数值 j值为l和s的矢量和,加和规律为j =l+s,l+s1,ls。 除价电子外,原子核外的电子排布呈稳定结构, 它的总角动量和总磁距都为零。 所以,光谱学上通常只考虑价电子的量子能级。 两个或多个价电子,除基态外,通常只考虑一个 价电子被激发到高能级的情况 。 两个或多个电子同时被激发有可能,但所需要能 量很大,一般不易观察到他们所形成的光谱。 整个原子的量子能级用光谱项n2S+1LJ来描述 光谱项n2S+1LJ n2S+1LJ 主量子数 总自旋量子数 总角量子
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