7原子发射光谱分析

第七章

原子发射光谱分析

(Atomic Emission Spectrometry, AES)§7-1 光学分析法概要

一、电磁辐射和电磁波谱1.电磁辐射(电磁波，光) :以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播媒介的 一种能量形式，它是检测物质内在微观信息的最佳信使 最佳信使。 最佳信使

2.电磁辐射的性质：具有波、粒二像性；其能量 交换一般为单光子形式，且必须满足量子跃迁能 量公式：

E = h ν = h

c

λ

3.电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列就称光 谱。

γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 射线→ 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→

高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁 能量最高， 波 χ射线 来自内层电子能级的跃迁 长 光学光谱区 紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区 微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁波长

二、光学分析法及其分类光学分析法可分为：Spectrometric method 、non-spectrometric method两大类。

光谱法：基于物质与辐射能作用时，测量由物质 内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、 吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。

AE、AA

非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性 质变化的分析方法 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法 按能量交换方向分 按作用结果不同分 吸收光谱法 发射光谱法 原子光谱→ 原子光谱→线状光谱 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱

区别：

光谱法：内部能级发生变化 原子吸收/ 原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/ 分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁 非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变

三、发射光谱与吸收光谱发 →释 光 放 M* 能量→M + hν

→发射光谱

激发态

基态

光

例：γ 射线；x 例：γ-射线；x-射线；荧光吸 收辐 能 射 量 M + hν →M*

→吸收光谱

基态

光

激发态

例：原子吸收光谱，分子吸收光谱 原子吸收光谱，

§7-2 原子发射光谱分析原理一、原子发射光谱的产生电致激发、 物质通过电致激发、热致激发或光致激发 电致激发 热致激发或光致激发等激发过程获得 能量，变为激发态原子或分子M* ,当从激发态过渡到低能态或 基态时产生发射光谱。

M* → M + hv通过测量物质的激发态原子发射光谱线的波长和强度进行 定性和定量

分析的方法叫发射光谱分析法。

根据发射光谱所在的光谱区域和激发方法不同，发 射光谱法有许多技术。

用火焰、电弧、等离子炬等作为激发源，使被测物质原子化 并激发气态原子或离子的外层电子，使其发射特征的电磁辐 射，利用光谱技术记录后进行分析的方法叫原子发射光谱分 析法。 波长范围一般在190~900nm。

处于的原子基态，在激发光源作用下， 处于的原子基态，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能态变为激发态 ，约 外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁， 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。 多余的能量的发射可得到一条光谱线。

原子中某一外层电子由基态激发到高能级所 需要的能量称为激发电位 (Excitation potential)。 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 (resonance line)。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发， 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 在原子谱线表中: 罗马数Ⅰ表示中性原子发射光谱的谱线， 罗马数Ⅰ表示中性原子发射光谱的谱线， Ⅱ表示一次电离离子发射的谱线， 表示一次电离离子发射的谱线， Ⅲ表示二次电离离子发射的谱线… 表示二次电离离子发射的谱线… Ⅰ285.21nm为原子线 MgⅡ280.27nm为一次电离离 为原子线， 如Mg Ⅰ285.21nm为原子线，MgⅡ 为一次电离离 子线。 子线。

激发电位(Excitation potential) 激发电位谱线强度与激发电位成负指数关系。 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， 在温度一定时，激发电位越高，处于该能量状态的原子数越 谱线强度越小。 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。 激发电位最低的共振线通常是强度最大的线。

激发温度(Excitation temperature) 激发温度温度升高，谱线强度增大。 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， 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。 减少，致使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度增大。

§7-3 原子发射光谱分析仪器用来研究吸收、 用来研究吸收、发射或荧光的电磁辐射 强度和波长关系的仪器叫做光谱仪或分光光度 计。 光谱仪或分光光度计一般由三部分组成： 光谱仪或分光光度计一般由三部 …… 此处隐藏：934字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……