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動狀態(tài)，每個狀態(tài)都具有確定的能量，這些能量是量子化的。 無外來作用時，原子核外電子的排布遵守三個原則，整個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，如用一定波長的光照射原子時，原子中的一個或幾個電子就可能由此獲得能量而躍遷到較高能級上，這種原子占有較高能級的原子的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。基態(tài)激發(fā)態(tài) 原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過程叫激發(fā)。 原子的激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的能量狀態(tài)，存續(xù)時間僅10-810-5 s，之后便會將多余的能量釋放出來，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)能級圖n0n1n2n3原子光譜一、認識二、分析方法、檢測手段、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、認識二、分析方法、檢測手段、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行元素定性和定量分析的方法。這種方法可有效地用于測量高、中、低含量的元素。

3、原子發(fā)射光譜法的類型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)光源來得到原子光譜的分析方法。以化學(xué)火焰為激發(fā)光源來得到原子發(fā)射光譜的，專稱為火焰光度法。l原子核外光學(xué)電子受到光能激發(fā)而發(fā)射的光譜，稱為原子熒光（見原子熒光光譜分析）。l原子受到X射線光子或其他微觀粒子激發(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，同時產(chǎn)生次級X射線即X射線熒光（見X射線熒光光譜分析）。原子發(fā)射光譜儀原子發(fā)射光譜儀是測定每種化學(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及強度來確定物質(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的科學(xué)儀器。將光源、單色器、檢測器和獨處器件密封在一個溫度穩(wěn)定的恒溫機箱里。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。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀廠商：德國斯派克型號： GENESIS名稱： 德國斯派克全譜電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 ICP SPECTRO GENESIS是目前在市場上唯一配備有出廠前已校正好的、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)。用戶無

5、需再創(chuàng)建相應(yīng)的方法。這些方法均可直接使用無需任何準(zhǔn)備工作。這些工廠預(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原子吸收分光光度法，是通過測定某一具有特定波長的光通過試樣原子蒸汽后被吸收的多少來測定被測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)展起來的一種新型的儀器分析方法，它在地質(zhì)、冶金、機械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護、材料科學(xué)等各個領(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定多種元素，火焰原子吸收光譜法可測到10-9g/mL數(shù)量級，石墨爐原子吸收法可

6、測到10-13g/mL數(shù)量級。其氫化物發(fā)生器可對8種揮發(fā)性元素汞、砷、鉛、硒、錫、碲、銻、鍺等進行微痕量測定。儀器從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光，通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測元素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線光被減弱的程度來測定試樣中待測元素的含量。原子吸收光譜儀是由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)組成。因原子吸收光譜儀的靈敏、準(zhǔn)確、簡便等特點，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)測等方面的常量及微痕量元素分析。 目前，我國現(xiàn)有使用儀器（AAS），據(jù)不完全統(tǒng)計約2-4萬臺，國產(chǎn)儀器多是中檔以下的，個別還在生產(chǎn)低檔儀器。 國外到我國銷售一般是中檔以上儀

7、器，但為了據(jù)占中國市場，也推銷中檔以下產(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院校，科研機構(gòu)，大企業(yè)。中檔以下儀器多在中小型企業(yè)（如礦山、民營廠）。型號：ICE3000系列產(chǎn)地：美國品牌： 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、時尚并以使用方便為優(yōu)先而設(shè)計的。原子質(zhì)譜法 原子質(zhì)譜法（AMS）：亦稱無機質(zhì)譜法，是將單質(zhì)離子按質(zhì)荷比比同而進行分離和檢測的方法。 它廣泛地應(yīng)用于物質(zhì)試樣中元素的識別而后濃度的測定

8、。幾乎所有元素都可以用無機質(zhì)譜測定。 6原子質(zhì)譜分析包括下面幾個步驟： 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； 計數(shù)各種離子的數(shù)目或測定由試樣形成的離子轟擊傳感器時產(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）電離成離子并通過適當(dāng)?shù)姆椒▽崿F(xiàn)按質(zhì)荷比分離，檢測其強度后進行物質(zhì)分析。質(zhì)譜儀一般由三個大的系統(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，它包括三個重要部分：離子源，質(zhì)量分析器和質(zhì)量檢測器，并由此決定質(zhì)譜儀的類型。 質(zhì)譜儀種類很多，分類不一。一般按分析系統(tǒng)的工作狀態(tài)把質(zhì)譜儀分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類

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，按照空間位臵將不同質(zhì)荷比的離子分開；動態(tài)質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器則采用變化的電、磁場，按時間和空間區(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；而飛行時間和四極濾質(zhì)器組成的質(zhì)譜儀，屬于動態(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)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。主要優(yōu)點：靈敏度高、檢出限低；線性范圍寬；譜線簡單，可以采用無色散的原子熒光一

10、起，一起結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。原子熒光光譜儀原子熒光光度計利用惰性氣體氬氣作載氣，將氣態(tài)氫化物和過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)原子高幾個數(shù)量級。原子熒光分光光度計的主要部件有激發(fā)光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、光源與檢出信號的電源同步協(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定中的干擾法X射線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)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。說明:測量待測元素的原子蒸氣在一定波長的輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強度進行定量分析的方法。X射線熒光光譜儀X射線熒光光譜儀具有重現(xiàn)性好，測量速度快，靈敏度高的特點。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，分析對象適用于煉鋼、有色金屬、水泥、陶瓷、石油、玻