Эмиссия атомная

В заключение отметим ряд обстоятельств, отличающих метод атомной абсорбции от метода атомной эмиссии. [c.143]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

Пламя используют в качестве источника света в так называемом методе фотометрии пламени, а также как один из основных способов атомизации веществ в методе атомно-абсорбционного анализа (см. разд. 3.2). В зависимости от состава горючей смеси температура пламени может поддерживаться в интервале 2000—3000 К, что обеспечивает достаточно низкий предел обнаружения элементов, энергии возбуждения резонансных линий которых не превышают 5 эВ и соединения которых атомизируются в пламени в достаточной мере. Особое значение метод фотометрии пламени имеет для определения микроколичеств соединений щелочных и щелочноземельных металлов, для которых предел обнаружения этим методом находится в диапазоне 0,001 — 1 нг/мл. Предел обнаружения порядка 0,1—1 нг/мл достигается также для таких элементов, как европий, иттербий, свинец, медь, серебро, индий, таллий, хром, марганец, алюминий и галлий, причем в некоторых случаях в качестве аналитического сигнала используют молекулярную эмиссию пламени. Освоение высокотемпературных пламен (водородно-кислородного, ацетилен-кислородного) позволило значительно увеличить число определяемых элементов. [c.58]

В практике атомно-абсорбционного анализа наибольшее применение получили два пламени воздушно-ацетиленовое и пламя оксида азота (I) с ацетиленом. Первый тип пламени успешно применяют для определения щелочных и щелочноземельных элементов, а также таких металлов, как хром, железо, кобальт, никель, магний, молибден, стронций, благородные металлы и др. Для некоторых металлов (хром, молибден, олово и др.) чувствительность определений может быть увеличена применением обогащенной смеси. К элементам, для определения которых практически бесполезно использовать воздушно-ацетиленовое пламя, относятся металлы с энергией связи металл — кислород выше 5 эВ (алюминий, тантал, титан, цирконий и др.). Пламя ацетилена с воздухом обладает высокой прозрачностью в области длин волн более 200 нм, слабой собственной эмиссией (особенно обедненное пламя) и обеспечивает высокую эффективность атомизации более чем 30-ти элементов. Частично ионизируются 0 нем только щелочные металлы (цезий 65%, рубидий 41 %, калий 30%, натрий 4 %, литий 1 %). [c.146]

Внутренняя восстановительная область отделена от внешней окислительной реакционной зоной — внутр ним конусом, в котором реально и протекают реакции полного окисления. Реакционная зона окрашена в зеленовато-голубой цвет, вследствие излучения молекулярных полос радикала Сг, кроме того, в ней присутствуют молекулы N2, О2, СО и другие. Их излучение практически перекрывает весь спектр, поэтому внутренняя восстановительная область не может быть использована для аналитических целей. Внешняя область пламени содержит нагретые до высокой температуры продукты полного сгорания углеводородов, газы воздуха, радикалы и вследствие равновесности реакций также некоторые количества СО, Н, О. Она интенсивно излучает в инфракрасной области спектра и мало излучает в видимой и ультрафиолетовой областях, что делает ее удобным источником эмиссии атомных спектров элементов. [c.36]

Поверхностная ионизация редкоземельных металлов на вольфраме в присутствии кислорода сопровождается эмиссией атомных и окисных ионов этих металлов, а также положительных и отрицательных ионов окислов вольфрама [1]. [c.141]

Спектр атомного поглощения элемента проще эмиссионного, так как состоит только из спектральных линий резонансной серии. В то же время среди линий резонансной серии имеются такие, которые в спектре эмиссии отсутствуют вследствие высоких потенциалов их возбуждения. Последние спектральные линии некоторых элементов (Со, Сг) смещены в спектре абсорбции в более коротковолновую область по сравнению с наиболее яркой эмиссионной спектральной линией. [c.49]

Пламя может использоваться не только как атомизатор при измерениях сигнала атомной абсорбции, но и служить источникам возбуждения эмиссионных спектров элементов. Применяемая в обоих методах аппаратура имеет много общего. Кроме того, некоторые элементы, например щелочные, по эмиссии пламени определяются с большей чувствительностью, чем по абсорбции. [c.159]

Режим измерений эмиссии пламени предусмотрен в большинстве типов современных атомно-абсорбционных спектрофотометров. Переход от измерений абсорбции к измерениям эмиссии достигается простыми переключениями в приборе. [c.59]

При необходимости атомно-абсорбционный спектрофотометр можно использовать и для измерений эмиссии пламени. Для этого достаточно удалить первичный источник резонансного из- [c.144]

В атомной спектроскопии различают методы, основанные на использовании явлений эмиссии, абсорбции и флуоресценции. Источниками возбуждения эмиссии могут быть дуга, искра, пламя (существует также хемилюминесценция, основанная на использовании энергии химической реакции горения веществ). Все большее значение приобретают методы, основанные на возбуждении эмиссии высокочастотной плазмой и прежде всего индуктивно связанной плазмой (ИСП). Сравнение показывает, что возбуждение эмиссии с использованием дуги и искры не может составить конкуренцию современным методам (табл. [c.416]

Изменения температуры излучающего облака заметно сказываются на интенсивности аналитического сигнала в эмиссии. В методе атомной абсорбции важно. число атомов, находящихся в невозбужденном состоянии, которое мало меняется с изменением температуры поглощающего вещества. [c.37]

В связи со все более широким проникновением микроэлектроники в аналитическую практику и использованием в лабораториях все более сложных и эффективно действующих аналитических приборов и систем иногда недооценивают значение точных химических методов анализа. Студент-химик должен как можно раньше понять, что во всех современных физических методах серийных анализов, например основанных на использовании явлений атомной абсорбции, УФ-эмиссии или рентгено-флуоресценции, необходимо применять градуировку, которую [c.100]

При фотоэлектронной эмиссии (рис. VI.1, а) измеряемая кинетическая энергия кин свободного электрона, выбитого квантом излучения к с атомного уровня, характеризуемого квантовыми числами п и I, по закону сохранения энергии равна [c.136]

Метод Оже-спектроскопии основан на явлении эмиссии вторичных электронов, которые возникают при облучении вещества потоком электронов. Сущность этого явления, открытого в 1925 г. французским ученым П. Оже, состоит в следующем. Электроны, окружающие атомное ядро, располагают на последовательных уровнях К, L, М [c.84]

Атомная и молекулярная спектроскопия изучают спектральный состав излучения при поглощении (абсорбции), испускании (эмиссии) или рассеянии света. [c.516]

Щелочные металлы получают электролизом расплавленных гидроокисей или хлоридов (гл. 11). Ввиду высокой активности этих металлов их следует держать в атмосфере инертного газа или под слоем минерального масла. Щелочные металлы находят широкое применение в лабораториях в качестве химических реактивов их применяют и в промышленности (особенно натрий) при производстве различных органических веществ, красителей, а также тетраэтилсвинца (составной части этилированного бензина ). Натрий применяют при производстве вакуумных натриевых ламп благодаря высокой теплопроводности его используют в охладительной системе авиамоторов (при помощи натрия отводится тепло от поршневых головок). Сплав натрия с калием применяют в качестве теплоносителя в атомных реакторах. Цезий находит применение в электронных лампах для повышения эмиссии электронов с катода. [c.519]

Полагая бо. э/бз = 3 и используя значения т из рис. 3.13, видно, что отношение числа вторичных электронов, создаваемых этими двумя процессами, сильно зависит от атомного номера, как показано в табл. 3.3. Так, на изображении в режиме вторичной электронной эмиссии вторичные электроны, создаваемые электронами-пучка, будут давать основной вклад в сигнал для [c.61]

З.5.1.З.1. Состав образца. По сравнению с поведением отраженных электронов, для которых коэффициент отражения монотонно возрастает с атомным номером, коэффициент вторичной электронной эмиссии относительно нечувствителен к составу и не обнаруживает сильной зависимости от атомного номера (рис. 3.29) [45]. Типичное значение б равно примерно 0,1 при энергии падающего пучка 20 кэВ, но для некоторых элементов, таких, как золото, имеет более высокие значения и равен приблизительно 0,2. Слабая периодическая зависимость, наблюдаемая на рис. 3.29, в некоторой мере коррелирует с числом электронов на внещних оболочках, радиусом атома и плотностью. [c.63]

Рнс. 3.29. Сравнение зависимостей коэффициентов отражения [45] и вторичной электронной эмиссии [31] от атомного номера 2 для о=30 кэВ, [c.63]

Энергия пучка. Поведение б в зависимости от энергии схематически показано на рис. 3.30. Проходя через нуль при нулевой энергии пучка, коэффициент вторичной электронной эмиссии возрастает при. увеличении энергии, достигая единицы при ускоряющем напряжении примерно в 1 кВ. Максимум, слегка превышающий единицу для металлов и лежащий выше 5 для неметаллов, наблюдается в интервале энергий 1—2 кэВ [46]. При дальнейшем увеличении энергии пучка б уменьшается и снова проходит через единицу в интервале энергий 2— 3 кэВ и продолжает уменьшаться до величины 0,1 для неметаллов при возрастании энергии пучка до энергии 20 кэВ. Данные работы [47] показывают, что влияние энергии пучка меняется при изменении атомного номера мишени (табл. 3.4). [c.64]

Коэффициент вторичной эмиссии не сильно зависит от атомного номера для энергий пучка свыше 10 кэВ. Однако ниже 5 кэВ возрастание коэффициента вторичной электронной эмиссии может сильно влиять на наблюдаемый контраст от атомного номера. Отсутствие надежных данных о коэффициентах вторичной электронной эмиссии, в особенности при низкой энергии пучка, делает затруднительной интерпретацию контраста от атомного номера в этом диапазоне энергии. [c.139]

Направленность эмиссии отраженных электронов может оказывать влияние на контраст от атомного номера за счет установки детектора по отношению к образцу. При нормальном падении пучка отраженные электроны распределены по косинусу, так что детектор, расположенный под большим углом выхода, будет захватывать большую долю отраженных электронов, чем детектор, регистрирующий сигнал при меньшем угле выхода. Таким образом, кольцевой твердотельный детектор, расположенный над образцом под большим углом выхода, будет более эффективным при отображении контраста от атомного номера, чем детектор, установленный под малым углом выхода. [c.139]

Новый метод исследования поля лигандов использует явление поглощения (или, наоборот, эмиссии) атомными ядрами Т -квантов. Наиболее существенное отличие этого метода от электронной спектроскопии состоит в проявлении очень резкого резонансного максимума, соответствующего энергетическим переходам при излучении. Уже относительное изменение энергии на 10 2 7-кванта достаточно для того, чтобы подавить резонанс. Однако это означает, что энергия отдачи ядра при поглощении у-кванта изменяет условия резонанса и подавляет его. Е 1958 г. Мёссбауэр при исследовании ядер Чг нашел условия ядерного резонанса с отдачей на весь кристалл. Энергия отдачи в условиях проявления эффекта Мёссбауэра вследствие прочной связи всех атомов в кристалле достаточно мала для того, чтобы обеспечить возможность резонансного поглощения 7-лу-чей. Тем самым становится возможной -спектроскопия с высокой разрешающей способностью. Даже эффект Допплера, обусловленный перемещением источника уизлучения со скоростью [c.128]

Рис. 8.1-3. Схематическое изображение факела индуктивносвязанной плазмы. 1 — индукционная катушка 2 — внешняя трубка 3 — средняя трубка 4 — инжекторная трубка для ввода пробы 5 — плазма 6 — зона атомизации 7 — зона эмиссии атомных линий 8 — зона эмиссии ионных линий. Плазмообразующий (внешний) газ вводят между внешней и средней трубками, дополнительный (вспомогательный) газ вводят между средней и инжекторной трубками, газ-носитель вводят через инжекторную трубку.

Первому требованию обычно удовлетворяют наиболее легко возбуждаемые линии, или так называемые последние линии [1]. Эти спектральные линии исчезают в спектре последними, если при постоянной энергии возбуждения уменьшать концентрацию определяемого элемента в анализируемой пробе или постепенно снижать энергию возбуждения. Однако следует отметить, что на практике последние линии — это не всегда линии с наименьшей энергией возбуждения, а только те из них, которые находятся в обычно используемых ультрафиолетовой и видимой областях спектра. При использовании этих линий нужно принимать во внимание, что исчезновение линий различных длин волн зависит также от свойств системы, поглощающей излучение (например, эмульсии). Величина энергии возбуждения плазмы источника излучения и ее температура также очень важны. Так, например, вероятность возбуждения ионных линий существенно выше в искровой, чем в слабоионизиро-ванной дуговой плазме. При уменьшении концентрации легкоионизируемых элементов ионные линии с наименьшими энергиями возбуждения часто исчезают из спектра последними. Эмиссия атомных линий прекращается еще раньше. Таким образом, в зависимости от способа возбуждения наиболее чувствительными, т. е. в полном смысле последними, могут быть различные линии элементов. Однако, строго говоря, последними являются те спектральные линии, которые при уменьшении концентрации элемента экспериментально наблюдаются в плазме источников излучения с низкой энергией возбуждения дуги, пламени) дольше остальных линий. [c.18]

Впервые такая задача была поставлена Ф. Хундом в мае 1927 г. Он показал возможность существования энергетически равноценных ядерных конфигураций многоатомных молекул, причем время перехода из одной конфигурации в другую может, по его словам, иметь порядок от атомных до космических величин в зависимости от высоты барьера. Впоследствии аналогичные задачи рассматривались многими физиками в связи с разнообразными проблемами —А. Нордхей-мом (1927 г.) при изучении термоэлектронной эмиссии, Р. Оппенгеймером (1927 г.) при исследовании поведения атома водорода во внешнем электрическом поле и, наиболее известный пример, Г. Герни, Э. Кондоном и Г. А. Гамовым (1928 г.) в теории а-распада атомных ядер. [c.115]

Существует метод, называемый мессбауэровской спектроскопией электронов конверсии (МСЭК.) Этот метод основывается на регистрации возникающих при конверсии у-квантов электронов или рентгеновских лучей. Эмиссия электронов конверсии с различных оболочек атомов обусловлена рассеянием энергии при возбуждении атомных ядер, чем эти электроны отличаются от фотоэлектронов, испускаемых при облучении атомов или молекул УФ- или рентгеновским излучением (см. разд. 3), когда атомные ядра не возбуждаются. [c.130]

Поэтому в атомно-абсорбциониых измерениях необходимо устранить влияние фонового эмиссионного излучения, которое в принципе может попасть па фотодетектор и создать мешающий фоновый сигнал, С целью снижения фонового сигнала обычно применяют монохроматор с полосой пропускания порядка 0,5 Л, которого вполне достаточно для того, чтобы исключить значительную нелинейность градунровочиого графика (отклонение от закона Бера) из-за собственной эмиссии пламеии. [c.155]

Существенно, что рентгеновские кванты излучаются не при каждом переходе электронов с более высоких энергетических уровней на вакантные места основного уровня. Встречаются переходы, не сопровождающиеся излучением, в частности такие, при которых высвобождающаяся энергия затрачивается на возбуждение и эмиссию внешних валентных электронов. Отношение количества переходов щ, сопровождающихся характеристическим излучением, к общему количеству переходов называют выходом флуоресценции W). Он возрастает с увеличением атомного но- 1epa элемента в соответствии со следующим полуэм-пирическим уравнением [c.782]

Если источником света является разрядная трубка, содержащая некоторый элемент в газообразном состоянии, то возникает спектр, состоящий из линий различного цвета на черном фоне. Такой спектр называют атомным спектром испускания (эмиссии) или линейчатым спектром (рис. 2.1,6). Спектры испускания можно получить для любого вещества, если тем или иным способом возбудить его, например, с помощью электрического разряда или нагревая вещество в пламени. Атомные спектры испускания лежат в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Если внести в пламя горелки натрий или его соединение, то излучается свет с длиной волны 590 нм, и пламя окращи-вается в желтый цвет. У водорода, помещенного в трубку и возбуждаемого с помощью электрического разряда, цвет свечения красновато-розовый. [c.36]

Не так давно Гэйдон [Л. 17] обратил внимание на непрерывную желто-зеленую эмиссию пламени, возникающего при инжекции в него окиси азота. Это явление он приписывает реакции N0 с атомным кислородом, дающей перекись азота с осзо-бождением световой энергии, соответственно уравнению [c.107]

ИОННЫЕ РАДИУСЫ, см. Атомные радиусы ИОННЫЙ выход, см. Радиационно-химические реакции. ИОННЫЙ МИКРОАНАЛИЗ, метод локального анализа, основанный на регистрации масс-спектров вторичных ионов с микроучастков пов-сти твердых тел. Исследуемый образец в вакууме бомбардируют сфокусированным п>чком первичных ионов (Аг" , Oj, О , s диаметр пучка 1-100 мкм, энергия 10 — 10 Дж, плотн. тока 0,1-10 А/м ). Первичные ионы при взаимод. с пов-стью упруго и неупруго рассеиваются, перезаряжаются, испытывают многократные соударения с атомами твердого тела. При этом часть атомов вблизи пов-сти получает энергию, достаточную для их эмиссии в вакуум в виде нейтральных частиц (катодное распыление) или в виде вторичных ионов (вторичная ионная эмиссия) [c.260]

В общем случае коэффициент вторичной электронной эмиссии ие сильно изменяется с атомным номером по измерениям на чистых элементах, так что контраст, обусловленный составом (контраст от состава), обычно не наблюдается в этом режиме. Имеются литературные данные [92, 93], в которых описываются представляющие интерес исключения, когда в режиме вторичной электронной эмиссии наблюдался сильный контраст от состава объекта. Пример такого контраста представлен на рис. 4.28 [93]. На изображении карбида кремния, полученного на связке, во вторичных и отраженных электронах наблюдается сильный контраст между внутренними и внешними областями зерна карбида кремния. На изображении, полученном в отраженных электронах, контраст между этими областями не наблюдается, наблюдается лишь обычный контраст от атомного номера между зернами 51С и межгранулярным кремнием. В работе [93] предполагается, что. контраст в режиме вторичных электронов возникает за счет различия в коэффициенте вторичной электронной эмиссии из-за разного содержания примеси. Так как карбид кремния является полупроводником, то наличие малых концентраций (следов) примесей может изменять акцепторные уровни в электронной зонной структуре, которая определяет вторичную электронную эмиссию. Общее изменение химического состава из-за наличия таких примесей настолько мало, что разность в среднем атомном номере недостаточна для того, чтобы создать заметный контраст от атомного номера на изображении в отраженных электронах. [c.141]

Атомно-эмиссионный детектор (АЭД). АЭД также работает с использованием эмиссионных эффектов. Это злемент-специфичный детектор, основанный на атомной эмиссии злементов, таких, как К, Р, 8, С, 81, Н , Вг, С1, Н, О, Р или О. Атомизация и испускание света проходит в гелиевой микроволновой плазме (см. разд. 8.1). Детектирование эмиссии света проводится с использованием фотометра с диодной матрицей в двапазоне длин волн от 170 до 780 нм. [c.253]

Элемент-специ жчное детектировате особенно важно при анализе сложных смесей. Так, иапример, спирты можво селективно детектировать в бензиновой смеси, изм яя линии атомной эмиссии кислорода. [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология