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
=1
d
f
=2
=3
5 4
5 4
5 4
5 4
柏 格
曼
3
3
系
nf 3d
3
nd 2p
2 ns 2p
H 567 4 3
2
40000
厘米-1
2
np 2s
图4.3 锂原子能级跃迁图(发射光谱)
13
结论
=
(n
Rhc l
)2
hv E En Em
Rhc
(m
1 l )2
(n
1 l')2
电子向低能级跃迁时辐射出的光的波长与轨 道的形状有关
H H H H
Hα ：红色 656.210nm Hβ ：深绿 486.074nm Hγ：青色 434.010nm Hδ ：紫色 410.120nm
1889年，里德伯[瑞典]采用波数表示
~
1
RH
1 m2
1 n2
m=1，2，3， n=m + 1, m + 2 , m + 3
光谱项
T(n)
RH n2
原子光谱的应用
在理论研究方面的应用
（1）原子吸收可作为物理或物理化学的一种实验手 段对物质的一些基本性能进行测定和研究。 （2）研究金属元素在不同化合物中的不同形态。
在元素分析方面的应用
• 原子吸收光谱法凭借其本身的特点,现已广泛的应用于工业、农 业、生化制药、地质、冶金、食品检验和环保等领域。该法已 成为金属元素分析的最有力手段之一。而且在许多领域已作为 标准分析方法,如化学工业中的水泥分析、玻璃分析、石油分析、 电镀液分析、食盐电解液中杂质分析、煤灰分析及聚合物中无 机元素分析;农业中的植物分析、肥料分析、饲料分析;生化和药 物学中的体液成分分析、内脏及试样 分析、药物分析;冶金中的 钢铁分析、合金分析;地球化学中的水质分析、大气污染物分析、 土壤分析、岩石矿物分析;食品中微量元素分析。
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。
在有机物分析方面的应用
• 使用原子吸收光谱仪利用间接法可以测定 多种有 机物,如8-羟基喹啉(Cu)、醇类(Cr)、酯类(Fe)、氨 基酸(Cu)、维生素C(Ni)、含卤素的有机物(Ag)等多 种有机物,都可Hale Waihona Puke Baidu过与相应的金属元素之间的化学 计量反应而间接测定。
参考文献
[1] 杨福家 .原子物理学(第四版)[M]. 高等教育出版 社.2008 [2] 但汉久，余庆华.光谱项与玻尔理论[J].咸宁师专学 报 [3]顾新梅.原子的自述—关于原子结构的几个问题[J]. 中专物理教学
火焰原子吸收光谱法测定铜含量
各部分的主要功能： （1）空心阴极灯：发射待测元素的特征光谱。 （2）原 子化系统：提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原 子吸收，因此也可把它视为“吸收池”。 （3）分光系统：将待测元素的共振 线与邻近谱线分开。 （4）检测系统：包括光电元件和记录系统，前者可用光 电倍增管将光信号转变为电信号，后者可用检流计和记录仪来进行记录，再利 用电脑直接进行数据处理。
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。
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。
原子特征谱线产生的原因
各种元素的原子结构和外层电子排布不同 基态→第一激发态跃迁吸收能量不同 原子谱线具有特征性
以氢原子为例
1853年，埃斯特朗首先发现著名的Hα线
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，在 可见光范围内观察到四条
原子光谱及其应用
0141122462 史永婷
内容提要： • 1、原子光谱和特征谱线的形成原因 • 2、氢原子光谱的形成与规律 • 3、碱金属原子的光谱介绍 • 4、原子光谱在工业和农业上的应用
原子光谱
1.定义 原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所
发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。
原子光谱的分类
• 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
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
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