原子吸收光谱分析仪的原理及组成一、元素周期表图1元素周期表二.PDF

原子吸收光谱分析仪的原理及组成 一、元素周期表 图1 元素周期表 二、原子结构图 图2 原子结构图 图3 钾元素原子结构图 原子吸收光谱分析仪具有灵敏度高，重复性和选择性好，操作简便、快速，结果正确、 可靠。检测时样品用量少（在几微升至几十微升之间）。 三、工作原理 人体中含有很多对维持正常生理过程有重要意义的金属元素，如钾、钠、钙、镁、铁、 铜、锌、锰、钼和钴等。人体的血液、汗液、尿液、头发及机体组织，由于受环境和饮食污 染会引进体内铅、汞、镉和砷等有害元素。原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy ， AAS ）分析仪既可用于血液、尿液、粪便及生物组织中微量元素的分析，也可对内脏、毛发、 骨骼等经一定处理后，进行分析测定。 原子吸收光谱分析方法的原理： 图4 能级图 在自然界中，一切物质的分子均由原子组成，而原子是由一个原子核和核外电子构成。 原子核中有中子和质子，质子带正电，核外电子带负电；其电子的数目和构型决定了该元素 的物理和化学性质。电子按一定的轨道绕核旋转；根据电子轨道离核的间隔，有不同的能量 级，可分为不同的壳层。当原子处于正常状态时，每个电子趋向占有低能量的能级，这时原 子所处的状态叫基态（E0 ）。在热能、电能或光能的作用下，原子中的电子吸收一定的能量， 处于低能态的电子被激发跃迁到较高的能态。原子此时的状态叫激发态（Eq ）。原子从基态 -10~10-8s 内就 向激发态跃迁的过程是吸能的过程。处于激发态的原子是不稳定的，一般在10 要返回到基态（E0 ）或较低的激发态（Ep ）。此时，原子开始释放出多余的能量，辐射出光 子束，其辐射能量的大小由下列公式表示： ΔE E =−E (或E ) hf h c (1) q p 0 λ 式中：h- 普朗克常数为6.6234x10-27erg.s ； f - 电子从E 能级返回到E （或E ）能级时所发射光谱的频率； q p 0 λ- 电子从E 能级返回到E （或E ）能级时所发射光谱的波长； q p 0 c- 光速； E 、E 或E 值的大小与原子结构有关，不同元素，其E 、E 和E 不相同，一般元素的原 q p 0 q p 0 子只能发射由其E 、E 或E 决定的特定波长或频率的光，即： q p 0 E −E (或E ) f q p 0 h (2) 每种物质的原子都具有特定的原子结构和外层电子排列，因此不同的原子被激发后， 其电子具有不同的跃迁，能辐射出不同波长的光。就是说，每种元素具有其特征的光谱线。 由于谱线的强度与元素的含量成正比，以此可测定元素的含量，作定量分析。 原子吸收光谱分析仪（火焰光度法） 1860 年，克希霍夫(G. R. Kirchoff)和本生(R. Bunsen)用钠光灯照射含有食盐的火焰，发现这 些火焰对钠光有吸收现象。 图5 原子吸收光谱分析 表1 常用元素在不同温度下的N /N 之比