仪器分析原子吸收PPT

例：钠原子，一个外层电子，1s22s22p63s1 S =1/2；因此： M =2( S ) +1 = 2；双重线；
碱土金属：两个外层电子， 自旋方向相同时， S =1/2 + 1/2 =1， M = 3；三重线； 自旋方向相反时， S =1/2 － 1/2 =0， M = 1；单重线；
内量子数J ：
分子光谱:
原子光谱为线状光谱， 分子光谱为带状光谱； 为什么分子光谱为带状光谱？
原子光谱图
分子光谱图
1.分子中的能量
E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei 分子中原子的核能： En 分子的平移能：Et 电子运动能： Ee 原子间相对振动能： Ev 分子转动能： Er 基团间的内旋能： Ei
J=0
所以n2s+1LJ为 31S0
• 第一激发态: 1s22s22p63s13p1
l 1=0, l 2=1 L=1
S=0 ,1
2S+1=1, 3
(1)S=0,J=1; (2)S=1,J=2,1,0;
所以n2s+1LJ为 31P1 , 33P2 , 33P1 , 33P0
电子能级跃迁的选择定则
一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间的跃迁产生 的，可用两个光谱项符号表示这种跃迁或跃迁谱线：
第一节 引言
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry,AAS） 也称原子吸收分光光度法。它是根据物质的基态原子蒸气对 特征辐射的吸收作用来进行元素的定量分析的方法。
该方法具有灵敏度高、抗干扰能力强、精密度高、选择 性好、仪器简单、操作方便等特点，在20世纪60年代后，得 到迅速发展，并趋于成熟，它是微量或痕量元素的灵敏而可 靠的分析方法。现在能够测定的元素达70多种，已成为一种 常规的分析测试手段 。
2. 能级图
元素原子可能存在的光谱 项及能级跃迁常用能级图来 表示。最上面的是光谱项符 号；最下面的横线表示基态 ；上面的表示激发态； 可以产生的跃迁用线连接；
线系：由各种高能级跃迁 到同一低能级时发射的一系 列光谱线；
3. 共振线
元素由基态到第一激发 态的跃迁最易发生，需要的 能量最低，产生的谱线也最 强，该谱线称为共振线 ，也 称为该元素的特征谱线；
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er
分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：
ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
2.双原子分子能级图
分子中价电子位于自旋成 对 的 单 重 基 态 S0 分 子 轨 道 上 ，当电子被激发到高能级上 时，若激发态与基态中的电 子自旋方向相反，称为单重 激发态，以S1 、 S2 、······表 示；反之，称为三重激发态 ，以T1 、 T2 、······表示；
例 钠原子的双重D线 Na 5889.96AO ; 32S1/ 2 — 32P3/ 2； Na 5895.93 AO ; 32S1/ 2 — 32P1/ 2；
电子能级跃迁的选择定则
根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之 间进行；必须遵循一定的“选择定则”： （1）主量子数的变化 Δn为正整数，包括零； （2）总角量子数的变化ΔL = ±1；S-P,P-S,P-D,D-F等 （3）内量子数的变化ΔJ =0， ±1；但是当J =0时， ΔJ =0的 跃迁被禁阻； （4）总自旋量子数的变化ΔS =0 ，即不同多重性状态之间的 跃迁被禁阻；
1.光谱项符号
原子外层有一个电子时，其可由四个量子数决定 ：
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，其运动状态用主量子数 n；总角量子数L；总自旋量子数S；内量子数J 描述 ；
总角量子数L
L=∑ l 外层价电子角量子数的矢量和，两个价电子时
L=| l 1+ l2 | ， | l 1+ l2 -1|，······，| l 1 - l2 | L=0，1，2，3，······，
分别用S，P，D，F ······，表示 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： l 1=l2 =1； L=2，1，0；
总自旋量子数S ：
S =∑ s ；外层价电子自旋量子数的矢量和 S =0 ， 1， 2，······， S 正整数（价电子为偶数） 或 = 0 ， 1/2，3/2 ，······， S 半整数（奇数） 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： S =1 L与S之间存在相互作用；可裂分产生(2 S +1)个能级； 这就是原子光谱产生光谱多重线的原因，称为谱线的多 重性；
单重态分子具有抗磁性； 三重态分子具有顺磁性； 跃迁至单重激发态的几率 大，寿命长；
3.跃迁类型与分子光谱
分子光谱复杂，电子跃迁时伴有振动和转动能级跃迁；
分子的紫外-可见吸收光谱是由电子跃迁引起的，故又 称电子光谱，谱带比较宽；
分子的红外吸收光谱是由于分子中基团的振动和转动能 级跃迁引起的，故也称振转光谱；
J 值不同的光谱项称光谱支项： n2S+1LJ
如：钠原子的光谱支项符号 32S1/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ； 表示钠原子的电子处于n=3，2S+1 =2(S = 1/2)
，L =0，J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
例：写出镁原子基态和第一电子激发态的光谱支项
• 基态：1s22s22p63s2
l 1=0, l 2=0 L=0 S=1/2-1/2=0 2S+1=1
分子的荧光光谱是在紫外或可见光照射下，电子跃迁至 单重激发态，并以无辐射弛豫方式回到第一单重激发态的最 低振动能级，再跃回基态或基态中的其他振动能级所发出的 光谱；
分子的磷光是指处于第一最低单重激发态的分子以无辐 射弛豫方式回到第一最低三重激发态，再跃迁回到基态所发 出的光谱。
第四章 原子吸收光谱法
内量子数J取决于总角量子数L与总自旋量子数S的矢量和 J = (L + S)， (L + S － 1)，······，|L － S| 若 L ≥ S ； 其数值共(2 S +1)个； 若 L ＜ S ； 其数值共(2 L +1)个；
例：L=2，S=1，则 J 有三个值，J = 3，2，1； L=0，S=1/2；则 J 仅有一个值 1/2；