原子發(fā)射光譜分析final-展示頁
2025-05-08 05:05本頁面
【正文】 和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重之比成正比 。設(shè) i、 j兩能級之間的躍遷所產(chǎn)生的譜線強度 Iij表示，則 Iij = NiAijhnij 式中 Ni為單位體積內(nèi)處于激發(fā)態(tài) i的原子數(shù)， Aij為 i、 j兩能級間的躍遷幾率 ， h為普朗克常數(shù)， nij為發(fā)射譜線的頻率。 9 Na 能級圖 由各種高能級躍遷到同一低能級時發(fā)射的一系列光譜線 。 原子獲得足夠的能量 (電離能 )產(chǎn)生電離 ,失去一個電子 ， 稱為一次電離 。 一、原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生 特征輻射 基態(tài)元素 M 激發(fā)態(tài) M* 熱能、電能 ?E 6 線光譜 原子光譜 ＜＞ 原子結(jié)構(gòu) ＜＞ 原子結(jié)構(gòu)理論＜＞ 新元素 Absorption Emission hn ?E = hn = hc/l E0, ground state E1,The first excitation state E2, the second excitation state 7 ? 原子發(fā)射光譜的波長取決于躍遷前后兩能級的能量差 ， 即 ΔE = E*E = hc/λ= hn 或 λ= hc/ΔE ? 不同的元素其原子結(jié)構(gòu)不同 ， 原子的能級狀態(tài)不同 ， 電子在不同能級間躍遷所放出的能量不同 ， 原子發(fā)射譜線的波長不同 ? 同一種元素有許多條發(fā)射譜線 ， 最簡單的 H已發(fā)現(xiàn)譜線 54條 ， Fe元素譜線 4~5千條 ， 每種元素有特征譜線 —— 定性分析的依據(jù) 8 二、原子的共振線與離子的電離線 原子由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷所發(fā)射的譜線稱為 共振線 。g1均可測定 —— 不同的原子產(chǎn)生不同的特征 譜線不需分離可同時測定多種元素 ， 測定范圍廣 缺點： 相對分析法 ， 需要有標(biāo)準(zhǔn)樣品對照 三 、 特點 5 167。 4 167。 2. 由激發(fā)態(tài)返回低能級態(tài) ， 輻射出不同特征波長的光 ， 將被測定物質(zhì)發(fā)射的復(fù)合光經(jīng)分光裝置色散成光譜 。 71 概述 一 、 定義 在光學(xué)分析法中，該法發(fā)展和應(yīng)用最早 3 167。1 原子發(fā)射光譜分析 Atomic Emission Spectrometry, AES 2 根據(jù)待測物質(zhì)的 氣態(tài)原子或離子 受激發(fā)后所發(fā)射的特征光譜的 波長及其強度 來測定物質(zhì)中元素組成和含量的分析方法 。 167。 71 概述 二 、 發(fā)射光譜分析的基本過程 1. 在激發(fā)光源中將被測物質(zhì) 蒸發(fā) ， 激發(fā) 。 3. 據(jù)光譜的譜線位置進(jìn)行光譜定性分析 ，據(jù)譜線強度進(jìn)行光譜定量分析 。 71 概述 優(yōu)點： —— 對大多數(shù)金屬及部分非金屬 元素含量低至 ?g 72 原子發(fā)射光譜分析的基本原理 在正常狀態(tài)下 ， 元素處于基態(tài) ， 元素在受到熱 (火焰 )或電 (電火花 )激發(fā)時 ， 由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時 ， 發(fā)射出 特征光譜 （ 線狀光譜 ） 。 在共振線中 ， 從第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所發(fā)射的譜線 稱為 第一共振線 (或主共振線 )， 能量最小 ， 最易發(fā)生 ， 強度最強 。 電離線： 離子由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷 (離子發(fā)射的譜線 ) 原子譜線表： I 表示原子發(fā)射的譜線； II 表示一次電離離子發(fā)射的譜線； III表示二次電離離子發(fā)射的譜線； Mg： I nm 原子線； II nm一次電離離子線； 原子中某一外層電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需要的能量稱為 激發(fā)電位。 10 原子由某一激發(fā)態(tài) i 向低能級 j 躍遷，所發(fā)射的譜線強度與激發(fā)態(tài)原子數(shù)成正比。 三、譜線強度 11 若激發(fā)是處于熱力學(xué)平衡的狀態(tài)下 ， 分配在各激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)目 Ni 、 N0 ， 應(yīng)遵循統(tǒng)計力學(xué)中麥克斯韋 玻茲曼分布定律 。 （ 2） 躍遷幾率 譜線強度與躍遷幾率成正比 。 kTEijieNhAggI??????? 0ij0iij n13 （ 3） 激發(fā)電位 譜線強度與激發(fā)電位成負(fù)指數(shù)關(guān)系 。 激發(fā)電位最低的共振線通常是強度最大的線 。 但溫度升高 ，電離的原子數(shù)目也會增多 ， 而相應(yīng)的原子數(shù)減少 ，致使原子譜線強度減弱 ， 離子的譜線強度增大 。 在一定的條件下 ， 基態(tài)原子數(shù)與試樣中該元素濃度成正比 。 15 四、譜線的自吸和自蝕 在一般光源中 ， 是在弧焰中產(chǎn)生的 ， 弧焰具有一定的厚度 ， 如下圖： 弧焰中心 a的溫度最高 ， 邊緣 b的溫度較低 。 a b 16 原子在高溫時被激發(fā) ， 發(fā)射某一波長的譜線 ，而處于低溫狀態(tài)的同類原子又能吸收這一波長的輻射 ， 這種現(xiàn)象稱為 自吸現(xiàn)象 。 弧層越厚 ， 弧焰中被測元素的原子濃度越大 ，則自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重 。 當(dāng)自吸現(xiàn)象非常嚴(yán)重時 ， 譜線中心的輻射將完全被吸收 ，這種現(xiàn)象稱為 自蝕 。 73 光譜分析儀器 原子發(fā)射光譜儀通常由三部分構(gòu)成： 1. 光源 2. 分光系統(tǒng) （ 光譜儀 ） 3. 觀測系統(tǒng) 發(fā)射光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖 19 作用：提供使試樣變成原子蒸氣和使原子激發(fā)所需要的能量。 一、光源 20 目前常用的光源： 1. 電弧 2. 高壓火花 3. 等離子體 4. 激光微探針激發(fā)光源 21 1. 電弧 — 在大氣壓下兩電
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