4-1原子吸收教材课程.ppt

第四章 原子吸收光谱法 一、原子吸收光谱法 （atomic absorption spectrometry 简称AAS) 又称原子吸收分光光度法或简称 原子吸收法 ;原子吸收：是指气态基态原子对于同 种原子发射出来的特征光 谱辐射具有吸收能力的现 象。;原子吸收光谱法：将试样溶液中的待 测元素原子化，同时还要有一定光强 稳定的光源，并能给出同种原子特征 的光辐射，使之通过一定的待测之原 子区域，从而测其吸光度，然后根据 吸光度对标准溶液浓度的关系曲线： 计算出试样中待测元素的含量，这种 方法称为原子吸收光谱法。;二、原子吸收光谱法的实验装置 原子吸收分光度计主要有四部分组成（如图4 —1（a）所示）： ① 锐线光源 ② 原子化器 ③ 分光系统 ④ 检测系统;三、原子吸收光谱法与紫外可见分光 光度法比较 原子吸收光谱和紫外可见光谱同 属吸收光谱，他们的异同点如下:; §4.1 基本原理 一、吸收线的产生 （原子吸收光谱的产生） ;共振线：使电子从基态跃迁至第一激 发态所产生的吸收谱线称为 主共振（简称共振线）。这 是特征线，不同元素原子的 共振线是不同的。;共振线的特点： ①特征线 ②最灵敏的谱线:由基态→第一激 发态所需要的能量→最小 跃迁几率→最大 ;（原子吸收光谱的频率ν或波长λ由产生吸收跃迁的两能级差ΔE决定。式中h:普朗克常数 c为光速) 二、基态原子数与温度的关系 原子吸收光谱法是以气态基态原子对共振发射线的吸收为基础的,共振线被吸收的程度取决于火焰中处于基态的原子的数量,原子在各能级区的分配对原子吸收分析有重要意义。; 由热力学可知,在一定温度下，当达到热力学平衡（指温度、压力和浓度不再发生变化）后，其中激发态原子数与基态原子数之间的关系可用玻兹曼方程表示: ; k:玻兹曼常数 p：统计权重（即能级简并度） T:热力学温度 (t℃+273.15)K. 对共振线来说，电子从基态(E0=0)跃 迁到第一激发态,上式可写为:;在原子光谱Pj/P0和Ej都是已知值, 随热力学温度T而变。;常用的光焰温度 ;温度低：所以吸收光谱受T影响少， 精确度高，且灵敏度高， 可用基态原子数N0代表吸 收辐射的原子总数。;三、原子吸收线的轮廓 原子吸收光谱线很窄，但并不是 一条严格单色的理想几何线，而是占 据着有限的，相当窄的频率或波长范 围，即谱线实际具有一定的宽度，具 有一定的轮廓。;I0;I;ν;I;I;◆吸收线的中心频率ν0：吸收线最大处， 　即与吸收最大对应的频率称为中心频率，用ν0表示，其值由原子能级决定。 ◆峰值吸收系数：与吸收极大对应的系数K0称为峰值吸收系数（也叫中心吸 　收系数） ;◆吸收线的轮廓：吸收曲线在ν0两 侧有一定的宽度，这就是吸收线 轮廓。 ◆吸收线的半宽度：在中心频率处， 极大吸收系数一半（Ko/2）处吸 收光谱线轮廓上两点之间的频率 差（或波长差）称为吸收线的半 宽度。;描述吸收线轮 中心频率ν0 廓的两个参数 半宽度△ν;（一）自然宽度，无外界条件影响时 的谱线宽度称为自然宽度，以 表示。;(二)多普勒(Doppler)变宽 原子在空间作无规则热运动 所引起的变宽，称为热变宽或多普 勒变宽，用符号 (或 表示) 表示;一个运动着原子发出的光;反之，若原子向着观察者运动，则其发 出光的频率较静止原子发出的光的频率 为高，即发生紫移。是相当于被压缩。 这种现象在物理学上称为多普勒效应。 因此，检测器接受到的频率是 （ν+dν）和（ν- dν）之间的各种 频率，于是谱线变宽。;是制约原子吸收谱线宽度的主要因素;(三)碰撞变宽 是指吸收原子与原子或分子相碰撞 而引起的谱线变宽。 1）共振变宽，被测元素激发态原子 与同种原子（处于基态）发生碰 撞引起