第六章原子发射光谱法教材ppt课件.ppt

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1、第六章原子发射光谱分析AtomicEmissionSpectroscopy(AES)6.1概述6.2基本原理6.3仪器6.4背景的扣除和基体效应的影响6.5分析方法6.6特点和应用教学目标与要求：掌握原子发射光谱法基本原理，对原子光射光谱仪器的结构、原理和各主要部件的作用有较深的理解，能运用原子发射光谱进行定性和定量分析，了解原子发射光谱法的应用范围。教学重点：原子发射光谱的基本原理、仪器的基本构造和各主要部件的作用，光谱定量分析的基本原理及有关计算。教学难点：谱线强度表达式，光谱定量分析关系式教学方法：讲解、练习6.1概述原

2、子发射光谱分析法是根据待测物质的气态原子或离子在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱的波长和强度进行定性、定量的分析方法。AES的分析步骤如下：(1)在激发光源中，将被测物质蒸发、解离、电离、激发，产生光辐射。(2)将被测物发射的复合光经分光装置色散成光谱。(3)通过检测器检测被测物质中元素光谱线的波长和强度，进行光谱定性和定量分析。AES的特点：（1）可对约70种元素进行分析(定性、半定量、定量);（2）适用于1%以下含量的组份测定;（3）检出限µg/g;精密度±10%;线性范围2

3、个数量级；（4）ICP-AES：检出限10-3—10-5µg/ml;精密度±1%；线性范围7个数量级；适用于高、中、低含量的元素;（5）是无机元素分析的有力工具.分析速度快，能进行多元素同时测定.不适于部分非金属元素的分析.AES的应用：在地质、冶金、机械、环境、生命及医学等领域得到广泛应用。ICP-AES对周期表中元素的检测能力（阴影面积表示使用的谱线数目；背景深浅表示检测限大小）6.2基本原理一、原子发射光谱的产生一般情况下，物质的原子处于基态，通过电致激发、热致激发等激发光源作用下，原子获得能量，外层电子从基态跃迁到较高

4、能态变为激发态，约经10-8s，外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁，能量以光辐射形式发射出去，这样就得到发射光谱。基态元素M激发态M*热能、电能E∆E＝hν＝h·c/λ相关名词：激发电位电离电位共振线主(第一)共振线原子线(Ⅰ)(一级或二级)离子线(Ⅱ或Ⅲ)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。原子发射光谱是线状光谱：1).激发电位（激发能）：原子中某一外层电子由基态激发到高能态所需要的能量，称该高能态为激发电位，以电子伏特（eV）表

5、示。2).电离电位（电离能）：把原子中外层电子电离所需要的能量，称为电离电位，以eV表示。3).共振线：原子中外层电子从基态被激发到激发态后，由该激发态跃迁回基线所发射出来的辐射线，称为共振线。跃迁回能量最低的基态所发射的辐射线，称为主共振线，而由最低激发态（第一激发态）跃迁回能量最低的基态所发射的辐射线，通常把第一共振线(具有最小的激发电位，因此最容易被激发，一般是该元素最强的谱线)。→最灵敏线→最后线→分析线。相关名词5).离子线（火花线）:原子在激发源中得到足够能量时，会发生电离。原子电离失去一个电子称为一次电离，一次电

6、离的离子再失去一个电子称为二次电离，依此类推。离子也可能被激发，其外层电子跃迁也发射光谱，这种谱线称为离子线。一次电离的离子发出的谱线，称为一级离子线，用罗马字“Ⅱ”表示。二次电离的离子发出的谱线，称为二级离子线，用罗马字“Ⅲ”表示。例如MgⅠ285.21nm为原子线，MgⅡ280.27nm为一次电离离子线。4).原子线（电弧线）：由原子外层电子被激发到高能态后跃迁回到基态或较低能态，所发射的谱线称为原子线，在谱线表图中用罗马字“Ⅰ”表示。（一）核外电子的运动状态原子外层有一个电子时：原子核外电子的运动状态可由四个量子数来描述

7、：主量子数n；角量子数l；磁量子数m；自旋量子数s；原子外层有多个电子时：由于核外电子之间存在着相互作用，其运动状态用主量子数n；总轨道角量子数L；总自旋量子数S；内量子数J描述；发生跃迁的电子一般为价电子。（二）光谱项原子的能量状态要用以主量子数n、总轨道角量子数L、总自旋量子数S、内量子数J为参数的光谱项或光谱支项来表征。4.2.2原子能级和能级图主量子数n决定电子的能量和电子离核的远近。总轨道角量子数L其数值为外层价电子角量子数l的矢量和，即L=li各外层价电子角动量的相互作用，按照一定的方式偶合成原子总的量子化轨道角

8、动量，对于具有两个价电子的原子，可取下列数值：L=

9、l1+l2

10、，

11、l1+l2-1

12、，······，

13、l1-l2

14、分别用S，P，D，F······，表示:L=0，1，2，3，······，例：碳原子，基态的电子层结构(1s)2(2s)2(2p)2，两个外层2p电子：l1=l2