为什么各种原子都有其特征谱线ppt课件
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原子的光谱分析与谱线的特征解析
原子的光谱分析与谱线的特征解析光谱分析是一种重要的科学方法，通过对物质发射、吸收光的特性进行研究，可以了解物质的组成、结构和性质。
而原子的光谱分析则是光谱分析的重要分支之一，它通过研究原子在不同能级间的跃迁所产生的谱线，揭示了原子的内部结构和性质。
在原子的光谱分析中，谱线是一种重要的特征。
谱线是由原子在不同能级间跃迁时所产生的特定频率的光线。
每个原子都有一组特定的能级，当原子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射特定频率的光线。
这些特定频率的光线就构成了原子的光谱，也被称为谱线。
原子的谱线具有一些独特的特征，可以通过这些特征来解析原子的结构和性质。
首先，谱线的位置可以反映原子的能级结构。
不同元素的原子具有不同的能级结构，因此它们的谱线位置也不同。
通过测量谱线的位置，我们可以确定原子的成分和组成。
其次，谱线的强度可以反映原子的跃迁概率。
原子从一个能级跃迁到另一个能级的概率取决于两个能级之间的能量差、原子的密度和温度等因素。
因此，谱线的强度可以提供关于原子的跃迁概率和原子的状态信息。
此外，谱线的形状和宽度也包含了有关原子的信息。
谱线的形状可以受到多种因素的影响，例如原子的速度分布、相互作用和碰撞等。
通过研究谱线的形状和宽度，我们可以了解原子的运动状态和相互作用方式。
除了这些基本特征外，原子的谱线还可以通过一些高级技术进行进一步的解析。
例如，通过测量谱线的偏振性质，可以了解原子的自旋和轨道角动量等信息。
通过测量谱线的时间延迟，可以研究原子的寿命和衰变过程。
通过测量谱线的频率变化，可以研究原子与外界环境的相互作用。
总之，原子的光谱分析是一种重要的科学方法，通过研究原子的谱线特征，可以揭示原子的内部结构和性质。
谱线的位置、强度、形状和宽度等特征都包含了有关原子的信息，通过对这些特征的解析，我们可以深入了解原子的性质和行为。
随着科学技术的不断发展，原子的光谱分析将在更广泛的领域中发挥重要作用，推动科学研究和技术创新的进展。
分析化学二第3章原子发射光谱法PPT
l = 0, 1, 2, ……，(n-1)
轨道符号: s p d
二、能级图与光谱项——光谱项
基本原理
（1）核外单电子运动状态的描述
磁量子数（m ） 描述电子云在空间的不同取向
m = 0, ±1, ±2, …… ±l （即 m 共有2l ±1个取值）
自旋量子数（s ） 描述电子的自旋情况
s= 1
2
或
共有2L+1个值
二、能级图与光谱项——光谱项
（3）光谱项符号 作 用： 用来表示原子中电子特定的能级
一个光谱项符号代表原子的一个能级
基本原理
表示方法：
谱线多重性符号
主量子数
n 2S 1LJ
总角量子数（用S、P、D…表示） 内量子数, 代表不同的光谱支项
二、能级图与光谱项——光谱项
基本原理
写出基态Na的光谱项符号
2、理想的光源条件
（） （） （） （） （） （）
二、AES中的光源
3、AES中常用的光源
经典光源
原子发射光谱仪
现代光源
原子发射光谱仪
二、AES中的光源
与光源相关的几个重要概念
击穿电压：使电极间击穿而发生自持放电的最小电压。 自持放电：电极间的气体被击穿后，即使没有外界的
电离作用，仍能继续保持电离，使放电持 续的现象。
1.988 10 23 J cm 5893 10 8 cm
3.37 10 19 J
（2）求gJ 和g0
Na的基态3s的光谱项为 32 S1/ 2
g0
(2J 1) 2 1 1 2
2
Na的激发态3p的光谱项为 32 P1/ 2 和 32 P3/ 2
gi
(2J 1) (2 1 1) (2 3 1) 6
轨道符号: s p d
二、能级图与光谱项——光谱项
基本原理
（1）核外单电子运动状态的描述
磁量子数（m ） 描述电子云在空间的不同取向
m = 0, ±1, ±2, …… ±l （即 m 共有2l ±1个取值）
自旋量子数（s ） 描述电子的自旋情况
s= 1
2
或
共有2L+1个值
二、能级图与光谱项——光谱项
（3）光谱项符号 作 用： 用来表示原子中电子特定的能级
一个光谱项符号代表原子的一个能级
基本原理
表示方法：
谱线多重性符号
主量子数
n 2S 1LJ
总角量子数（用S、P、D…表示） 内量子数, 代表不同的光谱支项
二、能级图与光谱项——光谱项
基本原理
写出基态Na的光谱项符号
2、理想的光源条件
（） （） （） （） （） （）
二、AES中的光源
3、AES中常用的光源
经典光源
原子发射光谱仪
现代光源
原子发射光谱仪
二、AES中的光源
与光源相关的几个重要概念
击穿电压：使电极间击穿而发生自持放电的最小电压。 自持放电：电极间的气体被击穿后，即使没有外界的
电离作用，仍能继续保持电离，使放电持 续的现象。
1.988 10 23 J cm 5893 10 8 cm
3.37 10 19 J
（2）求gJ 和g0
Na的基态3s的光谱项为 32 S1/ 2
g0
(2J 1) 2 1 1 2
2
Na的激发态3p的光谱项为 32 P1/ 2 和 32 P3/ 2
gi
(2J 1) (2 1 1) (2 3 1) 6
《分析化学》PPT课件
积分吸收与峰值吸收
• 锐线光源： 所发射谱线与原子化器中待测元素所吸收谱线中心频率（ν0）
一致，而发射谱线半宽度（ΔνE）远小于吸收谱线的半宽度 （ ΔνA ）。
原子吸收光谱法的特点
选择性好：空心阴极灯作锐线光源，光 谱干扰小。
灵敏度高：适应于微量与痕量金属与 类金属分析。石墨炉原子化法，10-10～10-14水平。
精密度高。操作方便和快速。 应用范围广：分析不同含量、不同性质、不 同状态的元素。 局限性：不适于多元素混合物的定性分析， 难以原子化的元素分析灵敏度低。
在原子光谱中的带光谱和连续光谱
• 当获得原子的线光谱时，除观察到线光谱外，还会出现带光谱和连 续辐射。
• 连续辐射来源于原子化介质中的热微粒物质产生的热辐射。等离子 体，电弧，火花也会产生带光谱和连续辐射。
原子吸收分光光度计
仪器结构与工作原理 原子化系统 原子吸收分光光度计的性能指标
仪器结构与工作原理
锐线光源 原子化器
单色器 检测器 计算机工作站
空心阴极灯（HLC）
火焰原子化器（FAAS） 石墨炉原子化器（GFAAS） 氢化物原子化器（HGAAS） 平面衍射光栅 中阶梯光栅二维色散系统
光电倍增管（PMT）
包括雾粒的脱溶剂、蒸发、解离等阶段。 大部分分子解离为气态原子。
火焰原子化
火焰原子化器 火焰的类型 火焰的构造及其温度分布 自由原子在火焰中的空间分布 燃气和助燃气的比例
火焰的类型
• 当空气作为助燃气时，由不同燃气获得的火焰温度在1 700～2 400 ℃。仅仅能够原子化那些易分解的试样。
• 对难熔的试样，必须采用氧或氮氧化合物作为助燃气进行原子化。
光源的调制也可用稳定的直流电供给空心 阴极灯，在空心阴极灯和火焰之间插入一个切 光器，进行机械调制。
PPT原子吸收光谱法分析原理和方法PPT课件PPT54页
AAS 分析时，待测物浓度很低，该变宽可勿略。
❖ 外界压力增加——谱线中心频率0位移、形状和宽度发生变化—— 发射线与吸收线产生错位——影响测定灵敏度；
❖ 温度在1500-30000C之间，压力为1.01310-5Pa ——热变宽和压变宽 有相同的变宽程度；
❖ 火焰原子化器——压变宽为主要；石墨炉原子化器——热变宽为主 要。
第6页，共54页。
根据吸收定律的表达式，以 I~ 和 K- 分别作图得吸收强度与频 率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。
K0
K0/2 I0
I K
0
I~ （吸收强度与频率的关系）
0
K~ （谱线轮廓）
图中：
K—吸收系数；K0—最大吸收系数； 0，0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ，—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度）；
电流越大，光强越大，但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气 体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。 问题：为什么HCL会产生低背景的锐线光源？ 答：低压－原子密度低，Lorentz Broadening小；小电流－温度低Doppler Broadening 小，故产生锐线光源！惰性气体难于激发且谱线相对简单——低背景。
K0
1
D
ln 2 e2 mc
N0 f
1
D
ln 2 e2 (c) f mc
A KcL
上式表明，当用锐线光源作原子吸收测定时，所得A与原子蒸气中待测元素的基态 原子数成正比。
第15页，共54页。
3. 锐线光源 根据Walsh的两点假设，发射线必须是“锐线”（半宽度很小的谱线）。
发射线
吸收线
I
形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最
❖ 外界压力增加——谱线中心频率0位移、形状和宽度发生变化—— 发射线与吸收线产生错位——影响测定灵敏度；
❖ 温度在1500-30000C之间，压力为1.01310-5Pa ——热变宽和压变宽 有相同的变宽程度；
❖ 火焰原子化器——压变宽为主要；石墨炉原子化器——热变宽为主 要。
第6页，共54页。
根据吸收定律的表达式，以 I~ 和 K- 分别作图得吸收强度与频 率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。
K0
K0/2 I0
I K
0
I~ （吸收强度与频率的关系）
0
K~ （谱线轮廓）
图中：
K—吸收系数；K0—最大吸收系数； 0，0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ，—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度）；
电流越大，光强越大，但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气 体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。 问题：为什么HCL会产生低背景的锐线光源？ 答：低压－原子密度低，Lorentz Broadening小；小电流－温度低Doppler Broadening 小，故产生锐线光源！惰性气体难于激发且谱线相对简单——低背景。
K0
1
D
ln 2 e2 mc
N0 f
1
D
ln 2 e2 (c) f mc
A KcL
上式表明，当用锐线光源作原子吸收测定时，所得A与原子蒸气中待测元素的基态 原子数成正比。
第15页，共54页。
3. 锐线光源 根据Walsh的两点假设，发射线必须是“锐线”（半宽度很小的谱线）。
发射线
吸收线
I
形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最
原子具有特征谱线的原因及其应用1(1)(1)
巴尔末系
n 1
赖曼系
13 .6 eV
综上所述，氢原子光谱有如下规律：
• （1）谱线的波数有两个光谱项之差决定：
~ T(m) T(n)
• （2）当m保持定值，n取大于m的整数时，可给出同一 光谱系的各条谱线的波数。
• （3）改变m数值，可给出不同的光谱线系。
以后将会看到，这三条规律对所有原子光谱都适用， 所不同的只是各原子的光谱项的具体形式各有不同而已。
• 史久英等采用火焰原子吸收光谱法对陇南 市宕昌县、岷县、武都区的32个无公害中 药材基地土壤中Hg、As、Pb、Cd、Cr的含 量进行监测。结果显示，该区域的土壤中 虽然存在不同程度的污染，但32个土壤样 品中重金属含量均在无公害农产品基地环 境的限量指标内，均符合国家无公害中药 材环境质量标准，适宜中药材生产
原子吸收光谱法在土壤重金属污染评价中的应用实例
• 土壤是人类生存的物质基础，是从事农业 生产不可替代的生产资料。随着我国城市 化进程加快和工业的发展，土壤遭到不同 程度的污染。工业废渣、废气中重金属的 扩散、沉降、累积，含重金属废水灌溉农 田，以及含重金属农药、磷肥的大量施用， 是造成土壤的重金属污染的主要原因。
主线系：从高p态向最低s态跃迁产生； np 2s
锐线系：从高s态向最低p态跃迁产生； ns 2p
（又称第二辅线系）
漫线系：从高d态向最低p态跃迁产生； nd 2p
（又称第一辅线系）
基线系： 从高f态向最低d态跃迁产生。 nf 3d
（又称柏格曼系）
0 10000 20000 30000
s
p
=0
2.分类
发射光谱（亮线） 原 子 光 谱
吸收光谱 （暗线）
发射光谱和吸收光谱是 元素的特征，称为特征 谱线。
n 1
赖曼系
13 .6 eV
综上所述，氢原子光谱有如下规律：
• （1）谱线的波数有两个光谱项之差决定：
~ T(m) T(n)
• （2）当m保持定值，n取大于m的整数时，可给出同一 光谱系的各条谱线的波数。
• （3）改变m数值，可给出不同的光谱线系。
以后将会看到，这三条规律对所有原子光谱都适用， 所不同的只是各原子的光谱项的具体形式各有不同而已。
• 史久英等采用火焰原子吸收光谱法对陇南 市宕昌县、岷县、武都区的32个无公害中 药材基地土壤中Hg、As、Pb、Cd、Cr的含 量进行监测。结果显示，该区域的土壤中 虽然存在不同程度的污染，但32个土壤样 品中重金属含量均在无公害农产品基地环 境的限量指标内，均符合国家无公害中药 材环境质量标准，适宜中药材生产
原子吸收光谱法在土壤重金属污染评价中的应用实例
• 土壤是人类生存的物质基础，是从事农业 生产不可替代的生产资料。随着我国城市 化进程加快和工业的发展，土壤遭到不同 程度的污染。工业废渣、废气中重金属的 扩散、沉降、累积，含重金属废水灌溉农 田，以及含重金属农药、磷肥的大量施用， 是造成土壤的重金属污染的主要原因。
主线系：从高p态向最低s态跃迁产生； np 2s
锐线系：从高s态向最低p态跃迁产生； ns 2p
（又称第二辅线系）
漫线系：从高d态向最低p态跃迁产生； nd 2p
（又称第一辅线系）
基线系： 从高f态向最低d态跃迁产生。 nf 3d
（又称柏格曼系）
0 10000 20000 30000
s
p
=0
2.分类
发射光谱（亮线） 原 子 光 谱
吸收光谱 （暗线）
发射光谱和吸收光谱是 元素的特征，称为特征 谱线。
原子发射光谱详解PPT课件
2020年9月28日
9
直流电弧特点：
优点：样品蒸发能力强（阳极斑）---进入电弧的待测物多--绝对灵敏度高---适于定性分析及低含量杂质的测定，以及部 分矿物、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量； 缺点： 1）电弧不稳----分析重现性差； 2）弧层厚，自吸严重； 3）安全性差； 4）电极头温度比较高 因此不宜用于定量分析及低熔点元素测定
过程：接触短路引燃（或高频引燃）；阴极发出电子流，冲击阳极，产生 高热，使试样蒸发，又与电子碰撞，电离成离子，再冲击阴极，引起二次电子 发射……电子再撞击阳极，产生高温阳极斑（4000 K）；产生的电弧温度： 4000~7000K，因此在分析间隙各种电子原子粒子相互碰撞，能量交换，引起试 样激发，发射出一定波长的谱线。
而对难熔盐分析的灵敏度略差于直流电弧。
2020年9月28日
12
高压火花：高频高压引燃并放电。
B
L
R1
220V
V~
D C
D
G 分析间隙
220V 10~25kV (B) C充电 击穿分析隙 G 放电;
回路 L-C-G 中高压高频振荡电流, G 放电中断； 下一回合充放电开始 火花不灭。 火花特点： 1）放电稳定，分析重现性好； 2）放电间隙长，电极温度（蒸发温度）低，检出现低，多适于分析易熔金
2. 历史：
• 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；
• 随后30年——定性分析;
• 1930年以后，建立了光谱定量分析方法；
2020年9月28日
2
10.2 基本原理
一. 原子发射光谱的产生
《原子发射光谱》课件
不同的样品类型和测量方法对样品制备的要求也不同，因此需要根据实际情况选择 合适的样品制备方法。
样品溶解
样品溶解是原子发射光谱分析 中的重要环节，其目的是将待 测样品中的目标元素充分溶解
在合适的溶剂中。
常用的溶剂有酸、碱、盐等 ，根据待测元素和样品的性
质选择合适的溶剂。
在溶解过程中，需要控制温度 、压力、搅拌速度等条件，以 保证目标元素能够充分溶解在
归一化法
通过比较不同元素谱线强度的比例，消除基体效 应和物理干扰的影响。
Part
06
原子发射光谱的未来发展与挑 战
新技术应用
01
02
03
激光技术
利用激光的高能量和高精 度特性，提高原子发射光 谱的检测灵敏度和分辨率 。
微纳加工技术
将原子发射光谱仪器小型 化、集成化，便于携带和 移动检测。
人工智能技术
利用人工智能算法对原子 发射光谱数据进行处理和 解析，提高分析准确性和 效率。
仪器改进与优化
高性能探测器
研发更灵敏、更快速响应的探测器，提高光谱信号的采集和解析能 力。
高效能光源
优化光源的稳定性和寿命，提高光谱信号的强度和可靠性。
自动化与智能化
实现原子发射光谱仪器的自动化和智能化操作，降低人为误差和操作 复杂度。
高温条件下可实现元素的完全蒸发和激发 ，具有较高的灵敏度和准确度。
需要使用高温电热丝，设备成本较高，且 对某些元素的分析效果不佳。
火花/电弧原子发射光谱法
原理 通过电火花或电弧产生的高温使 待测元素激发为光谱状态，通过 测量光谱线的波长和强度，进行 定性和定量分析。
缺点 分析速度较慢，设备成本较高， 且对某些元素的分析效果不佳。
应用范围
样品溶解
样品溶解是原子发射光谱分析 中的重要环节，其目的是将待 测样品中的目标元素充分溶解
在合适的溶剂中。
常用的溶剂有酸、碱、盐等 ，根据待测元素和样品的性
质选择合适的溶剂。
在溶解过程中，需要控制温度 、压力、搅拌速度等条件，以 保证目标元素能够充分溶解在
归一化法
通过比较不同元素谱线强度的比例，消除基体效 应和物理干扰的影响。
Part
06
原子发射光谱的未来发展与挑 战
新技术应用
01
02
03
激光技术
利用激光的高能量和高精 度特性，提高原子发射光 谱的检测灵敏度和分辨率 。
微纳加工技术
将原子发射光谱仪器小型 化、集成化，便于携带和 移动检测。
人工智能技术
利用人工智能算法对原子 发射光谱数据进行处理和 解析，提高分析准确性和 效率。
仪器改进与优化
高性能探测器
研发更灵敏、更快速响应的探测器，提高光谱信号的采集和解析能 力。
高效能光源
优化光源的稳定性和寿命，提高光谱信号的强度和可靠性。
自动化与智能化
实现原子发射光谱仪器的自动化和智能化操作，降低人为误差和操作 复杂度。
高温条件下可实现元素的完全蒸发和激发 ，具有较高的灵敏度和准确度。
需要使用高温电热丝，设备成本较高，且 对某些元素的分析效果不佳。
火花/电弧原子发射光谱法
原理 通过电火花或电弧产生的高温使 待测元素激发为光谱状态，通过 测量光谱线的波长和强度，进行 定性和定量分析。
缺点 分析速度较慢，设备成本较高， 且对某些元素的分析效果不佳。
应用范围
原子特征谱线
原子特征谱线原子特征谱线是光谱学中的一个重要概念，它是指当一束具有连续波长的光线通过气体、液体或固体时，由于物质对不同波长的光的吸收、发射或散射程度不同，使得透过物质后的光线在光谱仪上呈现出一系列特定的暗线或亮线。
这些暗线或亮线被称为原子特征谱线。
原子特征谱线的产生原理主要与原子的内部结构有关。
原子由原子核和电子组成，电子在原子核周围按照一定的能级分布。
当光照射到原子时，如果光子的能量与某个电子跃迁所需的能量相等，那么这个电子就会从较低的能级跃迁到较高的能级，同时吸收一个光子。
反之，当电子从较高的能级跃迁到较低的能级时，会释放出一个光子。
这个过程就导致了原子特征谱线的产生。
原子特征谱线具有以下特点：1. 谱线的位置：原子特征谱线的位置是由原子内部电子跃迁所对应的能量决定的。
不同元素的原子具有不同的电子能级结构，因此它们的原子特征谱线位置也不同。
2. 谱线的强度：原子特征谱线的强度取决于原子中处于特定能级的电子数目。
能级上的电子数目越多，跃迁概率越大，谱线强度越强；反之，能级上的电子数目越少，跃迁概率越小，谱线强度越弱。
3. 谱线的宽度：原子特征谱线的宽度与原子内部的自然辐射过程有关。
自然辐射过程会导致电子在不同能级之间随机跃迁，从而使得谱线具有一定的宽度。
4. 谱线的多普勒效应：当光源和观察者相对运动时，观察到的原子特征谱线会发生红移或蓝移现象。
这是因为光源的运动导致光子频率发生变化，从而改变了原子特征谱线的位置。
原子特征谱线在科学研究和实际应用中具有重要意义。
例如，通过分析原子特征谱线可以确定物质的化学成分、测量物质的温度等。
此外，原子特征谱线还被广泛应用于激光技术、光纤通信等领域。
原子吸收光谱法PPT课件
消除电离干扰的方法
加入消电离剂 利用富燃火焰也可抑制电离干扰 利用温度较低的火焰 提高溶液的吸喷速率 标准加入法
化学干扰
是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中,待 测元素和其他组分之间发生化学作用而引起的干 扰效应.它主要影响待测元素化合物的熔融,蒸发 和解离过程.这种效应可以是正效应,增强原子吸 收信号;也可以是负效应,降低原子吸收信号.化学 干扰是一种选择性干扰,它不仅取决于待测元素与 共存元素的性质,还与火焰类型,火焰温度,火焰状 态,观察部位等因素有关.化学干扰是火焰原子吸 收分析中干扰的主要来源,其产生的原因是多方面 的.
物理干扰
吸喷速率
喷雾量和雾化效率
毛细管形状
物理干扰一般都是负干扰,最终影响火焰分 析体积中原子的密度.
消除物理干扰的方法
配制与待测试液基体相一致的标准溶液; 当前者困难时,可采用标准加入法; 当被测元素在试液中浓度较高时,可以稀释溶液来降低
或消除物理干扰; 在试液中加入有机溶剂,改变试液的粘度和表面张力,
A.
A lg
I0 I
KC
原子吸收光谱仪的构成
光源:提供特征锐线光谱 原子化器：产生原子蒸汽，使被测元素
原子化 分光系统：将被测分析线与光源其他谱
线分开，并阻止其他谱线进入检测器 检测系统：光电倍增管 数据处理系统器
测量条件的选择
吸收线的选择 灯电流的选择 火焰种类的选择 燃烧气和助燃气的流量 火焰高度 石墨炉原子化条件的选择
内标法:分别在标准试样和被测试样中加入已知量的第
三种元素作为内标元素,测定分析线和内标线的吸光度比
D (工D作,曲D线x .)然并后以在D对标应准标曲准线溶上液根中据被测元计素算含出量试或样浓中度待绘测制
为什么各种原子都有其特征谱线ppt课件
2
•光谱的种类
发射光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。只含有一些不连 续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫做谱 线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸 气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子 发射的，所以也叫原子光谱。观察固态或液态物质的原子 光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它 们气化后发光。
为什么各种原子都有 其特征谱线？有什么 应用？
1
•光谱
光学频谱 光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录，有
时只有波长成分的记录。 光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质
的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的 光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况， 有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科— —光谱学。
实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素 的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身 特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的 特征谱线。利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子 的结构。
吸收光谱
线状光谱、带状光谱、连续光谱
34ຫໍສະໝຸດ
•光谱的种类
发射光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。只含有一些不连 续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫做谱 线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸 气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子 发射的，所以也叫原子光谱。观察固态或液态物质的原子 光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它 们气化后发光。
为什么各种原子都有 其特征谱线？有什么 应用？
1
•光谱
光学频谱 光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录，有
时只有波长成分的记录。 光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质
的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的 光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况， 有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科— —光谱学。
实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素 的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身 特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的 特征谱线。利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子 的结构。
吸收光谱
线状光谱、带状光谱、连续光谱
34ຫໍສະໝຸດ
原子具有特征谱线的原因及其应用1(1)(1)
,
令
T(m )
RH m2
,
T(n )
RH n2
,
并合原则 ~ T(m) T(n)
每一谱线的波数差都可表达为二光谱项之差
En
E1 n2
E2
E1 22
3.4eV
E3
E1 32
1.51eV
E4
E1 42
0.85eV
n n 4 n 3
n 2
E 0
0.85eV
布拉开系
1.51eV
帕邢系
3.40eV
主线系：从高p态向最低s态跃迁产生； np 2s
锐线系：从高s态向最低p态跃迁产生； ns 2p
（又称第二辅线系）
漫线系：从高d态向最低p态跃迁产生； nd 2p
（又称第一辅线系）
基线系： 从高f态向最低d态跃迁产生。 nf 3d
（又称柏格曼系）
0 10000 20000 30000
s
p
=0
以碱金属为例
与氢光谱的情形类似，里德伯研究出碱金属 原子光谱也可以表达为两个光谱项之差：
ν~n
ν~
R n* 2
等式右边的第一项是固定项，它决定线系限及末态. 第二项是动项，它决定初态.
质子数亏损
ν~n
ν~
R n* 2
En
Enl
(n
Rhc l
)2
l 1
➢ 根据玻尔理论，原子内部两能级之间的跃迁产生该原子的 谱线，实验观察表明，碱金属元素的光谱主要分为四个线系
• 史久英等采用火焰原子吸收光谱法对陇南 市宕昌县、岷县、武都区的32个无公害中 药材基地土壤中Hg、As、Pb、Cd、Cr的含 量进行监测。结果显示，该区域的土壤中 虽然存在不同程度的污染，但32个土壤样 品中重金属含量均在无公害农产品基地环 境的限量指标内，均符合国家无公害中药 材环境质量标准，适宜中药材生产
特征光谱(或特征光谱线组)理论基础基本原理
图3-8
自蚀线: 自吸最强的谱线称为自 蚀线。常用R表示。
3. 乳剂特性曲线 测量谱线强度的方法有摄谱法, 目
视法，光电法等。摄谱法是至今仍广 泛使用的一种方法。摄谱法是使谱线 在感光板(照像板)上感光, 经显影，定 影后,由于感光板乳剂层金属银的析出 而显出黑色的谱线像。
黑度:用S表示, 变黑的程度(表示谱 线在感光板上的变黑程度)
自吸： 弧焰中边缘部分蒸气原子，一
般比弧焰中心原子处于较低的能级, 因而当辐射通过这段路段时，将为其 自身的原子所吸收，而使谱线中心强 度减弱，这种现象称为自吸收。
一般自吸收用r表示
自吸的作用：自吸会导致谱线强度减小。 自吸的规律：含量越高，自吸程度越大
在光谱分析中，应注意自吸现象对谱 线的影响，在光源中谱线的辐射,可以 想象它是从光源发光区域的中心轴辐 射出来的，它将通过周围空间一段路 程，然后向四周空间发射。
过激发可以产生特征的线状光谱。 常温常压下，大部分物质处于分子 状态，多数是固态或液态，有的即 使处于气态，也因为温度不高，或 者运动速度不高不会被激发
要能被激发，最根本的就是要使组 成物质的分子离解为原子，这就要求 固态或液态物质都变为气态，然后才 有可能成原子状态，因为只有在气态 时，原子之间的相互作用才可忽略， 只有在这种情况下，受激原子才可能 发射出特征的原子线光谱。
罗马金公式的对数形式为:
lgI=blgc+lga
符合y=px+Q形式
此式表明，以lgI对
lgc作图所得曲线
在一定浓度范围内
光谱定量分
为一直线。
析的工作曲线
高浓度时，b不再是常数 图3-6
(b自吸系数)
由于b和a随被测元素和实验条件 （蒸发、激发条件、取样量、感光板 特性、显影条件等）的改变而变化， 这种变化往往很难完全避免，因此根 据谱线强度的绝对值来进行定量分析 是不能得到准确结果的，在实际光谱 分析中，常采用内标法（采用测量谱 线相对强度的方法）
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为什么各种原子都有 其特征谱线？有什么 应用？磁辐射的波长成分和强度分布的记录，有
时只有波长成分的记录。 光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质
的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的 光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况， 有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科— —光谱学。
实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素 的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身 特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的 特征谱线。利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子 的结构。
吸收光谱
线状光谱、带状光谱、连续光谱
3
4
2
•光谱的种类
发射光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。只含有一些不连 续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫做谱 线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸 气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子 发射的，所以也叫原子光谱。观察固态或液态物质的原子 光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它 们气化后发光。
时只有波长成分的记录。 光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质
的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的 光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况， 有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科— —光谱学。
实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素 的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身 特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的 特征谱线。利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子 的结构。
吸收光谱
线状光谱、带状光谱、连续光谱
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4
2
•光谱的种类
发射光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。只含有一些不连 续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫做谱 线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸 气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子 发射的，所以也叫原子光谱。观察固态或液态物质的原子 光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它 们气化后发光。