第二章原子发射光谱分析法 Atomic emission spectroscopy 因的 图1-10WSP-1型平面光栅摄谱仪外形图 2021/2/19
2021/2/19 第二章 原子发射光谱分析法 Atomic emission spectroscopy
2-1方法原理 原子光谱的产生 原子的核外电子一般处在基态运动 当获取足够的能量后,就会从基态跃 迁到激发态,处于激发态不稳定(寿 命小于108s),迅速回到基态时,就 要释放出多余的能量,若此能量以光 的形式出显,既得到发射光谱 2021/2/19
2021/2/19 2-1 方法原理 一.原子光谱的产生 原子的核外电子一般处在基态运动， 当获取足够的能量后，就会从基态跃 迁到激发态，处于激发态不稳定（寿 命小于10-8 s），迅速回到基态时，就 要释放出多余的能量，若此能量以光 的形式出显，既得到发射光谱
表L1电磁波谱的有关参数 v/Hz 电磁波 跃迁类型 >2×105 >60×109 300mm 无线电波区 电子和核的自旋 2021/2/19
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能量与光谱 △E=E。-E A=h c/E2-E1 =hc/入 U=C/M =hu J=1 =hoc h为普朗克常数(6.626×10-34J.s) c为光速(2.997925×1010cm/s) 2021/2/19
2021/2/19 能量与光谱 ΔE=E2 - E1 λ= h c/E2 -E1 =h c/λ υ= c /λ =hυ σ= 1/λ =hσc • h 为普朗克常数（6.626×10-34 J.s） • c 为光速(2.997925×1010cm/s)
激发电位: 从低能级到高能级需要的能量. 共振线 具有最低激发电位的谱线 原子线(I)离子线(Ⅱ,Ⅲ)相 似谱线 2021/2/19
2021/2/19 激发电位: 从低能级到高能级需 要的能量. 共振线: 具有最低激发电位的谱线. 原子线(Ⅰ) 离子线(Ⅱ,Ⅲ) 相 似谱线
谱线的强度 在i,j两能级间跃迁,谱线强度可表示为: I:: =n: a::hu (1) A1;为跃迁几率 在高温下,处于热力学平衡状态时,单位体积 的基态原子数N与激发态原子数Ni之间遵守 Boltzmann分布定律 2021/2/19
2021/2/19 二.谱线的强度 • 在i，j 两能级间跃迁，谱线强度可表示为： • Iij= Ni Aij hυij （1） • Aij 为跃迁几率 • 在高温下，处于热力学平衡状态时，单位体积 的基态原子数N0与激发态原子数Ni 之间遵守 Boltzmann分布定律
谱线强度与温度 6 8 30004000 5000 6000 7000 T/K 图2-1谱线强度和温度的关系 2021/2/19
2021/2/19 谱线强度与温度
二 0 igo e-Ei/k (2) g1,go为激发态和基态的统计权,Ei为激发电位,K为 Boltzmann'常数,T为温度 (2)代入(1)得: Ii=g /go Ai hui Noe-EikT 此式为谱线强度公式。 正比于基态原子N,也就是说 C,这就 是定量分析依据。影响I1;的因素很多,分别讨 论如下: 2021/2/19
2021/2/19 Ni = N0 gi/g0 e -Ei/kT (2) • gi,g0 为激发态和基态的统计权，Ei为激发电位，K为 Boltzmann常数，T为温度。 （2）代入（1）得： •Iij = gi /g0AijhυijN0 e -Ei/kT • 此式为谱线强度公式。 • Iij 正比于基态原子N0 ，也就是说 Iij ∝C，这就 是定量分析依据。影响Iij的因素很多，分别讨 论如下：
·1.跃迁几率A;I1 2.统计权重g;/g0I1 3.激发电位Ei∞-1gI1 4.激发温度T∝-1/1gI1; (见上图) 2021/2/19
2021/2/19 •1．跃迁几率 Aij∝Iij •2．统计权重 gi/g0∝Iij •3．激发电位 Ei∝-lgIij •4 . 激发温度 T∝-1/lgIij （见上图）
原子的能级与能级图 1.光谱项 原子光谱是由原子外层的价电子在两能级间跃迁而产 生的,原子的能级通常用光谱项符号来表示: n 2S+1 or n M n为主量子数;L为总量子数;S为总自旋量子数;J为 内量子数。M=2S+1,称为谱线的多重性。J又称光谱 支项 2021/2/19
2021/2/19 三．原子的能级与能级图 1．光谱项 原子光谱是由原子外层的价电子在两能级间跃迁而产 生的，原子的能级通常用光谱项符号来表示： n 2S+1LJ or n M LJ n为主量子数；L为总量子数；S为总自旋量子数；J为 内量子数。M=2S+1,称为谱线的多重性。J又称光谱 支项