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光譜分析

時(shí)間:2024-11-26 10:00:58

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光譜分析.jpg

根據(jù)物質(zhì)的光譜來(lái)鑒別物質(zhì)及確定它的化學(xué)組成和相對(duì)含量的方法叫光譜分析.其優(yōu)點(diǎn)是靈敏,迅速.歷史上曾通過(guò)光譜分析發(fā)現(xiàn)了許多新元素,如銣,銫,氦等.根據(jù)分析原理光譜分析可分為發(fā)射光譜分析與吸收光譜分析二種;根據(jù)被測(cè)成分的形態(tài)可分為原子光譜分析與分子光譜分析。光譜分析的被測(cè)成分是原子的稱(chēng)為原子光譜,被測(cè)成分是分子的則稱(chēng)為分子光譜。

發(fā)射光譜分析是根據(jù)被測(cè)原子或分子在激發(fā)狀態(tài)下發(fā)射的特征光譜的強(qiáng)度計(jì)算其含量。

吸收光譜是根據(jù)待測(cè)元素的特征光譜,通過(guò)樣品蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子吸收被測(cè)元素的光譜后被減弱的強(qiáng)度計(jì)算其含量。它符合郎珀-比爾定律:

A= -lg I/I o= -lgT = KCL

式中I為透射光強(qiáng)度,I0為發(fā)射光強(qiáng)度,T為透射比,L為光通過(guò)原子化器光程由于L是不變值所以A=KC。

物理原理為:

任何元素的原子都是由原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級(jí),因此,一個(gè)原子核可以具有多種能級(jí)狀態(tài)。

能量最低的能級(jí)狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)能級(jí)(E0=0),其余能級(jí)稱(chēng)為激發(fā)態(tài)能級(jí),而能最低的激發(fā)態(tài)則稱(chēng)為第一激發(fā)態(tài)。正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量最低的軌道上運(yùn)動(dòng)。

如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級(jí)之間的能級(jí)差E時(shí),該原子將吸收這一特征波長(zhǎng)的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài)。原來(lái)提供能量的光經(jīng)分光后譜線(xiàn)中缺少了一些特征光譜線(xiàn),因而產(chǎn)生原子吸收光譜。

電子躍遷到較高能級(jí)以后處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的,大約經(jīng)過(guò)10-8秒以后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級(jí),并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)原子發(fā)射光譜??梢?jiàn)原子吸收光譜過(guò)程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過(guò)程則釋放輻射能量。



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