第09章 原子发射光谱.ppt

《仪器分析》课程
厦门大学精品课程
仪器分析(含实验)
第九章
原子发射光谱法
Atomic Emission Spectroscopy
For Short:AES
Chapter Nine
气态原子或离子的核外层电子当获取足够的能量后,就会从基态跃迁到各种激发态,处于各种激发态不稳定的电子(寿命<10-8s)迅速回到低能态时,就要释放出能量,若以光辐射的形式释放能量,既得到原子发射光谱。
§ 原子发射光谱法基本原理
一. 原子发射光谱的产生
电能、热能、光能等激发气态原子、离子的核外层电子跃迁至高能态。
E2
E0
E1
E3
hi
气态激发态原子、离子的核外层电子,迅速回到低能态时以光辐射的形式释放能量。原子发射光谱
主量子数( n ):描述核外电子是在那个电子壳层上运动。
n = 1、 2、 3、 4、 5、 6、7、
符号: K、L、M、N、O、P、Q、
二. 原子核外电子的壳层结构

角量子数( l ):描述核外电子云的形状。
l = 0、1、 2、 3、 4、
符号: s、p、d、 f、 g、
磁量子数(m l ):描述核外电子云沿磁场方向的分量。
m l = 0、1、 2、 3、、 l
自旋量子数(m s ):描述核外电子云自旋方向。
m s = 1/2
Na: (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
(3s)1 n = 3 l = 0 m l = 0 m s =+1/2
主量子数(n):
n =1、 2、 3、 4、 5、 6、7、

总自旋量子数(S):
S = 0、1、2 、3、、 m s (m s为整数)
S = 1/2、3/2 、5/2、、 m s (m s为分数)
总角量子数(L):
L =  l ,
对于2个价电子: L = ( l1+ l2)、( l1+ l2-1)、、( l1- l2)
光谱的多重性(M): M=2S+1
内量子数(J):光谱支项
J = L+S、、 L-S (LS )
J = S+L、、 S-L (S >L)
:原子发射光谱是由原子或离子的核外电子在高低级间跃迁而产生的,原子或离子的能级通常用光谱项符号来表示:

n2S+1LJ or n M LJ
n--为主量子数; L--为总角量子数;
S--为总自旋量子数; M=2S+1,称为谱线的多重性
J--为内量子数;又称光谱支项。
价电子组态
n
L
S
J
光谱项
基态(3s)1
3
0
1/2
1/2
32S1/2
激发态(3p)1
3
1
1/2
3/2、1/2
32P3/2、 32P1/2
激发态(3d)1
3
2
1/2
5/2、3/2
32D5/2、 32D3/2
激发态(4f )1
4
3
1/2
7/2、5/2
42F7/2、 42F5/2
Na (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
Na : Å 32S1/2----32P3/2
Å 32S1/2----32P1/2
(1) 主量子数n变化,Δn为整数,包括0。
(2) 总角量子数L的变化,ΔL=±1。
(3) 内量子数J变化,ΔJ=0,±1。但当J=0时, ΔJ=0的跃迁是禁戒的。
(4) 总自旋量子数S的变化,ΔS=0,即单重项只跃迁到单重项,三重项只跃迁到三重项。

Na (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
32S1/2
32P1/2 32P3/2
32D3/2 32D5/2
42F5/2 42F7/2

把原子中所可能存在的光谱项--能级及能级跃迁用平面图解的形式表示出来, 称为能级图。
Na (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1
基态
激发态
波长/nm
32S1/2
32P1/2

32P3/2

32D3/2,5/2

42P1/2

42P3/2

52P1/2

52P3/2

2. 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。
1. 激发电位:低能态电子被激发到高能态时所需要的能量。
四. 原子发射光谱法一些常用的术语
4. 原子线、离子线
原子