原子光譜修正版

1、結(jié)構(gòu)化學(xué)原子光譜原子光譜Atomic Spectrum資料收集：張冉ppt 制作：王婷主 講 人：趙寧原子光譜的概念 原子中的電子都處于一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)都具有確定的能量，這些能量是量子化的。 無(wú)外來(lái)作用時(shí)，原子核外電子的排布遵守三個(gè)原則，整個(gè)原子處于能量最低的狀態(tài)基態(tài)。 但原子的基態(tài)可以被破壞，如用一定波長(zhǎng)的光照射原子時(shí)，原子中的一個(gè)或幾個(gè)電子就可能由此獲得能量而躍遷到較高能級(jí)上，這種原子占有較高能級(jí)的原子的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)?；鶓B(tài)激發(fā)態(tài) 原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過(guò)程叫激發(fā)。 原子的激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的能量狀態(tài)，存續(xù)時(shí)間僅10-810-5 s，之后便會(huì)將多余的能量釋放出來(lái)，躍遷回到基態(tài)。 高能

2、量激發(fā)態(tài)可以躍遷到較低能態(tài)而發(fā)射光子，反之，較低能態(tài)可以吸收光子躍遷到較高激發(fā)態(tài)，發(fā)射或吸收光子的各頻率構(gòu)成發(fā)射譜或吸收譜。激發(fā)能級(jí)圖n0n1n2n3原子光譜一、認(rèn)識(shí)二、分析方法、檢測(cè)手段、原理及最優(yōu)選擇三、總結(jié)原子光譜發(fā)展史原子光譜一、認(rèn)識(shí)二、分析方法、檢測(cè)手段、原理及最優(yōu)選擇三、總結(jié)原原子子光光譜譜法法幾種常見(jiàn)的原子光譜法原子發(fā)射光譜法（AES）原子熒光光譜法(AFS)原子吸收光譜法(AAS)原子質(zhì)譜法(AMS)原子發(fā)射光譜法原子發(fā)射光譜法（ AES）AES是根據(jù)每種原子或離子在熱或電激發(fā)下，發(fā)射出特征的電磁輻射而進(jìn)行元素定性和定量分析的方法。這種方法可有效地用于測(cè)量高、中、低含量的元素。

3、原子發(fā)射光譜法的類(lèi)型l原子的核外光學(xué)電子在受熱能和電能激發(fā)而發(fā)射的光譜，通常所稱(chēng)的原子發(fā)射光譜法是指以電弧、電火花和電火焰（如ICP等）為激發(fā)光源來(lái)得到原子光譜的分析方法。以化學(xué)火焰為激發(fā)光源來(lái)得到原子發(fā)射光譜的，專(zhuān)稱(chēng)為火焰光度法。l原子核外光學(xué)電子受到光能激發(fā)而發(fā)射的光譜，稱(chēng)為原子熒光（見(jiàn)原子熒光光譜分析）。l原子受到X射線(xiàn)光子或其他微觀(guān)粒子激發(fā)使內(nèi)層電子電離而出現(xiàn)空穴，較外層的電子躍遷到空穴，同時(shí)產(chǎn)生次級(jí)X射線(xiàn)即X射線(xiàn)熒光（見(jiàn)X射線(xiàn)熒光光譜分析）。原子發(fā)射光譜儀原子發(fā)射光譜儀是測(cè)定每種化學(xué)元素的氣態(tài)原子或離子受激后所發(fā)射的特征光譜的波長(zhǎng)及強(qiáng)度來(lái)確定物質(zhì)中元素組成和含量。原子發(fā)射光譜儀是將成

4、分復(fù)雜的光分解為光譜線(xiàn)的科學(xué)儀器。將光源、單色器、檢測(cè)器和獨(dú)處器件密封在一個(gè)溫度穩(wěn)定的恒溫機(jī)箱里。原子發(fā)射光譜儀有火花原子發(fā)射光譜儀，光電原子發(fā)射光譜儀，手持式光譜儀，便攜式光譜儀，能量色散光譜儀，真空原子發(fā)射光譜儀等多種品種。原子發(fā)射光譜儀廣泛應(yīng)用于鑄造、鋼鐵、金屬回收和冶煉以及軍工、航天航空、電力、化工、高等院校和商檢、質(zhì)檢等部門(mén)。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀廠(chǎng)商：德國(guó)斯派克型號(hào)： GENESIS名稱(chēng)： 德國(guó)斯派克全譜電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 ICP SPECTRO GENESIS是目前在市場(chǎng)上唯一配備有出廠(chǎng)前已校正好的、適用于環(huán)保及其它行業(yè)的方法軟件包的等離子光譜儀(ICP)。用戶(hù)無(wú)

5、需再創(chuàng)建相應(yīng)的方法。這些方法均可直接使用無(wú)需任何準(zhǔn)備工作。這些工廠(chǎng)預(yù)制的分析方法覆蓋了環(huán)境和工業(yè)領(lǐng)域的所有應(yīng)用。原子吸收光譜法原子吸收光譜（AAS)原子吸收光譜法又稱(chēng)原子吸收分光光度法，是通過(guò)測(cè)定某一具有特定波長(zhǎng)的光通過(guò)試樣原子蒸汽后被吸收的多少來(lái)測(cè)定被測(cè)元素的含量的一種方法。此法是20世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)并在以后逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型的儀器分析方法，它在地質(zhì)、冶金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。該法主要適用樣品中微量及痕量組分分析。原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀可測(cè)定多種元素，火焰原子吸收光譜法可測(cè)到10-9g/mL數(shù)量級(jí)，石墨爐原子吸收法可

6、測(cè)到10-13g/mL數(shù)量級(jí)。其氫化物發(fā)生器可對(duì)8種揮發(fā)性元素汞、砷、鉛、硒、錫、碲、銻、鍺等進(jìn)行微痕量測(cè)定。儀器從光源輻射出具有待測(cè)元素特征譜線(xiàn)的光，通過(guò)試樣蒸氣時(shí)被蒸氣中待測(cè)元素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線(xiàn)光被減弱的程度來(lái)測(cè)定試樣中待測(cè)元素的含量。原子吸收光譜儀是由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)組成。因原子吸收光譜儀的靈敏、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于冶金、地質(zhì)、采礦、石油、輕工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品及環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的常量及微痕量元素分析。 目前，我國(guó)現(xiàn)有使用儀器（AAS），據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)約2-4萬(wàn)臺(tái)，國(guó)產(chǎn)儀器多是中檔以下的，個(gè)別還在生產(chǎn)低檔儀器。 國(guó)外到我國(guó)銷(xiāo)售一般是中檔以上儀

7、器，但為了據(jù)占中國(guó)市場(chǎng)，也推銷(xiāo)中檔以下產(chǎn)品，如PE公司AA100型,島津公司6200型，澳大利亞GBC公司AA933型等。 中檔以上儀器多在大專(zhuān)院校，科研機(jī)構(gòu)，大企業(yè)。中檔以下儀器多在中小型企業(yè)（如礦山、民營(yíng)廠(chǎng)）。型號(hào)：ICE3000系列產(chǎn)地：美國(guó)品牌： 賽默飛 Thermo Scientific S系列 ( iCE 3000 ) 原子吸收光譜儀有別于其他傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的原子吸收光譜儀，是令人耳目一新的儀器。她們結(jié)構(gòu)緊湊、時(shí)尚并以使用方便為優(yōu)先而設(shè)計(jì)的。原子質(zhì)譜法 原子質(zhì)譜法（AMS）：亦稱(chēng)無(wú)機(jī)質(zhì)譜法，是將單質(zhì)離子按質(zhì)荷比比同而進(jìn)行分離和檢測(cè)的方法。 它廣泛地應(yīng)用于物質(zhì)試樣中元素的識(shí)別而后濃度的測(cè)定

8、。幾乎所有元素都可以用無(wú)機(jī)質(zhì)譜測(cè)定。 6原子質(zhì)譜分析包括下面幾個(gè)步驟： 原子化； 將原子化的原子的大部分轉(zhuǎn)化為離子流，一般為單電荷正離子； 離子按質(zhì)量電荷比（即質(zhì)荷比m/z）分離； 計(jì)數(shù)各種離子的數(shù)目或測(cè)定由試樣形成的離子轟擊傳感器時(shí)產(chǎn)生的離子電流。質(zhì)譜儀 質(zhì)譜儀能使物質(zhì)粒子（原子，分子）電離成離子并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)按質(zhì)荷比分離，檢測(cè)其強(qiáng)度后進(jìn)行物質(zhì)分析。質(zhì)譜儀一般由三個(gè)大的系統(tǒng)組成：電學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和分析系統(tǒng)。分析系統(tǒng)是質(zhì)譜儀的核心，它包括三個(gè)重要部分：離子源，質(zhì)量分析器和質(zhì)量檢測(cè)器，并由此決定質(zhì)譜儀的類(lèi)型。 質(zhì)譜儀種類(lèi)很多，分類(lèi)不一。一般按分析系統(tǒng)的工作狀態(tài)把質(zhì)譜儀分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩大類(lèi)

9、。靜態(tài)質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器采用穩(wěn)定的或變化慢的電、磁場(chǎng)，按照空間位臵將不同質(zhì)荷比的離子分開(kāi)；動(dòng)態(tài)質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器則采用變化的電、磁場(chǎng)，按時(shí)間和空間區(qū)分不同質(zhì)荷比的離子。例如，由單聚焦和雙聚焦質(zhì)量分析器組成的質(zhì)譜儀，屬于靜態(tài)質(zhì)譜儀；而飛行時(shí)間和四極濾質(zhì)器組成的質(zhì)譜儀，屬于動(dòng)態(tài)質(zhì)譜儀。原子熒光光譜法原子熒光光譜法（AFS）是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。它的基本原理是基態(tài)原子（一般蒸汽狀態(tài)）吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過(guò)程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。主要優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、檢出限低；線(xiàn)性范圍寬；譜線(xiàn)簡(jiǎn)單，可以采用無(wú)色散的原子熒光一

10、起，一起結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。原子熒光光譜儀原子熒光光度計(jì)利用惰性氣體氬氣作載氣，將氣態(tài)氫化物和過(guò)量氫氣與載氣混合后，導(dǎo)入加熱的原子化裝置，氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱，氫化物受熱以后迅速分解，被測(cè)元素離解為基態(tài)原子蒸氣，其基態(tài)原子的量比單純加熱砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等元素生成的基態(tài)原子高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。原子熒光分光光度計(jì)的主要部件有激發(fā)光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、光源與檢出信號(hào)的電源同步協(xié)調(diào)系統(tǒng)五部分。其主要的分析方法是定量分析方法和熒光測(cè)定中的干擾法X射線(xiàn)熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。它的基本原理是基態(tài)原子（一般蒸汽狀態(tài)）吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過(guò)程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。說(shuō)明:測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在一定波長(zhǎng)的輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的方法。X射線(xiàn)熒光光譜儀X射線(xiàn)熒光光譜儀具有重現(xiàn)性好，測(cè)量速度快，靈敏度高的特點(diǎn)。能分析F(9)U(92)之間所有元素。樣品可以是固體、粉末、熔融片，液體等，分析對(duì)象適用于煉鋼、有色金屬、水泥、陶瓷、石油、玻