物質(zhì)成份的光譜分析(編輯修改稿)
2025-06-18 21:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)射的譜線各有其特征性，可以根據(jù)元素的特征譜線進(jìn)行定性分析，根據(jù)譜線的強(qiáng)度與物質(zhì)含量的關(guān)系進(jìn)行定量分析。 熒光光譜 實(shí)質(zhì)上是一種發(fā)射光譜，它的產(chǎn)生是由于某些物質(zhì)的分子或原子在輻射能作用下躍遷至激發(fā)態(tài)，在返回基態(tài)的過程中，先以無輻射躍遷的形式釋放出部分能量，回到第一電子激發(fā)態(tài)，然后再以輻射躍遷回到基態(tài)，由此產(chǎn)生的光譜稱為熒光光譜。 熒光光譜分為分子熒光光譜和原子熒光光譜。 c. 散射光譜 當(dāng)物質(zhì)分子吸收了頻率較低的光能后，并不足以使分子中的電子躍遷到電子的激發(fā)態(tài)，而只是上升到基態(tài)中較高的振動(dòng)能級(jí)上去，若 在 1015 s~1012 s返回到原能級(jí)，此時(shí)輻射出和激發(fā)光相同 波長的光，稱為瑞利散射 ；若返回到較原能級(jí)稍高或稍低的振動(dòng)能級(jí)上，輻射出較激發(fā)光波長稍長或稍短的光，稱為 拉曼散射 。散射出較激發(fā)光波長稍長的光叫 紅伴線 ，稍短的叫 蘭伴線 。 3． 光譜分析的發(fā)展簡史 光譜分析法是基于物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射及電磁輻射與物質(zhì)的相互作 用而建立起來的分析方法。 光譜分析發(fā)展較早，建立于 19世紀(jì) 60年代， 20世紀(jì) 30年代得到迅速發(fā)展。 20世紀(jì) 40年代中期，由于電子學(xué)中光電倍增管的出現(xiàn)，促使了原子發(fā)射光譜分析法、紅外光譜法、紫外 可見分光光度法、 X射線熒光光譜法的發(fā)展。 20世紀(jì) 50年代原子物理學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了原子吸收分光光度法、原子熒光分光光度法的興起。 20世紀(jì) 60年代等離子體、傅里葉變換和激光技術(shù)的出現(xiàn)，促進(jìn)了光譜分析的深入發(fā)展。 20世紀(jì) 70年代 出現(xiàn)了等離子體 原子發(fā)射光譜分析法，傅里葉變換紅外光譜法和激光光譜法等一系列分析技術(shù)。 值得一題的是 20世紀(jì) 70年代發(fā)展起來的激光共振電離光譜法 (Laser resonance ionization spectroscopy, RIS)，它的靈敏度達(dá)到了極限，可以檢測單個(gè)原子。 4. 光譜分析方法的分類 根據(jù)物質(zhì)對不同波譜區(qū)輻射能的吸收和發(fā)射，建立了不同的光譜分析方法。 表 13列出了常見光譜分析方法及其主要用途 。 表 13 光譜分析方法及其主要用途 方 法 名 稱 輻射能作用的物質(zhì) 主 要 用 途 紫外 可見分光光度法 分子外層價(jià)電子 微量單元素或分子定量 原子吸收分光光度法 氣態(tài)原子外層電子 痕量單元素定量 紅外光譜法 分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng) 結(jié)構(gòu)分析及有機(jī)物定性定量 原子發(fā)射光譜法 氣態(tài)原子外層電子 微量元素連續(xù)或同時(shí)定性定量 原子熒光光譜法 氣態(tài)原子外層電子 微量單元素定量 X射線熒光光譜法 原子內(nèi)層電子 常量元素定性定量 熒光光譜法 分子 微量單元素或分子定量 光電子能譜法 原子或分子 表面及表層定性定量 本課程主要討論的內(nèi)容包括： ? 紫外 可見分子吸收光譜法 ? 分子熒光發(fā)射光譜法 ? 原子吸收光譜法 ? 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法 ? X射線 原子熒光發(fā)射光譜法 ? 光譜分析的特點(diǎn) 1．主要特點(diǎn) （ 1）操作簡單、分析快速 例：對于巖石 、礦物試樣，可以不經(jīng)任何前處理，就能同時(shí)對幾十種金屬元素進(jìn)行全分析，并給出半定量數(shù)據(jù)，因此在地質(zhì)普查中得到了廣泛的應(yīng)用。 這方面的儀器首推原子發(fā)射光譜法和 X射線 原子 熒光光譜法。 （ 2） 選擇性好 例如：對于一些化學(xué)性質(zhì)相近的元素如：鈮、鉭；鋯、鉿；銣和銫，尤其是稀土元素，用一般化學(xué)分析法難以分別測定，只能測定其總量。 而原子發(fā)射光譜法和 X射線 原子 熒光光譜法卻能比較容易地進(jìn)行個(gè)別測定。 （ 3）靈敏度高 光譜分析法的靈敏度與儀器設(shè)備條件、試樣處理方法、試樣的組成及被測元素的性質(zhì)有關(guān)。 一般進(jìn)行直接測定，相對靈敏度可達(dá)~10 ?g /g；絕對靈敏度可達(dá) 1?108~1? 109 g。 如果預(yù)先進(jìn)行化學(xué)富集及物理濃縮，相對靈敏度可達(dá) ng /g級(jí)；絕對靈敏度可達(dá)1?1
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