原子发射光谱法教学ppt课件

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1、第六章原子发射光谱法AtomicEmissionSpectroscopy(AES)第四章原子发射光谱法概述理论基础激发光源光谱仪分析应用什么是原子发射光谱法？WhatisAES?气态原子或离子吸收能量，核外电子从基态跃迁到激发态，由于电子处于能量较高的激发态，原子不稳定，经过10-8s的时间，电子就会从高能量状态返回低能量状态，下降的这部分能量以电磁辐射既光的形式释放出来，产生一定波长的光谱。依据所发射的特征光谱的波长和强度可以进行元素的定性与定量分析。AES和AAS区别AES：是利用物质中不同的原子或离子在外层电子发生能级跃迁时产

2、生的特征辐射来测定物质的化学组成的方法。需要一个很强的激发光源，例如ICP激发光源。AAS:在一定频率的外部辐射光能激发下，原子的外层电子在由一个较低能态跃迁到一个较高能态的过程中产生的光谱就是原子吸收光谱。区别：（1）一般来说AES在多元素测定能力上优于AAS，但是AES在操作上比AAS来的复杂；还有就是AES由谱线重叠引起的光谱干扰较严重，而AAS就小的多；（2）原子发射比吸收测定范围要大，对于ICP而言准确性也较高。有些元素原子吸收是无法测定的，但发射可测，如P、S等；（3）AAS比较普遍，其价格相对AES便宜，操作也比较简单

3、。AES的发展简史定性分析阶段1860年,Kirchhoff(克希霍夫)和Bunsen(本生),利用分光镜发现物质组成与光谱之间关系,提出：(1)每个元素被激发时,就产生自己特有的光谱;(2)一种元素可根据它的光谱线的存在而肯定它的存在根据元素的上述特性,发现了周期表中许多元素:铯(1860年),铷(1861),铊(1861年,烟道灰),铟(1863年,锌矿),镓(1875年),钐(1879年),镨(1885年),钕(1885年)镱(1878年),钬(1879年),钪(1879年),Dy(1886年),Tm(1879年),Gd(1

4、886年),铕(1906年)Ge(1886年),He(1895年),Ar(1894年)Ne(1894),Ke(1894)Xe(1894)。AES的发展简史定量分析阶段20世纪30年代，罗马金(Lomakin)和赛伯(Scheibe)通过实验方法建立了谱线强度(I)与分析物浓度(c)之间的经验式---从而建立了AES的定量分析法。等离子光谱技术时代20世纪60年代，电感耦合等离子体(ICP)光源的引入，大大推动了AES的发展。随着电荷耦合器件(CCD)等检测器的使用，使多元素同时分析能力大大提高。I=ACBAES的一般特点选择性好检出

5、限低精密度高分析速度快应用广泛不足之处2.检出限低一般相对可达10-410-5%绝对10-810-9g；富集浓缩后10-7%10-11g；引入激光、ICP后还可以降低；6.不足之处是相对分析法：1）需要内标样进行对照；2）只能测元素浓度，不能测元素存在形态；3）对一些非金属，因为检测限很低无法分析二.AES理论基础原子结构与原子光谱的产生原子的激发与电离谱线强度原子结构及原子光谱的产生1.原子结构用量子理论描述每个电子的运动状态1）主量子数nn=1，2，3，4…2）角量子数ll=0，1，…，n-13）磁量子数mm=0，1，2

6、，…，l有2l+1个值4）自旋量子数ss=1/25）自旋磁量子数ms=1/2原子结构及原子光谱的产生2.光谱项n2S+1LJn-主量子数L-总角量子数S-总自旋量子数J-总内量子数表示原子所处的能级光谱项的多重性光谱支项n-主量子数(n=1,2,3,…)L-总角量子数(0,1,2,3…,S,P,D,F)S-总自旋量子数J-总内量子数(J=L+S)(L+S,L+S–1,…,

7、L–S

8、)L≥S,2S+1个值,L＜S,2L+1个值原子结构及原子光谱的产生原子结构及原子光谱的产生3.能级跃迁ΔE=h4.光谱选律1）主量子数变化为整数包

9、括02）总角量子数为ΔL=13）内量子数变化ΔJ=0，1，而J=0时ΔJ=0不成立4）总自旋量子数ΔS=0例：根据原子的电子构型求钠光谱项。1.钠原子基态和第一激发态。解：(1)钠原子基态(1s)2(2s)2(2p)6(3s)1n=3；L=l=0S=1/2;(2S+1)=2J=1/2光谱项符号：32S1/2(2)钠原子的第一激发态：(3p)1n=3;L=l=1光谱支项：32P1/2和32P3/2由于轨道运动和自旋运动的相互作用,这两个光谱支项代表两个能量有微小差异的能级状态。S=1/2;(2S+1)=2J=3/2，1/2光谱项：

10、32P谱线多重性符号：2S+1钠原子由第一激发态向基态跃迁发射两条谱线第一激发态光谱支项：32P1/2和32P3/2基态光谱项：32S1/2589.593nm，588.996nmNa原子能级图一条谱线用两个光谱项符号来表示Na588.