第六章 原子吸收光谱分析基本原理(1)

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第六章 原子吸收分光光 度分析法atomic absorption spectrometry,AAS

一、概述generalization

二、原子吸收光谱的产生formation of AAS

三、谱线轮廓与谱线变宽shape and broadening of absorption line

第一节 原子吸收光 谱分析基本原理basic principle of AAS

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一、概述generalization原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象； 1802年被人们发现； 1955年以前，一直未用于分析化学，为什么？ 澳大利亚物理学家 Walsh A(瓦尔西)发表了著名论文： 《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》 奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。特点 特点： 特点 (1) 检出限低，10-10~10-14 g; (2) 准确度高，1%~5%; (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 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 局限性21:49:54

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二、原子吸收光谱的产生formation of AAS 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。 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(简称共振线) 产生共振吸收线(简称共振线) 激发态→ 激发态→基态 吸收光谱

发射出一定频率的辐射。 发射出一定频率的辐射。 发射光谱

产生共振吸收线(也简称共振线) 产生共振吸收线(也简称共振线)

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2.元素的特征谱线 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 各种元素的基态→最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。

( 3 ) 利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行 定量分析

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三、谱线的轮廓与谱线变宽 原子结构较分子结构简 单，理论上应产生线状光 谱吸收线。 实际上用特征吸收频率 辐射光照射时，获得一峰 形吸收(具有一定宽度)。 由：It=I0e-Kvb , 透射 表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率νO(峰值频率) : 光强度 It和吸收系数及 最大吸收系数对应的频率； 辐射频率有关。 中心波长：λ(nm) 以Kv与ν 作图： 半 宽 度： νO21:49:54

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吸收峰变宽原因： 吸收峰变宽原因：(1)自然宽度 照射光具有一定的宽度。 (2)温度变宽(多普勒变宽) Vo 温度变宽(多普勒变宽) 温度变宽 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 原子所发的频率低，反之，高。

VD = 7.162×10 V0

7

T M

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(3)压力变宽(劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽) VL 压力变宽(劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽

) 压力变宽 由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 劳伦兹(Lorentz)变宽： 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽): 同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略 (4)自吸变宽 自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸 收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。 (5)场致变宽 外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁 场致变宽 场的作用使谱线变宽的现象；影响较小； 在一般分析条件下 Vo为主。21:49:54