原子发射光谱 课件.ppt

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1、第7章原子发射光谱分析1．教学内容光学分析法概要、原子发射光谱分析的基本原理、光谱分析仪器、定性分析、定量分析、半定量分析、火焰光度法。2．教学基本要求掌握原子发射光谱分析的基本原理、光谱分析仪器、定性分析、定量分析、半定量分析。3．重点与难点重点：基本原理、定性分析、定量分析。难点：基本原理、定性分析、乳剂特性曲线、内标法基本关系式。7-1光谱分析概论三.原子光谱四.分子光谱五.光学分析及分类二.电磁辐射六.光学分析仪器一.光学分析法简要1.光分析法定义：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。一.光学分析法简要电磁辐

2、射范围：射线～无线电波；相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；研究物质组成、结构表征、表面分析等方面2.光分析法及其特点:3.光谱分析法的三个基本过程：首先由光源提供能量使样品蒸发，形成气态原子，并使气态原子激发而产生光辐射→能源提供能量;然后将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱→能量与被测物之间的相互作用;信号产生过程：用检测器检测光谱中谱线的波长或强度→产生信号.基本特点：（1）所有光分析法均包含三个基本过程；（2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；（3）涉及大量光学元器件。二、电磁辐射的基本性质basi

3、cpropertiesofelectromagneticradiation电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量；c=λν=ν/σE=hν=hc/λc：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数；E：能量；h：普朗克常数电磁辐射具有波动性和微粒性。1.电磁辐射以电磁辐射为分析信号的方法统称为光学分析法1波粒二象性E=hν=hc/λ波长范围高能区:γ与X射线区,0.005-10nm,粒子性中能区:UV-Vis-IR,<1mm，光学光谱区低能区:微波-射频区,<1000m，波谱区2.辐射能的特性：(1)吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)

4、发射将吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射丁铎尔散射和分子散射；(4)折射折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。(6)干涉干涉现象；(7)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。三.原子光谱1.原子外层电子能级的跃迁光谱项光谱项:光谱支项:四个量子数:n主量子数；L角量子数,0/1/2…S/P/D…；S总自旋量子数，,,…,或0J内量子数,2S+1(L>S)个或2L+1(L

5、9.0nm589.6nm△E=hc/λ能级：Na原子基态与第一激发态三.原子光谱2.原子光谱分类AES:向原子供能激发，10－8s内返回AAS:辐射通过基态原子蒸气，选择吸收AFS:吸收光辐射后跃迁回低能态四.分子光谱1.分子能级：复杂3-1电子能级振动能级：原子在平衡位置相对振动振动能级：分子绕轴旋转△E/eV1～200.05～1<0.05相邻谱线分不开；带光谱eee电子能级振动能级转动能级相邻谱线分不开；带光谱2.分子光谱图3.分子光谱分类分子吸收光谱电子光谱：UV-Vis吸收光谱振动光谱：IR红外吸收光谱转动光谱：远红外吸收和微波分子发光光谱光致发光：吸收光辐射荧光光

6、谱：单重激发态→基态磷光光谱：三重激发态→基态化学发光：化学能激发拉曼光谱光子与试样分子非弹性碰撞，能量交换后的散射光谱与分子振动能级跃迁对应与红外吸收光谱有相似性五.光学分析及分类吸收absorption4荧光fluorescence磷光phosphorescence化学发光chemiluminescence散射scattering发射emission命名三种方式：现象/物质/波长三种光分析法测量过程示意图1.光谱分析法的主要特点：（1）用途广泛：是仪器分析法中涉及面最广、用途最大、仪器类型最多的一类分析方法：在某波段范围内可提供物质的组成和结构信息，从而研究和描述物质的

7、性质。（2）涉及的范围：从γ射线(5～140pm)到无线电波(>1m)的所有电磁波谱范围。（3）样品不需要预分离，操作简单。（4）选择性好，分析效率高。2.光分析分类typeofopticalanalysis光谱法——基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法。原子光谱、分子光谱、非光谱法原子光谱（线性光谱）：最常见的三种基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱（AAS）；原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）；基于原子内层电子跃迁的X射线荧光光谱（XFS）；基于原