仪器分析第三章发射光谱分析

No 当外界的能量足够大时，可
把原子中的电子激发至无穷远处， 也即脱离原子核的束缚，使原子
Image 发生电离成为离子的过程，使原
子电离所需的最低能量叫电离电 位。离子也可能被激发，离子中 的外层电子被激发所需的能量叫 （离子)激发电位。
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No 基态：原子所处的最稳定状态，此时它 的能量最低
Image 基态原子数 谱线强度与基态原子数成正比。在一定的 条件下，基态原子数与试样中该元素浓度成正 比。因此，在一定的条件下谱线强度与被测元 素浓度成正比，这是光谱定量分析的依据。
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发射线的强度
Iij = NiAijhij
No Aij:i、j两能级间的跃迁几率， ij:发射谱线的频率。
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一、原子发射光谱分析的基本原理
No 发射光谱的分析过程
发射线的波长
Image 发射谱线的强度
原子发射光谱图 谱线的自吸和自蚀
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1、发射光谱的分析过程
No 激发态原子 外
光电法 摄谱法
光电倍增管
层
感光板
电
Image 子 跃
基态原迁子
原子化
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3、发射谱线的强度
No 设i、j两能级之间的跃迁所产生的谱线强
度Iij表示，则
Image Iij = NiAijhij
A数ij，为Ni、ii为j为j两单发能位射级体谱间积线的内的跃处频迁于率几高。率能，级hi的为原普子朗数克，常
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3、发射谱线的强度
No 第三章 原子发射光谱法 Image Atomic Emission Spectrometry，AES
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No 特点： 优点——灵敏度高、简便快速、可靠性高、 所需原料少 Image 缺点——不能分析有机物及大部分非金属元素， 仪器设备复杂、昂贵。
应用：矿石、金属、合金、半导体等试样中的杂质 分析。
激发所需的能量
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2、发射线的波长
No X+h(电,热)X*
X*X+h(光能)
Image X：基态原子，X* ：激发态原子
E=E2-E1=h=hc/=hc hc
E
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2、发射线的波长
No 原子的外层电子由高能级向低能级
跃迁，能量以电磁辐射的形式发射出去， 这样就得到发射光谱，原子发射光谱是
No Image
元素标准光谱图
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No Image
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5、谱线的自吸和自蚀
No 自吸和自蚀 Image 影响自吸和自蚀的因素
谱线的固有强度 弧层厚度 溶液浓度
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自吸和自蚀
No 发射光谱是通过物质的蒸发、激发、
迁移和射出弧层而得到的。在一般光 源中，是在弧焰中产生的，弧焰具有 一定的厚度，如下图：
激发态：原子获得足够的能量后，外层
Image 电子从低能级跃迁到高能级后所处的状
态
(原子)激发电位：Ej，将原子中的一个 外层电子从基态跃迁到激发态所需的能 量，单位 ev
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No 电离：当外界的能量足够大时，可把原 子中的电子激发至无穷远处，也即脱离 原子核的束缚，使原子发生电离成为带 Image 正电的离子的过程 电离电位：使原子电离所需的最低能量 (离子)激发电位：离子中的外层电子被
试样浓度C Iij正比于Ni。在一定的条件下， C ，Iij 。
Image 激发电位和电离电位Ej 在T一定时， E ，Ni ， Iij 振线通常是强度最大的线。
。激发电位最低的共
激发温度T
T ， Iij 。但温度升高，原子电离增多，原子数减少， 使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度增大。
4、原子发射光谱图
No Ni = N0 gj/g0e (-Ei/ kT) Image 的的计数原原权，子子T重式为数数，中激，，EN发i为i Ng为温i激，0为单度发g单位0。为电位体激位体积发，积内态k内处为和处于玻基于激兹态基发曼的态态常统
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Iij = NiAijhij
影响谱线强度的因素： Ni = N0 gj/g0e (-E / kT)
气态分子
热或电
化气
样品分子
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No Image
原子发射光谱示意图
仪器分析第三章发射Байду номын сангаас谱分析
No 一般情况下，原子处于基态，
在激发光源作用下，原子获得能 量，外层电子从基态跃迁到较高
Image 能态变为激发态 ，约经10-8 s，
外层电子就从高能级向较低能级 或基态跃迁，多余的能量的发射 可得到一条光谱线。
Image 线状光谱。
定性分析依据：发射线的波长
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原子发射线的表示
No 以Na的发射线为例
NaⅠ Na原子激发电位 5895.923A NaⅡ Na原子一次电离后的激发电位 2802.700A
Image 其中Ⅰ：原子发射的谱线 Ⅱ：一次电离离子发射的谱线 Ⅲ：二次电离离子发射的谱线 其他依次类推
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No 原子中某一外层电子由基态激发
到高能级所需要的能量称为（原子） 激发电位。
Image 原子光谱中每一条谱线的产生各有
其相应的激发电位。由激发态向基态 跃迁所发射的谱线称为共振线。共振 线具有最小的激发电位，因此最容易 被激发，为该元素最强的谱线。
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No 统计权重 谱线强度与激发态和基态的统计 权重之比成正比。 跃迁几率
Image 谱线强度与跃迁几率成正比。跃
迁几率是一个原子在单位时间内两 个能级之间跃迁的几率，可通过实 验数据计算。
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影响谱线强度的因素：
No Iij = NiAijhij= N0 gj/g0e (-E / kT)NiAijhij
激发电位和电离电位
Image 谱线强度与激发电位成负指数关
系。在温度一定时，激发电位越高， 处于该能量状态的原子数越少，谱 线强度越小。激发电位最低的共振 线通常是强度最大的线。
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影响谱线强度的因素：
No 激发温度 温度升高，谱线强度增大。但温度升高， 电离的原子数目也会增多，而相应的原子数减 少，致使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度 增大。