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1、华东理工大学分析测试中心电感耦合等离子体原子发 射光谱 (TCP-AES)2.1原子发射光谱基础2.2 ICP-AES分析原理及特点2.3 ICP-AES仪器2.4 ICP-AES分析方法2.5 ICP光谱法的新进展电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP）:上 世纪60年框中期，Fassel和Greenfield创立了 电感耦合等离子体原子发射光谱新技术，这在 光谱化学分析上是一次重大的突破。其它等离子体光谱分析技术（直流等离子体. 微波等离子体）也得到了长足的进步。上世纪80-90年代，ICP-MS的发展应用广泛： 金属元素测量首选方法（ICP,直 读原子发射光谱）2.1. 2发射光谱分析的原
2、理Fraunhofer 吸收线Na发射线190 nm900 nm元素定性分析发射谱是一些明亮的细线，吸收谱是一些暗线。发射光谱分析的特点多元素检测(multi-element):分析速度快：多元素检测；可直接进样；固、液均可:选择性好：Nb与Ta; Zr与 Ha, Rare-elements;V检出限低：10-0.1)ig/g(|ig/mL); ICP-AES可达ng/mLV准确度高：一般5-10%, ICP可达1%以下:所需试样量少:线性范围宽(linear range),4-6个数量级:对非金属元素的测定非最佳：O,S,N,X(处于远紫外):P、Se、Te难激发，常以原子荧光法测定21.
3、4原子发射光谱的产生过程1. 能量(电或热、光)基态原子2. 外层电子(低能态E高能态E?)3. 外层电子(高能态E?低能态E)4. 发出特征频率(v)的光子：A E = E2-Ej = hv = he/入口激发电位(Excited potent ial):由低能态-高能 态需要的能量，以eV表示。每条谱线对应一激发电位。 )共振线(Resonance line):由激发态直接向基态跃迁发射产生的谱线 口原子线和离子线I:原子线II： 一次电离离子发射的谱线，一级离子线Mg I285. 21nm,Mg II280. 27nm,Mg III455. 30nm2. 1. 5原子光谱原理原子能级用光
4、谱项来表征光谱项符号：n2S+1Ljn：主量子数厶：总角量子数S：总自旋量子数7：总内量子数基态Na原子:(Is) 2(2s) 2(2p) 6 (3s)1例： 钠原子基态32/2III:二次电离离子发射的谱线，二级离子线核外电子的运动状态描述鼻单个价电子运动状态的描述主量子数口 角量子数1 磁量子数O1 自旋量子数s 自旋磁量子数ms主量子数门描述电子层，主要能量，n=1, 2,.角量子数/.电子云形状，决定角动量0, 1, 2,. 对应s, p, d, f,磁量子数m,:电子云伸展方向，决定角动量P|沿Z轴分量, 777/=0, 土 1, 2, . /自旋量子数s.电子的自旋，决定自旋角动量
5、，s =1/2自旋磁量子数/t?s：自旋角动量沿Z轴分量，ms = 1/2四个量子数可以描述原子运动状态：n, /,多个价电子运动状态的描述/:主量子数 厶总角量子数总内量子数 总自旋量子数多电子角量子数耦合厶 总角量子数， 其数值为外层价电子角量子数1的矢量 和，即Z = 厶如两个价屯子耦合，L的取值为：L =厶+厶，（人 + 厶一 1），（厶+厶一2）,，I /j-/2 I厶的取值范围：0,1,2,3,相应的符号为：S, P, D, F,; 十:总自旋。其值为个别价电子自旋s(其值为1/2 )的矢量和。厂当电子数为偶数时，S取零或正整数0,L片当电子数为奇数时，S取正的半整数1/2,3/2
6、,I； yw J:总内量子数。其值为各个价电子组合得到的总角量子数L与总自旋S的矢量和。* /的取值范围：厶 + 5 ( + S - 1), ( + S - 2), , L - S* J的取值个数：X若LAS、则/有(2S+1)个值;/若ZVS,则丿有(2Z+1)个值。例：根据原子的电子构型求光谱项。1. 钠原子基态和第一激发态.: 钠原子基态原子实：包括原子核和其它 全充满支壳层（闭合壳层） 中的电子.光学电子：填充在未充满支壳层中的电子。钠原子基态：（3s）iS = 1/2(2S+1) = 2八1/2光谱项符号：325(2)钠原子的第一激发态：(3p)in = 3Z = / = 1S =
7、1/2(291) = 2J = 3/2, 1/2光谱项：VP光谱支项：32人/2和32/2由于轨道运动和自旋运动的相互作用，这两个光谱支项代表两个能量有微小差异的能级状态.钠原子由第一激发态向基态跃迁发射两条谱线 第一激发态光谱支项：32人/2和32人/2 基态光谱项：32/2589.593nm , 588.996 nm/eVioono俏的能级图ISOOO2OOOQtsoaoXXM)035000WM0045MH)原子能级图一条谱线用两个光谱项符号来表示Na 588. 996 nm（32S”2一 32/2 ）Na 589. 593nm（3锯血一 32片/2 ）跃迁的选择定则1. 在跃迁时，主量子
8、数n的改变不受限制。2. A L = 1,即跃迁只允许在S与P之间. 或P与S或之间，与F或F之间产生 等等。3 A S = 0。4. A J = 0, 1。但当丿=0时，A J = 0的 跃迁是禁戒的。S为何不等于1?Mg 2852 A （共振线）跃迁的原子光谱!S罗Mg原子序数12Mg基态电子组态：Ne3slx = /2 = 0 Z = 0 “ 一.一2 s = o两个3s电子处于同一轨道，根据保里不相容原理，这两个电子的自旋必须反平行鼻基态镁原子的光谱项符号：3】S。Mg 2852 A :敷发态电子组态:Ne3s3p11 =0,/2 =1L = 1丄S=0, 1233P: 33P2, 33Ph 33Po31%_31卩31P: 31P1谱线数目元素*(h買心样品三次不同伯
