文档介绍：第3章原子发射光谱法
Atomic emission spectroscopy
AES中常用光源的种类、原理、特点及应用
光谱仪的种类及各自的优缺点
摄谱法定性、定量的基本方法与实验条件选择
内标法定量的基本原理及内标元素与内标线的选择
原子发射光谱产生的原因
原子谱线的强度与影响因素
原子发射光谱的应用
定性及定量分析的依据
原子发射光谱法中的干扰及消除
AES中的常用检测方法
一、原子发射光谱法(AES)的定义
依据每一种元素的原子或离子在热激发下由高能态向低能态跃迁时发射的特征谱线进行定性或定量分析的光谱方法
AES属于原子光谱,为线光谱
AES是原子由激发态向基态或低能态跃迁得到的光谱
AES涉及的原子外层电子的跃迁,产生的是紫外-可
见区的光谱,属于光学原子光谱
AES是由非光能激发的发射光谱
AES是最古老的元素分析方法之一
§3-1 概述
概述
德国物理学家、化学家和天文学家。
1824年 3月12日生于普鲁士的柯尼斯堡(今苏联加里宁格勒),1887年10月17日卒于柏林。1847年毕业于柯尼斯堡大学。基尔霍夫主要从事光谱、辐射和电学方面的研究。
对原子发射光谱的贡献:1859年发明分光仪,,并用此法发现了元素铯(1860)和铷(1861)。他并将光谱分析应用于太阳的组成上。他将太阳光谱与地球上的几十种元素的光谱加以比较,从而发现太阳上有许多地球上常见的元素,如钠、镁、铜、锌、钡、镍等。著有《光谱化学分析》()等。
原子发射光谱的重要贡献者之一
( Robert Kirchhoff )
——基尔霍夫
二、AES的特点
——优点
1、可实现多元素的同时定性或定量分析
2、分析速度快
3、选择性好
4、检出限低
ICP-AES的检出限可达到 ng/mL
5、准确度高、精密度好
RSD一般在5%左右,ICP-AES的RSD可达到1%以下;
其精密度与样品浓度有关
6、试剂耗量少
7、线性范围宽
ICP-AES的线性范围可以从痕量到常量
概述
三、AES的特点
——缺点
1、大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线,测定困难
2、对激发电位较高的元素如Se、Te等,测定准确度不高
5、摄谱法操作繁琐、费时
3、只能分析元素的种类和含量,不能进行形态分析
概述
4、在经典的摄谱法中,影响谱线强度的因素较多,尤其
是试样组分的影响较为显著,所以对内标元素要求较高。
一、原子发射光谱的产生过程
发射原子线
寿命很短
(寿命约为10-8 s)
A基→ A* → A + h
A+→ A+* → A+ + h
热能
热
能
发射离子线
基态
E
激发态
E*
热能激发
发射光子
发射光子
样品
热
能
蒸发
原子化
§3-2 基本原理
二、能级图与光谱项
基本原理
用图解法表示的原子系统内所有可能存在的量子化能级及能级跃迁
钠原子的能级图
1、能级图
二、能级图与光谱项
基本原理
2、光谱项
主量子数( n ):
描述电子离核的远近,即电子所处电子层数
角量子数(l )
(1)核外单电子运动状态的描述
n = 1, 2, 3, ……
——四个量子数
描述电子在空间不同角度出现的概率,也代表电子绕核运动的角动量,即电子云的形状
l = 0, 1, 2, ……,(n-1)
s
p
d
轨道符号:
基本原理
二、能级图与光谱项
——光谱项
磁量子数(m )
描述电子云在空间的不同取向
m = 0, ±1, ±2, ……±l
(即 m 共有2l ±1个取值)
自旋量子数(s )
描述电子的自旋情况
s =
或
s =
(1)核外单电子运动状态的描述
基本原理
二、能级图与光谱项
——光谱项
总角量子数(L )
表示所有价电子的角量子数 l 的矢量和,即
(2)核外多个价电子总运动状态的描述
……,
在2个价电子(角量子数为 l1 和 l2) 体系中,L的取值为:
主量子数( n ):
不变
L = 0,1,2,3,,
若有多个价电子时,先把2个价电子的角量子数的矢量
和求出后,再与第三个价电子求出其矢量和,依次下
去即得到了体系的的总角量子数。
对应的谱项符号为: S,P,D,F,