《原子发射光谱分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）Atomic Emission Spectrometry（AES）

原子发射光谱分析 Atomic Emission Spectrometry AES 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 原子发射光谱分析 Atomic Emission Spectrometry AES

第一节原子发射光谱分析的基本原理 几个概念 1基态:正常情况下,原子所处的能量最低的稳定状态。 2激发态:在外界能量作用下,原子中外层电子从最低能级 跃迁到更高能级时,原子所处的能量较高的不稳定状态。 3电离:当外界能量足够大时,原子中外层电子从最低能级 跃迁到无限远,使原子成为离子。 4电离电位:原子失去外层电子成为离子时所需的能量。 5激发电位:原子或离子的外层电子由低能态跃迁到高能态 所需要的能量。 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 一、几个概念 1.基态：正常情况下，原子所处的能量最低的稳定状态。 2.激发态：在外界能量作用下，原子中外层电子从最低能级 跃迁到更高能级时，原子所处的能量较高的不稳定状态。 3.电离：当外界能量足够大时，原子中外层电子从最低能级 跃迁到无限远，使原子成为离子。 4.电离电位：原子失去外层电子成为离子时所需的能量。 5.激发电位：原子或离子的外层电子由低能态跃迁到高能态 所需要的能量。 第一节 原子发射光谱分析的基本原理

二、原理示意 吸收电磁辐射 +△E AE EEE 发射电磁辐射 在激发光源作用下,基态原 子吸收能量被激发,处于激发态 的原子不稳定,在108s内又向低 能级跃迁,并发射出特征谱线 △E’=E1-E0=hv1=hc/λ1 -△E △E=E2-E0=hv2=hc/ -△E 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 En 在激发光源作用下，基态原 子吸收能量被激发，处于激发态 的原子不稳定，在10-8 s内又向低 能级跃迁，并发射出特征谱线： E’ =E1 – E0 = h1= h c / 1 E =E2 – E0 = h2 = h c / 2 E0 E1 E2 En E0 E1 吸收电磁辐射 E2 +E +E’ 发射电磁辐射 En E0 E1 E2 -E -E’ 二、原理示意

发射光谱分析过程 1、试样在外界能量(电或热、光)作用下转变为气态原子, 并使气态原子的外层电子由低能态激发至高能态; 2、当外层电子从高能态返回低能态时,原子将释放多余的能 量而发射出特征谱线(AE=E2E1=hv=hc/); 3、对所产生的辐射经过分光记录系统按波长顺序排列记录, 即为光谱图; 4、根据所得光谱图进行定性鉴定和定量分析。 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 三、发射光谱分析过程 1、试样在外界能量（电或热、光）作用下转变为气态原子， 并使气态原子的外层电子由低能态激发至高能态； 2、当外层电子从高能态返回低能态时，原子将释放多余的能 量而发射出特征谱线（E = E 2 -E1 = h =hc/）； 3、对所产生的辐射经过分光记录系统按波长顺序排列记录， 即为光谱图； 4、根据所得光谱图进行定性鉴定和定量分析

四、定义 原子发射光谱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进行分析的方法。 定性分析—由于待测原子的结构不同,因此发射谱线 特征不同。 定量分析—由于待测原子的浓度不同,因此发射谱线 强度不同 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 四、定义 原子发射光谱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进行分析的方法。 定性分析——由于待测原子的结构不同，因此发射谱线 特征不同。 定量分析——由于待测原子的浓度不同，因此发射谱线 强度不同

第二节发射光谱分析的仪器 分光系统 检 测 dIG 光源 发射光谱仪的原理图 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 第二节 发射光谱分析的仪器

2 8 心 WSP-1型平面光栅摄谱仪光路示意图 1.狭缝2.平面反射镜3.准直镜4.光栅5.成像物镜 6.感光板7.二次衍射反射镜8.光栅转台 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一

光源 分光系统 检测器 光源 作用:是提供试样蒸发、原子化、激发所需的能量。 温度高 对光源的要求是:稳定,重现 背景小(无或少带光谱) 简便、安全 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 光源 分光系统 检测器 一、光源 作用：是提供试样蒸发、原子化、激发所需的能量。 对光源的要求是： 温度高 稳定，重现 背景小（无或少带光谱） 简便、安全

光源种类: 火焰 经典光源电弧 直流电弧 交流电弧 光源 火花 电感耦合等离子体,ICP 现代光源 激光光源 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 光源 电弧 电感耦合等离子体，ICP 现代光源 经典光源 火花 直流电弧 交流电弧 火焰 激光光源 光源种类：

1、电弧光源: 分为直流电弧和交流电弧。 (1)直流电弧(适于定性分析、绝对灵敏度高) 弧焰中心温度为40007000K,电极头温度可达 4000K,有利于原子激发和试样的蒸发; 电弧在电极表面无常游动,重现性比较差。 (2)低压交流电弧(适于定量分析、灵敏度低) 激发温度较直流电弧略高,出现电离较多; 弧焰稳定,重现性好。 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 分为直流电弧和交流电弧。 (1)直流电弧（适于定性分析、绝对灵敏度高） •弧焰中心温度为4000-7000K， 电极头温度可达 4000K，有利于原子激发和试样的蒸发； •电弧在电极表面无常游动，重现性比较差。 (2)低压交流电弧（适于定量分析、灵敏度低） • 激发温度较直流电弧略高，出现电离较多； • 弧焰稳定，重现性好。 1、电弧光源：