CCF20110129047

Absorpcja promieniowania elektromagnetycznego przez ulom powoduje przejśiji elektronu walencyjnego z poziomu podstawowego (dla Na jesi lo poziom 3.v) na pozitm wzbudzony, a emisja promieniowania jest związana z przejściem elektronu z poziomi' wzbudzonego na poziom podstawowy. Sytuację taką ilustrują schematy na rys. 7.1 i 7 ¹

Rys. 7.1. Przejście elektronu 3s z poziomu podstawowego na poziom wzbudzony atomu Na związane z absorpcją promieniowania

Rys. 7.2. Przejście elektronu z poziomu wzbu dzonego na poziom podstawowy związane . emisją promieniowania

Rys. 7.3. Schemat przejść elektronowych w atomie Na

Ze względu na mnogość poziomów energetycznych w atomie istnieje wiele możli-* mii i przejść elektronowych. Obrazuje to schemat na rys. 7.3, dotyczący przejść elek-imiDwych w atomie sodu. W zakresie IJV Vis przejściom ulegają tylko elektrony wa-iHiryjne. Schemat przejść absorpcyjno-emisyjnych dla atomu sodu jest stosunkowo pro-ly ze względu na to, że dotyczy tylko jednego elektronu. Natomiast dla pierwiastków l elektronowych schemat takich przejść jest bardzo złożony.

Klektrony w atomach ze stanu podstawowego o energii niższej E_p mogą przejść na \ zszy poziom energetyczny E_k w wyniku absorpcji promieniowania, co można zapisać eiwnaniem:

(7.1)

absorpcja

->M_£k

liłlomiast elektrony w atomach w stanie wzbudzonym E_k mogą przechodzić na poziomy i energii niższej E_p, emitując energię w formie kwantu hv. Można to zapisać równaniem:

M _£k

emisja

* M£_p + hv

(7.2)

W uhydwu przypadkach różnica energii A E jest wyrażona wzorem:

(7.3)

hc

A E — E_k — E_p = hv = — = hcv

ż.

u którym h oznacza stałą Plancka i wynosi 6,626 • 10^-34 J • s. Długość fali i częstość pmmieniowania wyemitowanego przy przejściu elektronu z poziomu wyższego do niż-/rgo można obliczyć z równania Rydberga:

1

Z²Rc

1

(ni + s)²

1

(«2 - P)²_

(7.4)

w którym Z — liczba atomowa (porządkowa) pierwiastka, R — stała Rydberga, n \ — plówna liczba kwantowa niższego stanu wzbudzonego lub stanu podstawowego, n₂ — (llówna liczba kwantowa wyższego stanu wzbudzonego, s, p — poboczne liczby kwantowe (dla innych serii d, /), c — prędkość światła. Najniższy poziom, na który może być przeniesiony elektron ze stanu podstawowego, nazywa się poziomem rezonansowym, a mlpowiadająca mu linia spektralna nazywa się linią rezonansową.

Im wyższa energia jest dostarczana do atomu, tym elektrony są wzbudzane na wyższe poziomy i tym większą liczbę linii obserwujemy w widmie. Jeśli dostarczona energia odpowiada potencjałowi jonizacji atomu, jeden z elektronów zostaje oderwany od atomu I tworzy się jon dodatni, np. Na⁺. W metodach spektroskopii atomowej absorpcyjnej I emisyjnej badamy z reguły widma plazmy termicznej. Przez plazmę termiczną rozumiemy rozgrzany układ o temperaturze > 1000 K, w stanie gazowym, który zawiera .wobodne atomy i jony w różnych stanach wzbudzenia, swobodne elektrony, a także rodniki, jony cząsteczkowe i cząsteczki. Plazmy takie otrzymujemy w płomieniach różnych palników, w łuku i iskrze elektrycznej, a także np. w rozgrzanej kuwecie grafitowej. W promieniowaniu emitowanym przez plazmę obserwujemy:

a) widma liniowe emitowane przez swobodne atomy i jony, które są przedmiotem /.ainteresowania emisyjnej spektroskopii atomowej;