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第三章 原子吸收光谱法 一、原子吸收光谱法的 原理 二、原子吸收分光光度计 三、原子吸收光谱法应用 原子吸收分光光度法 原子吸收分析示意图 ⑵、共振线与分析线 原子化过程（以火焰法为例） ２、原子吸收光谱的产生 ⑵. 自然宽度Δ?N ⑸. 场致变宽 １.积分吸收 * * 应用 ？ 仪器？ 特征谱线吸收过程 利用原子吸收分光光度计测定物质的原子对光的吸收程度来进行定量的分析方法。 原子吸收分光光度法也叫原子吸收光谱法（AAS) 天文学研究中经常需要测定各种恒星、行星的组成、结构，然而，这些星球距离我们非常遥远并且恒星表面具有极高的温度使我们无法接近，不可能直接取样进行测定，天文学家是如何知道天体组成的呢？ 08北京奥运会开幕式：焰火？ 1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。 1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。 近年在临床检验、环境保护、食品生物化学等方面应用广泛 灵敏度高，检出限低:火焰法1 ng/ml级，石墨炉法10-10-10-14g。 准确度高:火焰法误差1% ，石墨炉法3－5％。 选择性好：共存成分的干扰小 ，不经分离可直接测定 操作简便，分析速度快。 应用广泛：可测定的元素达70多个 ，应用于化工、医药、环境、食品、农业等领域。 分析不同元素，必须使用不同元素灯。 有些元素，如钍、铪、铌、钽等的灵敏度比较低。 对于复杂样品需要进行化学预处理。 原子吸收光谱法特点 光源（发射特征谱线）→原子化器（试样转化为原子蒸气）→分光系统（分离特征谱线）→检测系统 （信号转换、放大、显示） ⑴、基态与激发态 基态：原子所处的能量最低的稳定状态 激发态：原子的最外层电子吸收一定能量后跃迁至　　　 　　　较高的能级，此时原子所处的状态为激发态 1. 基本概念与术语 利用待测元素原子蒸气中基态原子对该元素的分析线（共振线）的吸收来进行测定,遵循朗伯—比尔定律：A = Kc 一、原子吸收光谱法的基本原理 Pauling近似能级图 共振线：电子从基态跃迁至第一激发态时所产 生的吸收谱线，也称共振吸收线、最 灵敏线。 分析线：在实际测定中选用的谱线（测定波长）， 一般选共振线，有时选其它分析线。 将待测物质由分子或离子转化为基态原子 的过程 ⑶、原子化 溶液 （分子或离子） 雾化器 雾滴 气态分子 火焰 气态原子 火焰 在外加光能作用下，原子最外层电子吸收一定能量跃迁至激发态，根据?E=hc/?,不同能级差对应不同的谱线波长，形成了原子光谱（线状光谱） 如：铜原子光谱 324.8nm、222.6nm 296.1nm、213.6nm ⑷、原子光谱 基态 激发态 共振吸收 共振发射 吸收光谱:当电子吸收一定能量从基态跃迁到激发态时所产生的吸收谱线， 发射光谱：当电子从激发态跃回基态时，则发射出同样频率的光辐射，其对应的谱线为发射光谱。 原子与分子一样,吸收特定能量后,产生基态→激发态跃 迁；产生原子吸收光谱，即共振吸收。 原子由基态→第一激发态的跃迁,最易发生。 每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态→第 一激发态的跃迁时，只能吸收特定频率的辐射能量。 溶液中的金属离子化合物在高温下能够解离成原子蒸气 两种形态间存在定量关系。 光强度的变化符合朗伯-比耳定律，进行定量分析。 二、原子吸收光谱线的轮廓 ⑶ 最大吸收系数 ? ⑴. 谱线中心频率 ?0 Kv K0 K0 /2 ?? ⑵. 谱线半宽度(10-2 ?) 1．原子吸收光谱线轮廓图 谱线的形状称为谱线轮廓 2. 原子光谱线变宽的因素 吸收 h? E0 E1 E0 E1 吸收 h? 不产生能级变宽 产生能级变宽 ⑴. 吸收线能量与波长关系 λ= hc/ΔE 原子吸收谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有着一定波长范围的谱线 ν K 式中：M ---- 原子量； T ---- 绝对温度； ? 0 ---- 谱线中心频率 即使在较低的温度，也比自然宽度Δ?N来得严重，是 谱线变宽的主要因素.一般情况: Δ?D=10-2 ? . ⑶. 多普勤宽度Δ? D （Doppler Broadening） 这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热变宽。 谱线本身固有的宽度称为自然宽度。与原子外层电子发生能级间跃迁时激发态原子的寿命有关。一般情况下约相当于10-4? ,通常可以忽略。 ⑷. 压力变宽