Атомная спектроскопия

В зависимости от используемого диапазона длин волн электромагнитного излучения и природы соответствующих электронных переходов методы ат. Спектроскопии делятся на оптические и рентгеновские.

Оптическая спектроскопия(используют излучение УФ- и видимой областей оптического диапазона и относятся методы атомно-эмиссионной (АЭС), атомно-флуоресцентной (АФС), атомно-абсорбционной (ААС) спектроскопии).

Рентгеновская спектроскопия:

Аналитическая рентгеновская спектроскопия используется в диапазоне рентгеновского излучения и основана на измерении величины испускания или поглощения характеристического рентгеновского излучения атомами анализируемого образца. Основными методами рентгеновской спектроскопии являются: рентгеноэмиссионный анализ (РЭА) рентгенофазовый, рентгенофлуоресцентный (РФА), рентгеноабсорбционный (РАА).

Прежде чем рассматривать основы методов, давайте разберемся, что из себя будет представлять рентгеновское излучение.

Есть характеристическое и тормозное рентгеновское излучение.

Характеристическое рентгеновское излучение возникает в результате электронных переходов между внутренними электронными уровнями атома. При этом энергия излучения равна разности энергий соответствующих электронных уровней и пропорциональна частоте излучения (n):

Еизл.01=hn,

где h-постоянная Панка. Частота электромагнитного излучения обратно пропорциональна длине волны (l): n=с/l (с-скорость света в вакууме). Положение характеристической линии в рентгеновском спектре зависит от заряда атомного ядра (атомного номера химического элемента) и определяется законом Мозли:

,

где Z- атомный номер элемента, x-постоянная экранирования, n0 и n1 –главные квантовые числа начального и конечного состояния, е-заряд электрона, me-масса электрона. Кроме характеристического в этом процессе возникает рентгеновское излучение с непрерывным спектром, связанное с частичным превращением энергии тормозящихся электронов при столкновении с мишенью в энергию излучения. Это излучение называют тормозным.

Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом:

При прохождении рентгеновского излучения через образец оно ослабляется вследствие поглощения, а также рассеяния на электронах атомов твердого тела.

k-коэф., постоянный для любого материала в определенном диапазоне длин волн, z- атомный номер элемента, l-длина волны.

Рентгеновский спектр-это распределение интенсивности рентгеновского излучения, испущенного образцом (РЭА, РФА) или прошедшего через образец (РАА), по энергиям (или длинам волн).

Номенклатура рентгеновских линий.Для обозначения рентгеновских линий используют сочетание символов, указывающих на механизм образования рентгеновского кванта, например: MgKa1, где Mg –символ элемента, К-индекс главного квантового числа электронного уровня, ионизированного при возбуждении атома и на который впоследствии произойдет переход электрона с более высокого уровня, a-указывает на величину изменения главного квантового числа (n) при этом электронном переходе: Dn=1 (a), Dn=2 (b), Dn=3 (g). 1,2,3 – номер электронного подуровня.