文档介绍：第三章原子发射光谱分析法Atomic emission spectrometry AES
原子发射光谱分析法是通过记录和测量元素的激发态原子所发出的特征谱线的波长和强度对其进行定性、半定量和定量分析的方法。
概述
特征辐射
基态元素M
激发态M*
热激发
E
原子发射光谱只能用来确定物质的元素组成与含量,不能给出分子的有关信息。
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基本原理:量子数与原子结构
原子发射光谱的产生
(一)量子数与原子的壳层结构
电子运动状态的描述
主量子数 n
角量子数 l
磁量子数 ml
自旋磁量子数 ms
基态Na原子的核外电子排布:
(1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
原子能量状态与光谱项
原子能级用光谱项来表征
例: 钠原子基态 32S1/2
n2S+1LJ
n:主量子数, L:总角量子数(中心项)
S:总自旋量子数, J:总内量子数。
光谱项符号:
总内量子数:是由于轨道运动与自旋运动的相互作用即轨道磁矩与自旋磁矩的相互影响而得出的,它是原子中各个价电子组合得到的总角量子数L与总自旋量子数S的矢量和,即J=L+S。J的求法为J=(L+S),(L+S-1),(L+S-2),……,|L-S|。若L≥S,则J值从J=L+S到L-S,可有(2S+1)个值。若L<S,则J值从J=S+L到S-L可有(2L+1)个值。
例:钠原子基态和第一激发态。
(1)钠原子基态(1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
原子实:包括原子核和其它全充满支壳层(闭合壳层)中的电子。
光学电子:填充在未充满支壳层中的电子。
原子实
光学电子
钠原子基态:(3s)1
n = 3
L = l = 0
S = 1/2 (2S+1) = 2
J = 1/2
光谱项符号:32S1/2
(2) 钠原子的第一激发态:(3p)1
n = 3
光谱支项: 32P1/2 和 32P3/2
由于轨道运动和自旋运动的相互作用, 这两个光谱支项代表两个能量有微小差异的能级状态。
L = l = 1
S = 1/2 (2S+1) = 2
J = 3/2,1/2
光谱项:32P
谱线多重性符号:2S+1
钠原子由第一激发态向基态跃迁发射两条谱线
第一激发态光谱支项: 32P1/2 和 32P3/2
基态光谱项:32S1/2
原子能级图
一条谱线用两个光谱项符号来表示
Na nm
(32S1/2- 32P3/2 )
Na
(32S1/2- 32P1/2 )
由各种高能级跃迁到同一低能级时发射的一系列光谱线
原子的共振线与离子的电离线
原子由第一激发态到基态的跃迁:
第一共振线,最易发生,能量最小;
原子获得足够的能量(电离能)产生电离,失去一个电子,一次电离。
离子由第一激发态到基态的跃迁(离子发射的谱线):
电离线,其与电离能大小无关,离子的特征共振线。
原子谱线表:I 表示原子发射的谱线;
II 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;
Mg:I nm ;II nm;