原子吸收光谱法全解PPT课件.pptx

原子吸收光谱法基于气态基态原子对其特征辐射的吸收 ，通过辐射减弱的程度进行元素定量分析的方法。教学内容：1．原子吸收光谱法概述2．原子吸收光谱法基本原理3．原子吸收光谱法的仪器4．原子吸收分析最佳条件的选择、原子吸收的定量分析方法5．原子吸收分析的干扰及消除6．原子荧光光谱法简介重点：原子吸收光谱法基本原理。难点：AAS的定量原理教学要求：1．掌握原子吸收光谱法的基本原理。2．掌握原子吸收光谱仪的结构系统，理解系统的元件及工作原理。3．学会选择仪器最佳工作条件。4．熟练掌握原子吸收分析的干扰及消除方法5.掌握原子吸收光谱的应用范围及定量分析的主要方法 。6.掌握定量分析的灵敏度的表示方法。SunSunlight AtmosphereEnergy TransitionsE3E2E1E振线Resonance lines: defined as those originate from ground state第一节 概述一、一般分析过程 待测物质在原子化器中被分解为气态基态原子； 气态基态原子吸收同种原子发射出来的特征辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱； 根据谱线强度减弱的程度进行定量分析。光源原子化器分光系统检测器二、仪器装置三、优点与局限性优点：检出限低，10-10～10-14 g(GF-AAS)；准确度高，1%～5%；选择性高，一般情况下共存元素不干扰；应用广，可测定70多个元素（各种样品中）；局限性： 难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时多元素测定。第二节 基本原理一、原子吸收光谱的产生当电磁辐射通过自由原子蒸气时，如果辐射的频率等于原子外层电子从基态跃迁到激发态所需要的能量频率时，原子将吸收电磁辐射的能量，电子从基态跃迁到激发态，电磁辐射的强度减弱，产生原子吸收光谱。EIonization电离 Excitation}E3激发态ExcitedStatesE2?cE1Energy?ba bc?aEo Ground State基态二、原子吸收光谱 共振吸收线（简称共振线）：原子的外层电子从基态跃迁到激发态所产生的吸收谱线。主共振线：原子的外层电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收谱线。E3E2E1吸收主共振线共振吸收线E0原子吸收线的特征 1.不同元素的原子结构和能级不同，电子从基态跃迁到激发态吸收的能量不同，因此共振线的波长不同，具有特征性。 2.电子从基态跃迁到第一激发态，所需能量最低，最易发生，相应的吸收线（主共振线）最强。这条共振线是最灵敏线。 3.原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。 四. 基态原子数与激发态原子数的关系在通常的原子吸收测定条件下，在原子蒸气中有基态原子，也有少量激发态原子存在。根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。 Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) 温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化； 在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0值越大。 在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，大多数元素的最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。即：基态原子数N0可以近似等于总原子数NE3E2E1Eo4213四.原子吸收线轮廓1. 原子吸收光谱是线状光谱 原子的能级是不连续的（量子化的）； 电子在能级之间跃迁是不连续的； 跃迁产生的原子吸收光谱是不连续的，是线状光谱。4321I? I0 ? 0?2. 原子吸收光谱线的宽度 谱线具有一定的宽度，即有相当窄的频率或波长范围。I0In锐线光源I? I0原子 ? 0?（1）透过光强度对频率作图：一束不同频率强度为I0的平行光通过原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度为I?中心频率? 0 ：透过光强度最小，吸收最大处对应的频率。由原子能级决定。 I? 与? 的关系（2）吸收系数对频率作图（k?：基态原子对频率为?的光的吸收系数） 中心频率?O ：最大吸收系数对应的频率，由原子能级决定。 半宽度Δ? ： 吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间的频率差（或波长差）。3.谱线变宽的原因由原子性质所决定 例如，自然宽度；外界影响引起 例如，热变宽、碰撞变宽等。（1） 自然宽度没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。自然宽度，多数情况下约为10-6 - 10-5nm数量级。（2）多普勒变宽 原子在空间作无规则热运动所引起的谱线变宽,又称为热变宽. 辐射原子处于无规则的