现代农业仪器分析 课件7章原子发射.ppt

第七章 原子发射光谱法 是根据每种元素的原子或离子，受热激发或电激发，从激发态过渡到低能态或基态时，以光的形式辐射出能量，通过测量电磁辐射的波长和强度，进行元素定性与定量分析的方法。 基本要求 理解光谱项的含义及其表示方式 掌握原子发射光谱的基本原理 了解原子发射光谱仪器的结构以及各部件的作用 掌握原子发射光谱定性、定量分析的方法及其应用 §7.1 原子发射光谱基本原理 §7.2 原子发射光谱仪器 微波 频率为300MHz～300 GHz的电磁波，发射光谱使用2450 MHz频率。 §7.3 原子发射光谱干扰效应 §7.4 原子发射光谱分析方法 思考题与习题 102页－1、2、4、5题 三.挥发干扰 定义：共存物质的存在，改变待测元素的挥发速率，引起分析信号改变。 ? 待测元素与共存物质形成难挥发性化合物，或包夹在难挥发基体中，减弱分析信号。 ? 待测元素与共存物形成易挥发化合物，或分散在易挥发基体中，增强分析信号。 ? 与分析元素和干扰元素性质，光源性质有关。 四.激发和电离干扰 ? 温度、电子密度影响被测元素激发和电离。 ? 试液中存在易电离物质，能改变光源的温度或电子密度，影响激发和电离平衡，使谱线强度发生变化。 Na Na++ e 五.光谱干扰 定义：由于杂散光、电子－离子复合过程、及谱线增宽等原因产生一定的背景辐射以及谱线重迭引起的干扰。 ? 谱线重迭与光源种类有关。 ? 光谱干扰程度与激发光源参数、单色器的性质以及试样组成有关。 一.定性分析 灵敏线 最后线 分析线 元素谱线中最容易激发或激发电位最低的谱线——共振线。 谱线强度随元素含量减少而降低，且渐次消失，最后消失的灵敏线。 用于分析的特征谱线。一般是元素的“灵敏线”或“最后线”。 例：镉溶液浓度与光谱线数目 1 (226.5nm) 7 10 14 光谱线数目 （条） 0.001 0.01 0.1 10 Cd质量分数（ ％ ） 注意:受自吸的影响，最后线不一定是最强的谱线。 灵敏线并非固定不变，与光源有关。 选择分析线时，应考虑到实验条件。 * * 存在自旋运动和轨道运动的偶合 主量子数 n 角量子数 l 自旋量子数 s 磁量子数 ms 单电子运动 多电子运动 主量子数 n 总角量子数 L 总自旋量子数 S 内量子数 J 一.原子结构和光谱项 主量子数 n ? 决定体系的主要能量，描述电子在哪一个电子层上运动。 ? n 取值为 1、2、3…等正整数。 ? 光谱学上，用大写字母 K、L、M、N …表示电子所处的壳层。 ? 电子跃迁不涉及原子核运动。 总角量子数 L ? 决定轨道运动能量，描述电子在哪个轨道运动。光谱学上用 S、P、D…等表示 L= 0、1、2…。 ? 总角量子数等于各单电子角量子数的矢量和 L = 0、±1、±2、±3… 等正整数 “－”号表示运动方向相反 ? 如体系中电子数?3，先求2个电子角量子数的矢量和，再与第3个电子角量子数求矢量和。 总自旋量子数 S ? 描述电子自旋运动的能量 ? S 等于各单电子自旋量子数 s 的矢量和 S = 0，±1/2，±1，±3/2，±2… “－”号表示运动方向相反 ? 电子数为偶数，S 值为 0 或正整数 ? 电子数为奇数，S 值为半整数 内量子数 J ? 表示轨道运动和自旋运动的相互作用 ? J 值为 L 和 S 的矢量和 ? 当L≥S 时，J 有 2S+1个取值 ? 当L＜S 时，J 有 2L+1个取值 ? 在外场作用下，能级分裂成子能级的数目称为统计权重，g＝2 J +1 光谱项符号 n 2S+1LJ ? 表示原子所处的状态 L：光谱项 2S+1：光谱项的多重性 2S+1＝0：单重态2S+1＝1：双重态2S+1＝3：三重态 J：光谱支项 当L ? S，每个光谱项有 2S+1个光谱支项 当L ? S，每个光谱项有 2L+1个光谱支项 基态：L = 0、S = 0；2S+1=1，J＝0 基态光谱项： 4 1 S0 43D激发态：L=2、S=1；2S+1=3，J =1、2、3 激发态光谱项：43D3、43D2、43D1 当 3D?3P跃迁，出现 334.50、334.56和334.59 nm 三重线。 例：Zn原子核外有30个电子，最外层的2个电子排在 4 s 轨道上 光谱线的多重线系 光谱线的精细结构 4S ? ? 4p ? 选择定则 ?△n＝0 或任意正整数的跃迁是允许的。 ?△L＝±1的跃迁，只允许发生在S→P，P→S和D→P之间。 ?△S＝0的跃迁，允许单重态→单重态，三重态→三重态跃迁，禁阻单重态→三重态跃迁。 ?△J