本科仪器分析课件-第1节 原子发射光谱分析基本原理2009.pptVIP

第五章 原子发射光谱分析法 一、概述 generalization 二、原子发射光谱的产生 formation of atomic emission spectra 三、谱线强度 spectrum line intensity 四、谱线自吸与自蚀 self-absorption and selp reversal of spectrum line 一、概述 generalization 原子发射光谱分析法的特点: 二、原子发射光谱的产生 formation of atomic emission spectra 原子能级及能级图 在原子光谱中，主要是研究是由原子外层的价电子在两能级间跃迁，对于具有多个价电子的原子，则需要考虑原子外层电子间的相互作用，此时整个原子的运动状态，可用n,L，S,J四个量子数来描述，当n,L，S,J确定后，原子便处于某一确定的状态。在光谱穴上，常用光谱项n2S+1LJ 来表示原子所处的状态，即原子所处的能级，各量子数意义如下： 原子的共振线与离子的电离线 三、谱线强度 spectrum line intensity 谱线强度 四、谱线的自吸与自蚀 self-absorption and self reversal of spectrum line 内容选择 * * 第一节 原子发射光谱分析基本原理 atomic emission spectrometry,AES basic principle of AES 原子发射光谱分析法（atomic emission spectroscopy ，AES）：元素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，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 1859年，基尔霍夫(Kirchhoff G R)、本生(Bunsen R W) 研制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验； 1930年以后，建立了光谱定量分析方法； 原子光谱 ＜＞ 原子结构 ＜＞ 原子结构理论＜＞ 新元素 在原子吸收光谱分析法建立后，其在分析化学中的作用下降，新光源(ICP)、新仪器的出现，作用加强。 (1)可多元素同时检测 各元素同时发射各自的特征光谱； (2)分析速度快 试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析(光电直读仪)； (3)选择性高 各元素具有不同的特征光谱； (4)检出限较低 10～0.1?g?g-1(一般光源)；ng?g-1(ICP） (5)准确度较高 5%～10% (一般光源）； 1% (ICP) ； (6)ICP-AES性能优越 线性范围4～6数量级，可测高、中、低不同含量试样； 缺点：非金属元素不能检测或灵敏度低。 在正常状态下，元素处于基态，元素在受到热（火焰）或电（电火花）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（线状光谱）； 特征辐射 基态元素M 激发态M* 热能、电能 ?E ? 特征谱线 { 波长λ：定性分析 强度I：定量分析 ? 原子发射光谱只能用来确定物质的元素组成与含量，不能给出分子的有关信息。 * 一 原子光谱的产生 （一）原子的壳层结构 电子运动状态的描述 主量子数 n 描述电子在那一个电子层上运动（n=1，2，3，4 )， 角量子数 l 描述电子云的形状（l=0，1，2，3，对应的电子云符号为s, p,d,f ) 磁量子数 ml描述电子云在空间的伸展方向，（m=0,±1,±2,±3…）， 自旋磁量子数 ms描述电子的自旋ms=±1/2） 。 基态Na原子的核外电子排布： (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1 L：总角量子数， 其数值为外层价电 子角量子数 l 的矢量和，即 L = Σli 如两个价电子耦合，L的取值为: L = l1+l2,(l1+l2-1)，(l1+l2-2)，…，︱l1-l2︱ L的取值范围： 0, 1, 2, 3, … 相应的符号为：S, P, D, F，… S：总自旋。其值为个别价电子自旋s(其值为 )的矢量和。 当电子数为偶数时， S 取零或正整数 0，1，… 当电子数为基数时， S 取正的半整数1/2，3/2, … J：内量子数。其值为各个价电子组合得到的总角量子数 L与总自旋 S的矢量和。 若L≥S，则J有(2S+1)个值； 若L＜S，则J有(2L+1)个值。 ? J 的取值范围： L + S, (L + S – 1), (L + S – 2), …, L - S