谱线宽度.PPTVIP

§11 原子吸收分光光度法 教学目的: 重点: 1.掌握原子吸收法的基本原理及概念 2.了解原子吸收分光光度计的主要组成部件 3.掌握原子吸收分光光度法的分析方法 4.掌握空心阴极灯的组成 学时: 4学时 §3-1 概述 1. AAS:基于被测元素基态原子在蒸气状态对原子共振辐射吸收进行元素定量分析的方法 2.发展 原子吸收现象:1802年发现 AAS作为一种分析方法,1955年以后,Austrilia物理学家Walsh.A于1955年发表“原子吸收光谱法在化学分析中的应用”奠定了原子吸收光谱分析的理论基础 AAS比AES晚约80年,20世纪60年代得到迅猛发展 3.特点 试比较: AES AAS 概念 测定原理 特点 谱线轮廓 定量测定的量 §3-2 基本原理 2.2.1 原子吸收光谱的产生 1.原子的能级与跃迁 基态-------第一激发态,吸收一定频率的辐射能量,产生共振吸收线 2.元素的特征谱线 (1)各种元素的原子结构和外层电子排布不同,基态-- 第一激发态跃迁吸收能量不同,具有特征性 (2)各种元素的基态--第一激发态最易发生,吸收最强,是最灵敏线,产生特征谱线 利用特征谱线进行定量分析 2.2.2 基态原子与激发态原子的关系 Ni=N0gi/g0e-Ei/Kt 若Ni与N0之比较小(1%),可以用N0代表待测元素的原子 总数 2.2.3原子吸收线的轮廓 1.谱线轮廓 不同频率的电磁辐射通过原子蒸气时产生吸收,符合朗伯 定律 It=I0e-kNl A=lg(I0/It)=kvNl 由于物质的原子对电磁辐射的吸收具有选择性,故透射光强度It和吸收系数kv将随电磁辐射频率不同而改变 在辐射频率等于νo时，吸收系数最大。原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱（吸收线）。但实际上用特征吸收频率相近的辐射光照射时，获得一峰形吸收2.表征吸收线轮廓（峰）的参数中心频率νo（峰值频率）: 最大吸收系数对应的频率或波长；中心波长 λ（单位：nm）；半宽度Δνo或Δλ（最大吸收系数一半Ko / 2处的峰宽度，频率差或波长差）。3.谱线变宽a．照射光具有一定的宽度(自然宽度)；b．多普勒(Doppler)变宽（热变宽）ΔνD(主要)；c．压力变宽:劳伦兹(Lorentz)变宽:待测原子与其他原子碰撞 赫鲁兹马克(Holtsmart)变宽（同种原子碰撞变宽）ΔνL 。 d.自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态分子所吸收产生的自吸现象e.场变宽4.多普勒效应 一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器）， 则在观察者看来，其频率较静止原子所发出的频率低，反之高。原子吸收分析中，原子处于无规则运动中，具有不同的运动分量，所以观察者接收到很多不同频率的光。 温度越高，吸收线变宽越显著，所以多普勒变宽又称热变宽。在一般分析条件下，变宽因素以ΔνD为主。 2.2.4 原子吸收的测量 1.积分吸收和峰值吸收 钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm，而 原子吸收线的半宽度为10-3nm。 (1)积分吸收 N0 单位体积原子蒸汽中吸收辐射的基态原子数。基态原子密度。 若将原子蒸气吸收的全部能量，即谱线下所围面积测量出来，则是一种绝对测量方法，但现在的分光装置无法实现（需要采用锐线光源）。 2.锐线光源（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致。（2）发射线的Δν1/2小于吸收线的Δν1/2。（3）空心阴极灯。3.实际测量方法It=I0e-kvNl A = k·N0·l N 0 ∝ c（N0 为基态原子数，c 为待测元素溶液浓度）所以：A = lg(I0/I) = K·c 故使用锐线光源后，可用朗伯-比耳定律进行计算。 §3-2 仪器3.2.1 流程图3.2.2光源-空心阴极灯（hollow cathode lamp） 光源的作用是提供待测元素的特征光谱。为了获得较高的灵敏度和准确度，光源应满足如下要求：1．能发射待测元素的共振线；2．能发射锐线，即发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄得多；3．辐射光强度大，稳定性好。光源有：空心阴极灯（常用），蒸气放电灯，高频无极放电灯等。 空心阴极灯:气体放电管，管内充有惰性气体，辉光放电 阳极：钨棒 阴极：待测元素或含待测元素的合金 主要指标：