原子荧光光谱分析的基本原理

Question

如题所述

Answer 1

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下产生的荧光发射强度，来确定待测元素含量的方法。
气态自由原子吸收特征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能级跃迁到高能级经过约10-8s，又跃迁至基态或低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射，称为原子荧光。原子荧光分为共振荧光、直跃荧光、阶跃荧光等。
发射的荧光强度和原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比，式中：I f为荧光强度；φ为荧光量子效率，表示单位时间内发射荧光光子数与吸收激发光光子数的比值，一般小于1；Io为激发光强度；A为荧光照射在检测器上的有效面积；L为吸收光程长度；ε为峰值摩尔吸光系数；N为单位体积内的基态原子数。
原子荧光发射中，由于部分能量转变成热能或其他形式能量，使荧光强度减少甚至消失，该现象称为荧光猝灭。

Answer 2

1．原子荧光的产生
气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，跃迁回到基态或低能态同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射即为原子荧光。当激发光源停止照射后，发射荧光的过程随即停止。
2．原子荧光的类型
原子荧光可分为三种类型：共振荧光、非共振荧光和敏化荧光，其中以共振荧光最强，在分析中应用最广。
1)共振荧光
基态原子核外层电子吸收了共振频率的光辐射后被激发，发射与所吸收共振频率相的光辐射为共振荧光，即所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。只有基态是单一态，存在中间能级，才能产生共振荧光。
2)非共振荧光
基态原子核外层电子吸收的光辐射与发射的荧光频率不相同时，所产生的荧光为非荧光，即激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。
非共振荧光又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。
直跃线荧光是激发态原子由高能级跃迁到高于基态的亚稳谄级所产生的荧光。阶跃荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量，回到较低的擞发态，再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。直跃线荧光和阶跃线荧光的波长都比吸收辐射的波长要长。反斯托克斯荧光的特点是荧光波长比吸收辐射的波长要短。
3)敏化荧光
受光辐射的原子与另一个原子碰撞时，把激发能传递给这个原子并使其激发，受碰撞被激发的原子以光辐射形式跃迂回基态或低能态而发射出荧光为敏化荧光，即激发原子通过碰撞将激发能转移给另一个原子使其激发，后者再以辐射方式去活化而发射的荧光。
3．原子荧光强度与浓度的关系
态和基态原子核外层电子吸收特征波长辐射后，电子从基态或低能级跃迁到稿能级，经过约10-8 S又跃迁至基态或低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射，称为原子荧光。发射的荧光强度和原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比，根据原子吸收定量关系及数学高幂次级数展开后，可以得到荧光强度与试样的浓度成正比的原子荧光光谱法的定量分析关系式：If= Kc
根据荧光谱线的波长可以进行定性分析。在一定实验条件下，K为常数，原子荧光强度与被测元素的浓度成正比，据此可以进行定量分析。
4．荧光猝灭
原子荧光发射中，除以光辐射形式释放激发能量外，部分激发能量转变成热能或其他形式能量，使荧光强度减少甚至消失，该现象称为荧光猝灭。荧光猝灭影响荧光的量子效率。本回答被网友采纳