仪器分析-第六章 原子发射光谱-zcq-2.ppt

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1、第二节原子发射光谱法基本原理三、谱线自吸与自蚀self-absorptionandselpreversalofspectrumlinebasicprincipleofAES一、原子发射光谱的产生formationofAES二、谱线强度spectrumlineintensity2021/9/15一、原子发射光谱的产生在正常状态下，物质的原子处于基态，在受到热（火焰）或电（电火花）作用时，原子由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱。特征辐射基态原子M激发态M*热能、电能E2021/9/15AtomModel原子

2、形态2021/9/15原子光谱是由原子外层电子在不同能级间的跃迁而产生的。不同的元素,其原子结构不同，原子的能级状态不同，因此，原子发射谱线的波长也不同，每种元素都有其特征光谱，这是光谱定性分析的依据。2021/9/15原子发射光谱的产生原子发射光谱的产生有两个条件一、原子处于气相状态只有在气态时原子之间的相互作用可忽略,并且原子能量变化的不连续性才能得到反映，受激原子才可能发射出特征的原子线状光谱。因此原子处于气态是得到它们特征线状光谱的首要条件。二、原子必须被激发通过电(热)能等激发能作用，基态原子获得能量，外层电子

3、从基态跃迁到较高能级，处于激发态。激发态的原子十分不稳定，约10-8s，外层电子从高能级向较低能级或基态跃迁，多余的能量发射便可得到一条光谱线。2021/9/15Na能级图由各高能级跃迁到低能级时发射的一系列光谱线；2021/9/15K元素的能级图2021/9/15Mg元素的能级图2021/9/15原子线和离子线原子谱线表：I表示原子发射的谱线；II表示一次电离离子发射的谱线；III表示二次电离离子发射的谱线；MgI285.21nm、MgII279.55nm、MgⅢ182.89nm原子线：原子被激发发射的谱线；离子线：原

4、子获得足够的能量产生电离,失去电子，称离子，离子由激发态到基态的跃迁；主共振线：第一激发态到基态的跃迁，最易发生，能量最小非共振线：激发态与激发态之间跃迁形成的谱线；共振线：激发态跃迁到基态产生的谱线；2021/9/15二、谱线强度spectrumlineintensity原子由某一激发态i向低能级j跃迁，所发射的谱线强度与激发态原子数成正比。在热力学平衡时，单位体积的基态原子数N0与激发态原子数Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：发射谱线强度：Iij=NiAijhij2021/9/15（一）谱线强度表达式谱线强度：

5、单位时间内从光源辐射出来的某波长的光能量的多少。谱线强度Iij∝N0∝N∝C发射光谱定量分析依据。2021/9/15（1）激发电位Ei：指原子中一个外层电子从基态跃迁到激发态，所需的最小能量。Iij与Ei呈负指数关系，某元素的Ei越低，同等条件下Iij越大，∴Ei最小的主共振线是最强线；（二）影响谱线强度的因素2021/9/15（2）跃迁概率Aij：跃迁——指原子的外层电子由高能级返回低能级发射光辐射的过程；跃迁概率——电子在两特定能级间Ei、Ej的跃迁，占所有可能跃迁中的概率。Iij∝Aij（3）统计权重g：Iij∝g

6、，g与能级的简并度有关。2021/9/15（4）激发温度T：T↗、Iij↗，但由于温度↗，一些原子被电离，中性原子数↘，导致原子线强度↘。∴温度应适当2021/9/15三、谱线的自吸与自蚀自吸：光源中心发射的辐射被边缘的同种基态原子吸收，使辐射强度降低的现象。自蚀：元素浓度低时，不出现自吸。随浓度增加，自吸越严重，当达到一定值时，谱线中心完全吸收，如同出现两条线，这种现象称为自蚀。谱线表：r：自吸；R：自蚀2021/9/15