第十三章原子吸收分光光度法.ppt

第十三章原子吸收分光光度法 一、原子的能级和能级图 二、原子在各能级的分布 三、原子吸收线轮廓和变宽 四、原子吸收值与浓度关系 原子吸收与紫外吸收区别与联系 AAS UV-vis 起源： 原子外层价电子能级跃迁 分子外层价电子能级跃迁 适用： 主要金属元素 具n-π*跃迁有机化合物 具π-π*跃迁有机化合物 吸收物质状态： 气态原子 溶液中的分子 吸收光谱形状： 锐线吸收光谱 带状吸收光谱 定量分析原理： 朗伯-比尔吸收定律 原子最外层电子在一般情况下,处于最低的能级,整 个原子也处于最低能级状态,即基态。原子光谱是由 原子外层价电子在不同能级间跃迁而产生的。 一、原子量子能级和能级图原子的能级通常用光谱项符号表示：n-主量子数（电子层,取值为1,2,3…）；L-总角量子数(轨道形状，取值为0,1,2,3;对应符号为S,P,D,F）；S-总自旋量子数（价电子自旋量子数矢量和，取值为0,±1/2,±1,±3/2,±2…）；J-内量子数（由L和S组和得到，取值为L+S,L+S-1, L+S-2,…∣L-S∣,L≥S有2S+1值，L≤S有2L+1值） 例如： Na电子排布式1S22S22P63S1价电子光谱项若价电子由3S→3P此时Na激发态价电子光谱项为 原子吸收是原子由一种能量状态向另一种能量状态跃迁的结果。当处于基态的原子用不同频率光照射时,基态原子就会选择性地吸收而跃迁到不同的激发态，从而形成原子吸收光谱。 吸收光谱的特征频率取决于跃迁前后两能级的能级差△E，只有△E=h?L，外层电子才能吸收这种光产生能级跃迁,同时伴随着原子吸收光谱产生。 原子结构不同，核外电子排布不同，△E不同,原子吸收光谱也不同，所以原子吸收光谱具有特征性。例如：Cu吸收324.8nm,Fe吸248.3nm,Pb吸收216.7nm. 气态原子在基态与第一激发态之间跃迁产生的谱线称为共振线。共振线包括共振吸收线和共振发射线。在原子吸收光谱分析法中则采用的是共振吸收线。共振吸收线是元素最强的谱线，因为从基态到第一激发态跃迁最容易发生，用该吸收线作为分析线灵敏度最高。在原子吸收光谱分析法中常用元素的分析线（共振线）作为定量分析的主要参数。二、原子在各能级的分布正常情况下原子应以基态形式存在，即使在原子化过程中， 也只有极少数原子以较高能态存在。在热平衡时，处于基态和激发态的原子数目取决于该能态的能量和体系的温度，遵循波尔兹曼分布。 三、原子吸收线的轮廓及变宽1、原子吸收光谱中心频率：?0＝△E/h。2、原子吸收光谱轮廓（形状） 原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱。但实际上用特征频率光照射时获得具有一定宽度（轮廓）的峰形吸收（如图所示）。左边是透过光强Iν对频率作图；右边是吸收系数Kν对频率作图。Kν最大吸收系数。表征吸收轮廓(峰)参数中心频率?0(峰值频率): 最大吸收系数对应频率,由原子能级决定，表明吸收线位置。 3.谱线变宽原因（1）自然宽度（ΔνN ）：照射光本身具有一定的宽度。数值较小(10-5nm)可忽落不计。（2）温度变宽（多普勒变宽） (ΔνD)：基态原子处于高温环境下，呈现出无规则随机运动。当一 Iν = I0·exp(-KvL ) 第十三章原子吸收分光光度法 2、锐线光产生原理 1.构造 燃烧速度：是指火焰由着火点向可燃混凝气的其它点传播的速度。 a) 中性火焰：温度高、稳定、干扰小、背景低，适合于许多元素的测定。 b) 富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，温度略低于中性火焰；具有还原性；适合于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多；背景高。如锡等。 c) 贫燃火焰：氧化性火焰；它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素，如碱、碱土金属。 2）石墨炉原子化器（非火焰、电热原子化器） D.石墨炉原子化器自动进样系统 4）冷原子化法 主要应用于：Hg元素的测量 原理：将试样中汞的化合物以还