原子发射光谱法第二节基本原理.ppt

由于b和a随被测元素和实验条件01（蒸发、激发条件、取样量、感光板02特性、显影条件等）的改变而变化，03这种变化往往很难完全避免，因此根04据谱线强度的绝对值来进行定量分析05是不能得到准确结果的，在实际光谱06分析中，常采用内标法（采用测量谱07线相对强度的方法）08自吸在发射光谱中，谱线的辐射可以想象它是从弧焰中心轴辐射出来的。它将穿过整个弧层，然后向四周空间发射。弧焰具有一定的厚度，其中心处a的温度最高，边缘b处的温度较低内层(中心a处)T高状态:激发态外层边缘部分b处T低基态(边缘部分的蒸气原子,一般比中心原子处于较低能级)图3-7自吸：01弧焰中边缘部分蒸气原子，一02般比弧焰中心原子处于较低的能级,03因而当辐射通过这段路段时，将为其04自身的原子所吸收，而使谱线中心强05度减弱，这种现象称为自吸收。06一般自吸收用r表示07自吸的作用：自吸会导致谱线强度减小。自吸的规律：含量越高，自吸程度越大在光谱分析中，应注意自吸现象对谱线的影响，在光源中谱线的辐射,可以想象它是从光源发光区域的中心轴辐射出来的，它将通过周围空间一段路程，然后向四周空间发射。发光层四周的蒸气原子，一般比中心原子处于较低能级，因而当辐射能通过这段路程时，将为其自身的原子所吸收，而使谱线中心强度减弱，这种现象称为自吸收自吸现象可用朗伯—比尔定律I=Ioe-ad(3-6)式中:I为射出弧层后的谱线强度Io为弧焰中心发射的谱线强度a为吸收系数，其值随各元素而变化，即使同一元素的不同谱线也有所不同，a值同谱线的固有强度成正比；d为弧层厚度谱线的固有强度越大,自吸系数越大,自吸现象愈严重,共振线是原子由激发态跃迁至基态产生的,强度较大,流电弧弧层较厚,自吸现象最严重。测元素浓度愈大,自吸也愈严重。直最易被吸收,其次,弧层越厚,弧层被010203040506§3.2基本原理一、理论基础特征光谱(或特征光谱线组)按照△E=hν处于高能级的电子放出光得到一组不连续的亮线,发射光谱电子跃迁的图示如下:图3-301谱线数目确定02谱线的波长确定03谱线的位置确定原子光谱的特征性:原子发射光谱的产生1首先，处于气相状态下的原子经过激发可以产生特征的线状光谱。2常温常压下，大部分物质处于分子3状态，多数是固态或液态，有的即使处于气态，也因为温度不高，或者运动速度不高不会被激发4要能被激发，最根本的就是要使组01成物质的分子离解为原子，这就要求固态或液态物质都变为气态，然后才有可能成原子状态，因为只有在气态时，原子之间的相互作用才可忽略，只有在这种情况下，受激原子才可能发射出特征的原子线光谱。02对原子、离子或分子都仅靠在一起，以致不能独立行动的固体或液体，其发射光谱是连续光谱，因此，原子处于气态时得到他们特征线状发射光谱的首要条件。其次,这必须使原子被激发。（基态：01原子处于稳定状态,它的能量是最低02的，这种状态称为基态。激发态：当03原子受到外界能量（热能、电能等）04作用时，原子由于与高速运动的气态05粒子和电子的相互碰撞而获得了能量，06使原子中外层电子从基态跃迁到更高07的能级上，处于这种状态的原子称为08激发态）09激发电位：这种将原子中的一个外01层电子从基态激发至激发态所需要的02能量称为激发电位（Ei），通常以电子03伏特（eV）为单位表示。04电离电位：使原子电离所需要的最05小能量，称为电离电位（U）也用eV为06单位。07（当外加的能量充够大时，可以把原子中的外层电子激发至无穷远处，也即脱离原子核的束缚而逸出，使原子成为带正电的离子，这种过程称为电离。当失去一个外层电子时，称为“一次电离”当相继再失去一个外层电子时，称为“二次电离”，但一般光谱分析光源所提供的能量，只能产生一次或两次电离）处于激发态原子是十分不稳定的，01大约经过10-8~10-9s，便跃迁回到基02态或其他较低的能级，在这个过程中03将已辐射的形式释放出多余的能量而04产生发射光谱，谱线的频率(或波长)05与两能级差的关系服从普朗克公式：06E=E2－E1=hν=hc/λ=hcσ07或:08谱线的轮廓以发射线强度I为纵坐标,以对应的频率ν为横坐标作图,得到发射线:01图3-402中心频率:发射曲线中最大发射强度对