原子发射光谱分析习题
一、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。
2．摄谱仪由哪几部分构成？各组成部件的主要作用是什么？
3．简述ICP的形成原理及其特点。
4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
5. 光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。
6. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
7. 光谱定性分析摄谱时，为什么要使用哈特曼光阑？为什么要同时摄取铁光谱？
8. 光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？
9.何谓三标准试样法？
10. 试述光谱半定量分析的基本原理，如何进行？
二、选择题
1. 原子发射光谱的光源中，火花光源的蒸发温度（Ta）比直流电弧的蒸发温度（T b） ( )
A Ta= T b B Ta＜ T b C Ta＞ T b D 无法确定
2. 光电直读光谱仪中，使用的传感器是 ( )
A 感光板 B 光电倍增管 C 两者均可 D
3. 光电直读光谱仪中，若光源为ICP，测定时的试样是 ( )
A 固体 B 粉末 C 溶液 D 4. 用摄谱法进行元素定量分析时，宜用感光板乳剂的 ( )
A 反衬度小 B 展度小 C 反衬度大 D
5. 在进行光谱定量分析时，狭缝宽度宜 ( )
A 大 B 小 C 大小无关 D
6. 用摄谱法进行元素定性分析时,测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 测微光度计 C 映谱仪 D
7. 在原子发射光谱的光源中，激发温度最高的是 ( )
988
年
第期曲
靖师
专
学报
urna
fu
jin
Teaehe’ee第卷第期
。。
确定
原子光
谱项的
简易方
法
张
鼎
化学系
摘要
本文给出了
两种确定原子
光谱项的简
易方法,
其一是从
两个非同
科电子
的光谱项出
发,
选取两个同科电
子光谱项的法则,
并对其依据给予
量子
力学
的证明;
其二是从电子
组态直接推求原子
基态光
谱项的公式。
关键词原子
光谱项同
科电
子洪特规则保
里原
理
l两同
科电子光
谱项的推求
对于多电子
体系,
其Se
hro
dinger
方程可记
为:H中
(E,L,
ML,
s,
M:
)=E劝
(E,
L,
人l/二,
s,
M:
)
则有:
L名劝(E,L,M二,
S,
Ms)
二L(L+1
)2兀
/hZ劝
(E,
L,
五1:
,
S,
M:)
L:劝(E,
L,
M二,
S,
M:
)=M二
2兀
/h冲
(E,
L,
M二,
S,
M:
)
S,
中(E,
L,M二,
S,M万
)
=S(
S+i
)2兀
/hZ
劝(E,
L,
M二
S,
M万)
S:中
(E,
L,
M二,
S,
M:
)
=M石2二
/h习,
(E,
L,
M二,
S,
M:
)
所以,
对于
给定的L,
5
有(2
1+
1)个M二,
(
2S+
1)
个M。。
因此,
原子光
谱项即为算符
H,
LZ、
S“
相同本征值E,
L,
S的(ZL+1
)·
(2
5+
1)个本征
态的集合。
根据上述
定义,
非同
科电子只
要根据其元素的电子组态,
按Pa
uli,
W.
原
理
和Hund,
F.
规则是很容易确定的,
这里
便不再加以讨论。
而同
科电子,
由于
受
aPu
il,
W.
原
理
限制,
其光谱项
的数目
要比非
同科电子
光
谱项的数目少。怎
样从
非同
科电子
光
谱项中选
取同
科电子
的光谱项?归
纳一般教科书介绍的方法,
大体分为以
下几个步骤:
步骤1:
求出
组态
所属
的全部状态的M:
及M`
值,
并按
ML
、
M:
值列
表分类。
步骤2:从具
有最大ML、
M:
数值状态开始,
确定其L及s值,
求出其谱项。
步骤3:
除去已求出
谱项的所有
状态,
从
剩下状态中再找出最大M二、
M:
值
的状
态,
确定其谱项。
步骤4:
重复步骤3,
直至
结束。
例:
PZ
组态
步骤1:
单电子
的m
:,m:
的可
能取值有6种:
根据P
auli,
W。
原理,
两个P电子只
- 1 - 第二十三章 X射线光电子能谱
1954年以瑞典Siegbahn教授为首的研究小组观测光峰现象，不久又发现了原子内层电子能级的化学位移效应，于是提出了ESCA(化学分析电子光谱学)这一概念。由于这种方法使用了铝、镁靶材发射的软X射线，故也称为X-光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy)。X光电子能谱分析技术已成为表面分析中的常规分析技术，目前在催化化学、新材料研制、微电子、陶瓷材料等方面得到了广泛的应用。
23.1 基本原理
固体表面分析，特别是对固体材料的分析和元素化学价态分析，已发展为一种常用的仪器分析方法。目前常用的表面成分分析方法有：X射线光电子能谱（XPS）, 俄歇电子能谱(AES)，静态二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(ISS)。AES分析主要应用于物理方面的固体材料（导电材料）的研究，而XPS的应用面则广泛得多，更适合于化学领域的研究。SIMS和ISS由于定量效果较差，在常规表面分析中的应用相对较少。但近年随着飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）的发展，使得质谱在表面分析上的应用也逐渐增加。
X射线光电子能谱最初是由瑞典科学家K.Siegbahn等经过约20年的努力而建立起来的，因在化学领域的广泛应用，被称为化学分析用电子能谱（ESCA）。由于最初的光源采用了铝、镁等的特性软X射线，该技术又称为X射线光电子能谱（XPS）。1962年，英国科学家D.W.Turner等建造出以真空紫外光作为光源的光电子能谱仪，在分析分子内价电子的状态方面获得了巨大成功，同时又用于固体价带的研究，与X射线光电子能谱相对照，该方法称为紫外光电子能谱（UPS）
XPS的原理是基于光的电离作用。当一束光子辐射到样品表面时，样品中某一元素的原子轨道上的电子吸收了光子的能量，使得该电子脱离原子的束缚，以一定的动能从原子内部发射出来，成为自由电子，而原子本身则变成处于激发态的离子，如图23-1所示。在光电离过程中，固体物质的结合能可用下面的方程式表示：
- 1 - 第二十三章 X射线光电子能谱
1954年以瑞典Siegbahn教授为首的研究小组观测光峰现象，不久又发现了原子内层电子能级的化学位移效应，于是提出了ESCA(化学分析电子光谱学)这一概念。由于这种方法使用了铝、镁靶材发射的软X射线，故也称为X-光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy)。X光电子能谱分析技术已成为表面分析中的常规分析技术，目前在催化化学、新材料研制、微电子、陶瓷材料等方面得到了广泛的应用。
23.1 基本原理
固体表面分析，特别是对固体材料的分析和元素化学价态分析，已发展为一种常用的仪器分析方法。目前常用的表面成分分析方法有：X射线光电子能谱（XPS）, 俄歇电子能谱(AES)，静态二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(ISS)。AES分析主要应用于物理方面的固体材料（导电材料）的研究，而XPS的应用面则广泛得多，更适合于化学领域的研究。SIMS和ISS由于定量效果较差，在常规表面分析中的应用相对较少。但近年随着飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）的发展，使得质谱在表面分析上的应用也逐渐增加。
X射线光电子能谱最初是由瑞典科学家K.Siegbahn等经过约20年的努力而建立起来的，因在化学领域的广泛应用，被称为化学分析用电子能谱（ESCA）。由于最初的光源采用了铝、镁等的特性软X射线，该技术又称为X射线光电子能谱（XPS）。1962年，英国科学家D.W.Turner等建造出以真空紫外光作为光源的光电子能谱仪，在分析分子内价电子的状态方面获得了巨大成功，同时又用于固体价带的研究，与X射线光电子能谱相对照，该方法称为紫外光电子能谱（UPS）
XPS的原理是基于光的电离作用。当一束光子辐射到样品表面时，样品中某一元素的原子轨道上的电子吸收了光子的能量，使得该电子脱离原子的束缚，以一定的动能从原子内部发射出来，成为自由电子，而原子本身则变成处于激发态的离子，如图23-1所示。在光电离过程中，固体物质的结合能可用下面的方程式表示：
