原子光谱修正版教材课件.ppt

1、结构化学原子光谱原子光谱Atomic Spectrum资料收集：张冉ppt 制作：王婷主 讲 人：赵宁原子光谱的概念 原子中的电子都处于一定的运动状态，每个状态都具有确定的能量，这些能量是量子化的。无外来作用时，原子核外电子的排布遵守三个原则，整个原子处于能量最低的状态基态。但原子的基态可以被破坏，如用一定波长的光照射原子时，原子中的一个或几个电子就可能由此获得能量而跃迁到较高能级上，这种原子占有较高能级的原子的状态叫做激发态。基态激发态 原子由基态跃迁到激发态的过程叫激发。原子的激发态是不稳定的能量状态，存续时间仅10-810-5 s，之后便会将多余的能量释放出来，跃迁回到基态。高能量激发态

2、可以跃迁到较低能态而发射光子，反之，较低能态可以吸收光子跃迁到较高激发态，发射或吸收光子的各频率构成发射谱或吸收谱。激发能级图n0n1n2n3原子光谱一、认识二、分析方法、检测手段、原理及最优选择三、总结原子光谱发展史原子光谱一、认识二、分析方法、检测手段、原理及最优选择三、总结原原子子光光谱谱法法几种常见的原子光谱法原子发射光谱法（AES）原子荧光光谱法(AFS)原子吸收光谱法(AAS)原子质谱法(AMS)原子发射光谱法原子发射光谱法（AES）AES是根据每种原子或离子在热或电激发下，发射出特征的电磁辐射而进行元素定性和定量分析的方法。这种方法可有效地用于测量高、中、低含量的元素。原子发射光

3、谱法的类型l原子的核外光学电子在受热能和电能激发而发射的光谱，通常所称的原子发射光谱法是指以电弧、电火花和电火焰（如ICP等）为激发光源来得到原子光谱的分析方法。以化学火焰为激发光源来得到原子发射光谱的，专称为火焰光度法。l原子核外光学电子受到光能激发而发射的光谱，称为原子荧光（见原子荧光光谱分析）。l原子受到X射线光子或其他微观粒子激发使内层电子电离而出现空穴，较外层的电子跃迁到空穴，同时产生次级X射线即X射线荧光（见X射线荧光光谱分析）。原子发射光谱仪原子发射光谱仪是测定每种化学元素的气态原子或离子受激后所发射的特征光谱的波长及强度来确定物质中元素组成和含量。原子发射光谱仪是将成分复杂的光

4、分解为光谱线的科学仪器。将光源、单色器、检测器和独处器件密封在一个温度稳定的恒温机箱里。原子发射光谱仪有火花原子发射光谱仪，光电原子发射光谱仪，手持式光谱仪，便携式光谱仪，能量色散光谱仪，真空原子发射光谱仪等多种品种。原子发射光谱仪广泛应用于铸造、钢铁、金属回收和冶炼以及军工、航天航空、电力、化工、高等院校和商检、质检等部门。电感耦合等离子体原子发射光谱仪厂商：德国斯派克型号：GENESIS名称：德国斯派克全谱电感耦合等离子体发射光谱仪 ICP SPECTRO GENESIS是目前在市场上唯一配备有出厂前已校正好的、适用于环保及其它行业的方法软件包的等离子光谱仪(ICP)。用户无需再创建相应的

5、方法。这些方法均可直接使用无需任何准备工作。这些工厂预制的分析方法覆盖了环境和工业领域的所有应用。原子吸收光谱法原子吸收光谱（AAS)原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法，是通过测定某一具有特定波长的光通过试样原子蒸汽后被吸收的多少来测定被测元素的含量的一种方法。此法是20世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法，它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸收光谱法可测到10-9g/mL数量级，石墨炉原子吸收法可测到10-13

6、g/mL数量级。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。原子吸收光谱仪是由光源、原子化系统、分光系统和检测系统组成。因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点，现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析。目前，我国现有使用仪器（AAS），据不完全统计约2-4万台，国产仪器多是中档以下的，个别还在生产低档仪器。国外到我国销售一般是中档以上仪器，但为了据占中国

7、市场，也推销中档以下产品，如PE公司AA100型,岛津公司6200型，澳大利亚GBC公司AA933型等。中档以上仪器多在大专院校，科研机构，大企业。中档以下仪器多在中小型企业（如矿山、民营厂）。型号：ICE3000系列产地：美国品牌：赛默飞 Thermo Scientific S系列(iCE 3000)原子吸收光谱仪有别于其他传统设计的原子吸收光谱仪，是令人耳目一新的仪器。她们结构紧凑、时尚并以使用方便为优先而设计的。原子质谱法 原子质谱法（AMS）：亦称无机质谱法，是将单质离子按质荷比比同而进行分离和检测的方法。它广泛地应用于物质试样中元素的识别而后浓度的测定。几乎所有元素都可以用无机质谱测

8、定。6原子质谱分析包括下面几个步骤：原子化；将原子化的原子的大部分转化为离子流，一般为单电荷正离子；离子按质量电荷比（即质荷比m/z）分离；计数各种离子的数目或测定由试样形成的离子轰击传感器时产生的离子电流。质谱仪 质谱仪能使物质粒子（原子，分子）电离成离子并通过适当的方法实现按质荷比分离，检测其强度后进行物质分析。质谱仪一般由三个大的系统组成：电学系统、真空系统和分析系统。分析系统是质谱仪的核心，它包括三个重要部分：离子源，质量分析器和质量检测器，并由此决定质谱仪的类型。质谱仪种类很多，分类不一。一般按分析系统的工作状态把质谱仪分为静态和动态两大类。静态质谱仪的质量分析器采用稳定的或变化慢的

9、电、磁场，按照空间位臵将不同质荷比的离子分开；动态质谱仪的质量分析器则采用变化的电、磁场，按时间和空间区分不同质荷比的离子。例如，由单聚焦和双聚焦质量分析器组成的质谱仪，属于静态质谱仪；而飞行时间和四极滤质器组成的质谱仪，属于动态质谱仪。原子荧光光谱法原子荧光光谱法（AFS）是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。它的基本原理是基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。主要优点：灵敏度高、检出限低；线性范围宽；谱线简单，可以采用无色散的原子荧光一起，一起结构简单，价格便宜。原子荧光光谱仪原

10、子荧光光度计利用惰性气体氩气作载气，将气态氢化物和过量氢气与载气混合后，导入加热的原子化装置，氢气和氩气在特制火焰装置中燃烧加热，氢化物受热以后迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，其基态原子的量比单纯加热砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素生成的基态原子高几个数量级。原子荧光分光光度计的主要部件有激发光源、原子化系统、分光系统、检测系统、光源与检出信号的电源同步协调系统五部分。其主要的分析方法是定量分析方法和荧光测定中的干扰法X射线荧光光谱法是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。它的基本原理是基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，

11、而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。说明:测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。X射线荧光光谱仪X射线荧光光谱仪具有重现性好，测量速度快，灵敏度高的特点。能分析F(9)U(92)之间所有元素。样品可以是固体、粉末、熔融片，液体等，分析对象适用于炼钢、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行业样品。无标半定量方法可以对各种形状样品定性分析，并能给出半定量结果，结果准确度对某些样品可以接近定量水平，分析时间短。薄膜分析软件FP-MULT1能作镀层分析，薄膜分析。原子光谱一、认识二、分析方法、检测手段、原理及最优选择三、总结总结原子光谱主要用于检测元素等，其检测精确度高，应用广泛，将来或许可以应用于更多的领域。谢谢！