一、原子光譜的產生
原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)發射光(guang)譜分析是根(gen)據原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)所(suo)(suo)發射的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜來(lai)測定(ding)物質的(de)(de)(de)(de)(de)化學組分的(de)(de)(de)(de)(de)。不(bu)同物質由(you)不(bu)同元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)所(suo)(suo)組成(cheng)，而原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)都包含(han)著一(yi)(yi)個結構緊密的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he)，核(he)外(wai)(wai)圍繞著不(bu)斷運動的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)。每個電子(zi)(zi)處(chu)于(yu)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)，具有一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)。在正常的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)處(chu)于(yu)穩定(ding)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)，它的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)是 低的(de)(de)(de)(de)(de)，這種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)稱(cheng)(cheng)為(wei)基(ji)(ji)態(tai)。但(dan)當原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)受到能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(如(ru)熱能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、電能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)時，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)由(you)于(yu)與(yu)高速運動的(de)(de)(de)(de)(de)氣態(tai)粒子(zi)(zi)和電子(zi)(zi)相互(hu)碰撞(zhuang)而獲得了能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)，使原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)中(zhong)外(wai)(wai)層的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)從基(ji)(ji)態(tai)躍(yue)遷(qian)(qian)到更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)，處(chu)在這種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)稱(cheng)(cheng)激(ji)(ji)發態(tai)。電子(zi)(zi)從基(ji)(ji)態(tai)躍(yue)遷(qian)(qian)至(zhi)激(ji)(ji)發態(tai)所(suo)(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)稱(cheng)(cheng)為(wei)激(ji)(ji)發電位(wei)(wei)，當外(wai)(wai)加的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)足夠大時，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)脫(tuo)離(li)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)束縛力(li)，使原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)子(zi)(zi)，這種(zhong)(zhong)過程稱(cheng)(cheng)為(wei)電離(li)。原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)失去一(yi)(yi)個電子(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)子(zi)(zi)時所(suo)(suo)需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)稱(cheng)(cheng)為(wei)一(yi)(yi)級電離(li)電位(wei)(wei)。離(li)子(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)層電子(zi)(zi)也能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)被激(ji)(ji)發，其(qi)所(suo)(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)即為(wei)相應離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)發電位(wei)(wei)。處(chu)于(yu)激(ji)(ji)發態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)是十分不(bu)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)，在 短的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)內(nei)便躍(yue)遷(qian)(qian)至(zhi)基(ji)(ji)態(tai)或其(qi)它較低的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)。
當(dang)原子從較(jiao)高(gao)能級(ji)躍遷(qian)到基態或其它較(jiao)低的(de)(de)能級(ji)的(de)(de)過程中，將釋放出多余的(de)(de)能量，這種能量是以一(yi)定(ding)波(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)電磁波(bo)(bo)的(de)(de)形式(shi)輻射(she)出去的(de)(de)，其輻射(she)的(de)(de)能量可用下式(shi)表示：(1)E2、E1分(fen)別為(wei)高(gao)能級(ji)、低能級(ji)的(de)(de)能量，h為(wei)普朗克(Planck)常數；v及λ分(fen)別為(wei)所發射(she)電磁波(bo)(bo)的(de)(de)頻率及波(bo)(bo)長(chang)，c為(wei)光在(zai)真(zhen)空中的(de)(de)速(su)度。
每一(yi)條所發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)波長(chang)，取決于(yu)(yu)躍遷前后兩個(ge)能級之差。由于(yu)(yu)原子(zi)的(de)(de)(de)(de)能級很多，原子(zi)在(zai)被激發(fa)后，其外層電子(zi)可有不同的(de)(de)(de)(de)躍遷，但這(zhe)(zhe)些(xie)躍遷應遵循一(yi)定的(de)(de)(de)(de)規則(即“光(guang)(guang)譜(pu)(pu)選(xuan)律”)，因此對特(te)定元素(su)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)可產生一(yi)系列不同波長(chang)的(de)(de)(de)(de)特(te)征光(guang)(guang)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)，這(zhe)(zhe)些(xie)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)按(an)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)順(shun)序(xu)排列，并保持(chi)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度比例。光(guang)(guang)譜(pu)(pu)分(fen)(fen)析(xi)就(jiu)是從(cong)識別這(zhe)(zhe)些(xie)元素(su)的(de)(de)(de)(de)特(te)征光(guang)(guang)譜(pu)(pu)來鑒別元素(su)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(定性分(fen)(fen)析(xi))，而這(zhe)(zhe)些(xie)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度又(you)與試樣中該元素(su)的(de)(de)(de)(de)含量有關，因此又(you)可利用這(zhe)(zhe)些(xie)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度來測定元素(su)的(de)(de)(de)(de)含量(定量分(fen)(fen)析(xi))。這(zhe)(zhe)就(jiu)是發(fa)射(she)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)(de)基本(ben)依據(ju)。
二、發射光譜分析的過程
1．把試樣(yang)在能(neng)量的作用下蒸發、原(yuan)子(zi)化(轉變(bian)成氣態(tai)原(yuan)子(zi))，并(bing)使(shi)氣態(tai)原(yuan)子(zi)的外層電(dian)子(zi)激(ji)(ji)發至(zhi)高(gao)能(neng)態(tai)。當從較(jiao)高(gao)的能(neng)級躍遷到較(jiao)低的能(neng)級時，原(yuan)子(zi)將釋放(fang)出(chu)(chu)多余的能(neng)量而發射(she)出(chu)(chu)特征譜線。這一過程稱為蒸發、原(yuan)子(zi)化和(he)激(ji)(ji)發，需借助于激(ji)(ji)發光源來實現。
2．把(ba)原子所產生(sheng)的(de)輻(fu)射進行色(se)散分光，按波長順序(xu)記(ji)錄在感(gan)光板(ban)上，就可呈現出有規(gui)則的(de)光譜線條，即光譜圖。系借助于攝譜儀器的(de)分光和檢測裝置來實現。
3．根據所得光(guang)譜(pu)圖(tu)進行定(ding)性鑒定(ding)或(huo)定(ding)量分(fen)析。由于不同(tong)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)原子結構不同(tong)，當被激發后發射光(guang)譜(pu)線(xian)的(de)波(bo)(bo)長不盡相同(tong)，即每種元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)都有其(qi)特征的(de)波(bo)(bo)長，故根據這(zhe)(zhe)些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)特征光(guang)譜(pu)就可(ke)以(yi)準確(que)無誤(wu)的(de)鑒別元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)存(cun)在(定(ding)性分(fen)析)，而(er)這(zhe)(zhe)些(xie)光(guang)譜(pu)線(xian)的(de)強度又(you)與(yu)試(shi)樣中該元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)含(han)量有關，因(yin)此又(you)可(ke)利用這(zhe)(zhe)些(xie)譜(pu)線(xian)的(de)強度來測定(ding)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)含(han)量(定(ding)量分(fen)析)
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