原子发射光谱法幻灯片 精品文档

• 主共振线：在共振线中，
从第一激发态跃迁到基态 所发射的谱线
共振线
主共振线
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泰山学院化学系分析化学教研室
第六章 原子发射光谱法
3. 离子线(Ⅱ,Ⅲ)
• 离子外层电子受激发发生能级跃迁所产生的谱线。
• 以罗马字母Ⅱ,Ⅲ表示
• 失去一个电子为一级电离，一级电离线 Ⅱ
• 失去二个电子为二级电离，二级电离线 Ⅲ
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第六章 原子发射光谱法
二、谱线的强度[ AES定量原理（Quantification）]
Boltzmann分布与谱线强度(Intensity) AES分析进行定量测量的基础就是谱线的强度特性。那
么，谱线强度与待测物浓度之间到底有什么样的关系呢？
Arc Spark ICP Flame
ICP-AES对周期表中元素的检测能力
（阴影面积表示使用的谱线数目；背景深浅表示检测限大小）
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第六章 原子发射光谱法
§ 6-2 原子发射法的基本原理
一、原子发射光谱的产生
在通常情况下，物质的原子处于基态，当受到外
界能量的作用时,基态原子被激发到激发态,同时还能电
离并进一步被激发。激发态的原子或离子不稳定（寿
第六章 原子发射光谱法
Atomic emission spectroscopy
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第六章 原子发射光谱法
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第六章 原子发射光谱法
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第六章 原子发射光谱法
第六章 原子发射光谱分析
（Atomic Emission Spectroscopy，AES） 6.1 概述
或λ= hc/ ΔE
• 不同的元素其原子结构不同，原子的能级状态不同， 电子在不同能级间跃迁所放出的能量不同，原子发 射谱线的波长不同
• 同一种元素有许多条发射谱线，最简单的H已发现 谱线54条，Fe元素谱线4~5千条，每种元素有特征 谱线——定性分析的依据
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第六章 原子发射光谱法
第六章 原子发射光谱法
§ 6-1 概述
二、 发射光谱分析的基本过程
1. 在激发光源中将被测物质蒸发，解离，激 发.
2. 由激发态返回低能级态，辐射出不同特征 波长的光，将被测定物质发射的复合光经 分光装置色散成光谱。
3. 据光谱的谱线位置进行光谱定性分析，据谱 线强度进行光谱定量分析。
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§ 6-1 概述
在光学分析法中，该法发展和应用最早
一、定义
根据待测物质的气态原子或离子受激发后 所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质 中元素组成和含量的分析方法。
历史：
1859年德国学者Kirchhoff & Bensen——分光镜； 随后30年——定性分析;
1930年以后——定量分析
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样品 光源
样品蒸发
E0 基态原子(N0)
样品激发
Ei 激发态原子(Ni)
等离子体 (原子+离子+电子)
从整体上看，处于热 力学平衡状态 ！
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第六章 原子发射光谱法
（一）谱线强度表示式
谱线强度是原子发射光谱定源自文库分析的依据，必须了 解谱线强度与各影响因素之间的关系
设i，j两能级间跃迁所产生的谱线强度Iij表示
•
Ca（Ⅱ）396.9 nm
•
Ca（Ⅲ）376.2 nm
• Ca（Ⅱ）比Ca（Ⅰ）波长短，因它们电子构型不同
• 离子线和原子线都是元素的特征光谱—称原子光谱
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第六章 原子发射光谱法
AES 定性原理
量子力学基本理论告诉我们： 1）原子或离子可处于不连续的能量状态，该状态可以光谱项来描述； 2）当处于基态的气态原子或离子吸收了一定的外界能量时，其核外电
命小于10-8 s），按光谱选择定则，以光辐射形式放
出能量，跃迁到较低能级或基态，就产生原子发射光
谱。
A基→A* → A + h
激发态 E*
A+→ A+* → A+ + h
基态
E
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第六章 原子发射光谱法
• 原子发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的能量 差，即
ΔE = E*-E = hc/ λ= h =hc
Iij= NiAijhij
第六章 原子发射光谱法
§ 6-1 概述
三 、 分类
1.
导入 摄谱分析法：试样 → 电光源→高能态→低能态
分光系统
把光分开 感光板
映谱仪（定性分析）
测微光度计（定量分析）
2. 光电直读法：电光源激发，不需经过暗室处理 3. 火焰光度法：火焰为激发光源（碱金属及个别碱土金属）
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6.2 基本原理
6.3 AES 仪器
6.4 定性和半定量分析方法
6.5 定量分析方法
6.6 AES的特点和应用
关键词： 1）分析对象为大多数金属原子； 2）物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线（线光谱）； 3）谱线波长——定性分析；谱线强度——定量分析。
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第六章 原子发射光谱法
第六章 原子发射光谱法
§ 6-1 概述
四 特点
优点：1.灵敏度高——对大多数金属及部分非金属
元素含量低至g·g-1均可测定
2.选择性好——不同的原子产生不同的特征
谱线不需分离可同时测定多种元素
3.准确度高
4.试样用量小，测定范围广
缺点：相对分析法，需要有标准样品对照
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第六章 原子发射光谱法
子就从一种能量状态（基态）跃迁至另一能量状态（激发态）； 3）处于激发态的原子或离子很不稳定，经约10-8秒便跃迁返回到基态，
并将激发所吸收的能量以一定的电磁波辐射出来； 4）将这些电磁波按一定波长顺序排列即为原子光谱（线状光谱）； 5）由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的，因此对
特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱，通过识别 待测元素的特征谱线存在与否进行定性分析—定性原理。
下面介绍几种常见的谱线
1.原子线(Ⅰ)
由原子外层电子受激发发生
能级跃迁所产生的谱线叫原子线。 以罗马字母Ⅰ表示
Ca（Ⅰ）422.67nm为钙的原
子线
E*
原子线有许多条
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E
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激发态
基态
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2.共振线和主共振线
• 共振线：在所有原子谱线中，凡是由各个激发态回 到基态所发射的谱线