仪器分析第七章原子吸收光谱

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1、第七章原子发射光谱分析(AES)7.1光学分析法概述7.3光谱分析仪器简介7.4光谱定性分析7.2AES基本原理7.5光谱定量分析7.6光谱半定量分析7.7AES分析的特点和应用本章基本要求了解光分析法的分类方法及基本特征；熟悉电磁辐射的基本性质、原子光谱的产生条件；了解原子发射光谱仪器类型、特点，熟悉其结构流程；掌握谱线强度-浓度的定量关系；掌握原子发射光谱的定性定量方法与应用。光学分析法是建立在物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用基础之上的各种分析方法的统称。7.1.1电磁辐射的基本性质电

2、磁辐射具有波粒二重性，可以用波动力学统一起来。光子动量p=hν/c=h/λ能量E=hν=hc/λ=hcσ当原子中的电子在不同能级中发生跃迁时，其吸收或放出的能量如果用光的形式放出，则ΔE=hυ7.1光学分析法概述电磁波谱表波谱区名称波长范围波数cm-1频率Hz量子跃迁类型光学方法γ射线10-4~10-3nm1×1011~1×10103×1021~3×1020核能级跃迁γ射线光谱、穆氏堡尔光谱ｘ射线10-3~10nm1×1010~1×1063×1020~3×1016内层电子能级跃迁ｘ射线光谱法光学光谱

3、区远紫外光近紫外光可见光近红外光中红外光远红外光10~200nm200~400nm400~750nm0.75~2.5μm2.5~50μm50~1000μm1×106~5×1045×104~2.5×1042.5×104~1.3×1041.3×104~40004000~200200~103×1016~1.5×10151.5×1015~7.5×1017.5×1014~4.0×10144.0×1014~1.2×10141.2×1014~6.0×10126.0×1012~1011原子和分子外层电子跃迁紫外光谱

4、法比色和可见分光光度法分子振动能级跃迁红外光谱法分子转动及低能级振动跃迁微波0.1~100cm10~0.011011~108分子转动、电子自旋磁能级跃迁微波谱、顺磁共振光谱射频1~1000m10-2~10-5108~105核自旋磁能级跃迁核磁共振光谱法光学光谱区远紫外光近紫外光可见光近红外光中红外光远红外光10~200nm200~400nm400~750nm0.75~2.5μm2.5~50μm50~1000μm1×106~5×1045×104~2.5×1042.5×104~1.3×1041.3×10

5、4~40004000~200200~10原子和分子外层电子跃迁紫外光谱法可见分光光度法分子振动能级跃迁红外光谱法分子转动及低能级振动跃迁7.1.2光学分析法的分类通过测量原子或分子的特征发射光谱来研究物质结构和测定其化学组成的方法，称为发射光谱法。利用物质的特征吸收光谱进行分析的方法称为吸收光谱法。根据分子的特征拉曼散射光谱来研究物质的结构和测定化学成分的方法，成为拉曼散射光谱法。7.1.3光学光谱法所用仪器光学光谱仪器基本上都由五部分组成：光源；单色器；样品池；检测器；信号显示系统。发射光谱仪吸收

6、光谱仪荧光和散射光谱仪在一般情况下，原子处于能量最低的稳定状态，这种状态称为基态。但当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，原子获得了能量，使原子中外层电子从基态跃迁到更高的能级上，处于这种状态的原子称为激发态。7.2原子发射光谱分析的基本原理AES是根据待测物质的气态原子被激发时所发射的特征线状光谱的波长及其强度来测定物质的元素组成和含量的一种分析技术。简称为发射光谱分析法。原子发射光谱的产生第一步：使组成物质的分子离解为原子。物质→气态→原子状态（分子原子之间作用力可忽略）。第二步：使原子

7、被激发（受激原子才可能发射出特征的原子线光谱）。将原子中的一个外层电子从基态激发至激发态所需要的能量称为激发电位（Ei），以电子伏特（eV）为单位表示。原子受激时发出的谱线，称为“原子谱线”。把原子中的外层电子激发至无穷远处，使原子成为带正电荷的离子，这种过程称为电离。使原子电离所需要的最小能量，称为电离电位（U）。这些离子中的外层电子也能被激发，其所需要的能量即为相应离子的激发电位。电离原子受激时发出的谱线，称为“离子谱线”。所需能量等于电离电位加激发电位。谱线的频率与能级差的关系服从普朗克公式：

8、ΔE=E2-E1=hν=hc/λ=hcσ结论：（1）不同元素的原子，由于结构不同，发射谱线的波长也不相同，故谱线波长是定性分析的基础。物质含量愈多，原子数愈多，则谱线强度愈强，故谱线强度是定量分析的基础。（2）原子可产生一系列不同波长的特征光谱或谱线组。这些谱线按一定的顺序排列，并保持一定的强度比例。（3）原子的各个能级是不连续的（量子化的），电子的跃迁也是不连续的，所以原子光谱是线状光谱。7.3光谱分析仪器简介原子发射光谱分析仪器的类型有多种，如：火焰发射光谱、微波