《光谱分析原理》PPT课件

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1、第一章、光谱分析原理钟万里1一、看谱分析基本概念看谱分析是一种原子发射的光谱分析方法，习惯上将原子发射光谱分析简称为光谱分析。用这种方法可以确定试样成分中元素的种类及含量。光谱分析通常有如下过程：在试样电极和辅助电极之间通以电流（直流电弧，交流电弧，火花等），则在两电极之间的间隙中形成电弧或火花的等离子体（蒸汽云），此等离子体中的分子、原子、离子及电子接受了由光源发生器共给的能量后而被激发发光，成为光源，经过分光后形成光谱。光谱中有原子、离子产生的线状光谱，也有由分子产生的带状光谱和灼热电极头产生的连续光谱。经过分光镜分光而得到的光谱中的谱线是按波长顺序分开排

2、列的。可以用不同的装置接受或检测光谱。如果采用照相法将光谱记录在感光板上，则叫摄谱法，这种光谱仪叫摄谱仪。如果采用光电倍增管接受，将光信号转换电信号，并予检测，则叫光电直读光谱法，这种光谱仪叫光电直读光谱仪。如果用人的眼睛来观察辨别光谱，则叫看谱2法，这种仪器叫看谱镜。由于人眼对可见光（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色的光）才有视觉，因此看谱法分析仅限于可见光谱波段。光谱分析所利用的原子的是原子或离子所发射的线状光谱。各元素原子或离子均有它自己的一系列波长的谱线所组成的特征光谱。从光谱中辨认并确定出各元素的特征谱线中的一些灵敏线，这便是定性分析的基础。各元素特征谱

3、线的强度是样品中该元素的含量的函数。依据谱线的强度确定含量，这便是定量分析的基础。3二、光谱的概念复合光借助于分光元件色散成单色光，按照波长的顺序排列成一个谱带，人们称之为光谱。当物质以不同状态存在的时候，由于其内部结构和受激发的情况不同，产生三种不同类型的光谱。光谱的三种类型：4（1）线光谱——由于在高温下，物质的原子和离子以气态的形式存在，这时原子间的相互作用力很小，它们接受能量以后，辐射出不连续的明亮线条，由单个原子或离子的外层电子轨道能级所决定。（2）带光谱——由分子受激发而产生的，由许多极细、极密的明亮线组合而成（明亮的光带和暗区组成）。（3）连续光

4、谱——由于灼烧的固体热辐射而产生的，用高分辩力的仪器也可能将其分开。5三、看谱分析的基础理论6任何物质都是由原子组成的。1、原子的定义：体现元素性质的最小微粒，在化学反应中原子的种类和性质保持不变。也就是说，原子是保持物质化学性质的最小颗粒。2、原子结构：原子的中心是一个体积不大的带正电荷的核（由质子和中子组成）称为原子核，其质量几乎等于原子的全部质量，核外是高速旋转着的电子。不同元素的原子核的大小与核外电子数是各不相同的，对中性原子来说，核内的电荷数与核外电子数是相等的，核内质子带正电，核外电子带负电，而且数值相等，电性相反，故呈现中性。（原子核+核外电子）

5、7原子结构的确认经过了一个漫长过程。（1）19世纪初，美国科学家道尔顿认为原子是自然界中最小的颗粒；（2）1989年，汤姆逊发现了电子，他当时认为正电荷均匀的分布在原子中，电子均匀地分布在正电荷的周围；（3）1911年，核物理学家卢瑟福，通过α粒子散射试验，建立了原子模型的假说，认为原子具有原子核，原子核周围有很多电子沿着一定的轨道旋转。（4）1913年，玻尔在卢瑟福的基础上完善了原子核的理论模型，提出了原子量子轨道和能级的理论，由此确立了现代的原子核理论，他认为：①电子沿着量子轨道旋转，它不辐射能量；②E2-E1=hc/λ83、核外电子的运动规律原子核外电子

6、的运动不是杂乱无章的，它有它的运动规律，原子核外的电子分布在不同的轨道上，接近核的那一层叫K层，向外依次为L、M、N、O、P、Q层，每层最多能容纳2n2个电子，也就是说K层n等于1，最多能容纳2个电子，L层n等于2，能容纳8个电子，依此类推，M层能容纳18个电子，N层能容纳32个电子……但最多不能超过32个电子，而且最外层不得多于8个电子。各层上的电子也不都处在相同的能级上，故此它们还存在着亚层s、p、d、f。9能级分布图10轨道n电子数（2n2，且≤32）K12L28M318N432O532P632Q732111s2s3s4s5s6s7s4f5f6f7f2p

7、3p4p5p6p7p3d4d5d6d7d124、光谱的产生两个概念：①基态：稳定态。②激发态：电子吸发能量后，跃迁到离核较远的轨道上。原子核外的电子在不同的轨道上运动，不同的轨道具有不同的能级。当外界供给能量（热能、电能、光能）给原子时，原子中处于低能级的电子吸收了一定量的能量（即量子能量）而被激发到离核较远的轨道上去，这时受激发的电子处于不稳定状态，为了达到新的稳定状态，则要在极段短的时间内，10-7-10-8S，跃迁到离核较近的轨道上去，这时原子内能减少，减少的内能以辐射电磁波的形式释放能量（光子），由于电子的轨道是不连续的，因而电子跃迁时的能级也是不连续

8、的，因此得到的光谱是不连续的线状光谱，