《看谱的定性分析》PPT课件

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1、看谱的定性分析广东电网公司电力科学研究院戴沅目录光谱光谱分析定性分析原子结构和运动状态原子的辐射定性分析前的准备看谱定性分析常用的方法定性分析用分析线的选择光谱背景及抑制定性分析注意事项一.光谱按其获得的方式不同：吸收光谱发射光谱荧光光谱莱曼光谱发射光谱：物质分子、原子或离子在辐射能的作用下，使其由低能态或基态跃迁到高能态（激发态），由高能态跃迁回较低能态或基态而产生的光谱。看谱：利用安置在光谱仪成像物镜焦面处的一个目镜，直接用人的眼睛观察样品光谱目的：进行光谱分析这样的仪器叫看谱镜二.光谱分析方法

2、根据分析的目的、要求与精度，光谱分析方法分为：根据仪器设备和检测手段，光谱分析方法分为：定性分析半定量分析定量分析看谱分析法摄谱法光电直度分析法看谱分析：利用看谱仪器对物质发射光谱进行观察、分析判断，以确定钢铁成分的一种分析方法。主要讨论利用看谱分析法对金属材料进行定性与半定量及复核钢材钢号的分析。三.定性分析：原子在激发状态下，每一种化学元素皆有其固定的辐射光谱，根据在光谱中出现某元素的谱线，来确定合金中含有该元素。定性分析主要是依据元素的原子特征光谱每种元素所产生的谱线有许多条，就某一原子来说只

3、能辐射某些固定波长的光，但是不是每一条谱线都可以用作定性分析的依据。四.原子结构和运动状态不同轨道上运动着的电子，各具有一定的能量．轨道不同其能量不同。距核越远的轨道上运动的电子，能量越大，在最外层轨道上运动的电子叫价电子。一个电子层又可分为一个或几个电子亚层,每一个电子亚层,有一个或几个不同方向的电子轨道。每个轨道能容纳二个自旋方向相反的电子。光的产生是由于这些价电子运动状态改变的结果。正常状态下，原子中的电子在最低能级的轨道上运动。这时，原于处于最低的能量状态—基态。五.原子的辐射1：激发当在正

4、负两极之间，加以足够的电压后，产生大量的电子和离子流即弧光放电，其外层电子将从原来的运动轨道跃迁到另一高能级轨道，这种能量的交付过程，称为“激发”。显然要使原子激发，必须从外部把足够的能量输入给被激发的原子，对原子输入能量的方法有几种，在任何一种实际光源中，多种激发现象都存在。以火焰、电弧、火花的及真空放电管等光源而论，快速粒子间相互碰撞（特别是快速电子对原子的冲击）是原子或离子激发的决定因素。如果原子获得了能量，电子就处在较高能级的轨道上运动，这时，原子处于较高的能级—激发态。价电子处于激发态时的

5、原子叫激发态原子。电子由一个能级过渡到另一能级，称为跃迁。2：原子的辐射其在每二个轨道间向回跃迁时，下降的这部分能量常以电磁辐射形式释放出来，即发射出光来。激发态原子是不稳定的，很快由高能级向低能级跃迁，在很短的时间内(约10-8s)就要恢复到正常状态（基态），电子由激发态轨道回到基态轨道或者几次在中间轨道停留，再回到基态轨道。由于原子轨道的能级是不连续的，因而电子跃迁时释放出的能量也是不连续的。其能量与光的波长有如下的关系：E2—E1=hc/E1—电子在离核较近的轨道上运动所具有的能量E2—电子

6、在离核较远的轨道上运动所具有的能量h——普郎克常数其值为6.62×10-34焦耳/秒λ——光的波长c——光速,其值为3×1010cm/秒由上式可知，所发光的波长也是不连续的，各轨道所具有的能量是一个定值，所以电子在两轨道间跃迁放出的能量是一个定值，故光的波长也是一个定值。上式中由于普朗克常数h和光速c均为常数，代入上式，则有：由此可见，谱线的波长仅与原子中两能级之间的能量差有关。所以只要知道两个能级之间的能量差，就可以求出电子在这两上能级之间跃迁时辐射光的波长。3：原子光谱和离子光谱如果赋于原子以足

7、够大的能量，可以使外层电子脱离原于体系，分裂成自由电子和离子。这种现象称为原子的电离。使原子发生电离所需要的能量，称为电离能；对应的电位差值，称为电离电位。离子光谱与原子光谱一样，都是线状光谱，同一元素的离子光谱与原子光谱是不同的。弧光光源发射的光谱中，原子谱线较多，离子谱线较少，因而原子线也称弧光线；火花光源发射的光谱中，原子谱线较少，离子谱线较多，因而离子线也称为火花线。在光谱学中，为了标明原子线和离子线，通常在元素符号后用罗马数字Ⅰ表示原子线，Ⅱ表示一线离子线，Ⅲ表示二级离子线。SiⅢ455.

8、30nm是硅原子二级离子线。4.共振线、灵敏线、最后线共振线：在图中，最低的激发态E1，又称为共振态，由共振态向基态跃迁所辐射的谱线称为共振线；共振态的激发所需能量最低，易于激发，其谱线强度亦最强。灵敏线：在原子光谱中激发电位低或易于激发的谱线（跃迁几率大的谱线）称为灵敏线--试样中某元素的含量很少时，即可出现的一些谱线。灵敏线多为一些共振线。最后线：当含量减少时，谱线数目也减少,剩下最后的几条谱线叫最后线。①这种消失，首先发生在激发能级较高的较暗线；而激发能级最低，