原子吸收光谱 吸收光谱
紫外、可见光谱 红外光谱 发射光谱 散射光谱 原子发射光谱 荧光光谱 磷光光谱
拉曼光谱
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广东省低碳化学与过程节能重点实验室
分子光谱与原子光谱
原子光谱
原子吸收
原子的电子在原子内 电子能级之间跃迁所 产生的线状光谱
原子发射 原子荧光
红外光谱 紫外、可见光谱 分子荧光 分子磷光 拉曼光谱
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2300~3500埃/15张，80埃/张 以铁光谱作为波长标尺 标有65种元素的480条特征谱线
Cr
12.3

41.3
Li
5

上标：谱线的强度级（1~10级） 下标：原子线(Ⅰ)与离子线(Ⅱ→ +、 Ⅲ→ 2+、Ⅳ→ 3+ ) 底标：波长十位后尾数，12.3→2712.3埃、47.3→ 2747.3埃
原子吸收光谱的产生条件： ① 辐射能：h E u E 0 ② 存在有效的吸光质点， 即基态原子。
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原子吸收光谱概述
原子吸收分光光度 计组成框图
火焰原子化器 单色器
空心阴极灯
雾化器和雾化室
光电倍增管
数据处理和仪器控制
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原子发射光谱概述
原子发射光谱分析法 是根据处于激发态的待 测元素原子回到基态时 发射的特征谱线对待测 元素进行分析的方法。
能级跃迁示意图
特征谱线
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{ 强度I：定量分析
波长λ：定性分析
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原子发射光谱概述
共振线、第一共振线 由激发态直接跃迁至基态时辐射的谱线称 为共振线。由第一激发态直接跃迁至基态的谱 线称为第一共振线。 E3 E2 E1 E0 最灵敏线、最后线、分析线 第一共振线一般也是元素的最灵敏线。 当该元素在被测物质里降低到一定含量时，出现的最后一 条谱线，是最后线，也是最灵敏线。用来测量该元素的谱线称分 析线。
铁谱比较法适宜同时进行多元素定性鉴定
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原子发射光谱概述
2. 标准试样光谱比较法
下摄谱
• 比较标准样品与试样所出现的特征谱线 • 若试样光谱中出现标准样品所含元素的2～3条特征 谱线，就可以证实试样中含有该元素 • 否则不含有该元素
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原子发射光谱概述
原子发射光谱仪组成 激发源(光源) 单色器 检测器 数据处理与显示
ICP
中阶梯光栅交叉 色散光学系统
CID电荷注入 式检测器
低压交流电弧
平面衍射光栅 摄谱仪
感光板
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原子发射光谱概述 定性分析：
1. 标准铁光谱图比较法
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0.01 0.03 0.10 0.30
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原子发射光谱概述 光谱定量分析
光电增管检测谱线的强度
I＝Acb lgI＝blgc + lgA
原子发射光谱特点: 灵敏度高ng-pg/ml,可测所
有金属和C、S、P等非金属共七八十种元素, 分 析速度快,只能用来确定物质的元素组成与含量，
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分子中电子能级、振 动和转动能级的变化 产生的带状光谱
分子光谱
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原子光谱基础
主能级 亚能级
主量子数 n
电子运动 状态的描 述
角量子数 l
磁量子数 ml
自旋磁量子数 ms
基态Na原子的核外电子排布： (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
原子的电子能级示意图
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原子吸收光谱概述
空心阴极: 钨棒作成圆筒形 筒内熔入被测元素 阳 极: 钨棒装有钛、锆, 钽金属作成的阳极
在高压电场下 , 阴极电子向阳极高速飞溅放电 ,并与载气 原子碰撞, 使之电离放出二次电子,而使场内正离子和电子增 加以维持电流。 载气阳离子在电场中大大加速, 轰击阴极表面时可将被测 元素的原子从晶格中轰击出来, 即溅射。 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内, 经与其它粒子碰撞 而被激发, 发射出相应元素的特征谱线-----共振谱线。
光谱分析方法概述
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电磁辐射
波长增加，能量降低
高能辐射部分
γ射线 X射线
紫 可 外 见 区 区
红 外 区
长波部分
微波 无线电波
E h h
2
c

光学 光谱区
10nm-1000μm
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电磁辐射的特性与光谱分析方法 光谱分析方法——基于电磁辐射与材料相互作用产生的 特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。
不能给出分子的有关信息。
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原子吸收光谱概述
当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的 电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所 需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振 吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的 产生。
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原子发射光谱概述
标准铁光谱比较法操作：
在摄制试样光谱的同时，在感光板上摄制铁光谱 在8W-光谱投影仪上将感光板上光谱放大20倍 以铁光谱作为波长标尺，使感光板上的铁光谱与标准铁光 谱上的铁光谱对齐且平行 找出标准铁光谱上所标有各元素的特征谱线在试样光谱中 是否出现 若某元素的2～3条特征谱线出现，该元素就存在
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原子发射光谱概述 光谱半定量分析
用于钢材、合金等的分类,矿石品位分级等大批量试样的快速 测定。 9
1. 谱线黑度比较法
将试样与已知不同含量的系列标准样 品在一定条件下摄谱于同一光谱感光 板上 在映谱仪上用目视法直接比较被测试 样与标样光谱中分析线黑度 根据黑度，估计欲测元素的近似含量
2833.1
Pb

标样-1：0.001% 标样-2：0.003%
标样-3：0.01% 标样-4：0.03%
标样-5：0.1%
未知样-1 未知样-2
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原子发射光谱概述
2. 显线法(数线法)
例：铅含量与出现谱线关系 Pb % 0.001 0.003 谱线特征 2833.069 清晰可见,2614.178和2802.00弱 2833.069 清晰可见,2614.178增强, 2802.00变清晰 上述谱线增强,2663.17和2873.32出现 上述谱线都增强 上述谱线更增强,没有出现新谱线 2393.8, 2577.26 出现。