《原子吸收光谱》ppt课件

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1、AtomicAbsorptionSpectrometryandAtomicFluorescenceSpectrometry第三章原子吸收与原子荧光光谱分析法2021/7/1基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。3.1原子吸收光谱法(AAS)2021/7/1试样中待测元素的化合物在高温中被解离成基态原子，光源发出的特征谱线通过原子蒸气时，被待测元素的基态原子在一定条件下被吸收的程度与基态原子浓度成正比，通过分光和检测装置测定特征谱线被吸收的程度，就可求得试样中待测元素的含量。2021/7/1一、原子

2、吸收光谱法的发展概况●1955年澳大利亚的物理学家A.Walsh发表他的首篇【AAS在化学分析中的应用】的论文，奠定了AAS的理论基础；●Alkemade和Milatz提出了原子吸收光谱可作为一般的分析方法应用；●FAAS中存在雾化系统雾化效率低（样品利用效率低）、原子浓度被火焰气体大量稀释、温度低、原子化效率不高及只适用于液体样品等不足，人们一直致力于研究非火焰原子化器以代替火焰原子化器；2021/7/1●1959年前苏联的分析化学家B.L’vov发表了他的电热炉原子化器在原子吸收光谱定量分析上应用的经典论文，开创了ETAAS分析新

3、技术；●1967年前B.L’vov又改用另一类型石墨炉，提高了AAS分析灵敏度，扩大了该技术的应用；●70年代激光技术、计算机技术及塞曼效应的应用使AAS面貌发生巨大变化，成为当前痕量元素分析的一个重要手段。2021/7/1二、原子吸收光谱的产生●基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。●原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。2021/7/1吸收光谱与发射光谱的关系●原子外层电子由第一激发态，又回到基态，发射出光谱线，称共振发射线。●原子外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线，称为共振吸收线（简称

4、为共振线）。2021/7/1●能量与波长关系λ=hc/ΔE●基态原子与激发态原子的比可用Bottzmann分布表示Ni/N0=gi/g0·e-Ej/kT2021/7/1●在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数近似等于总原子数。●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600nm，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。2021/7/1谱线的特点表征（1）波长λ（2）形状Δυ-吸收线半宽（３）强度由两能级之间的跃迁几率来决定吸收线半宽度：

5、一般在0.01～０.１Å发射线半宽度：一般在0.005～0.02Å2021/7/12021/7/1三、原子吸收光谱轮廓●原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有一定宽度。●一束不同频率强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度I服从吸收定律：I=I0exp(-kl)式中k是基态原子对频率为的光的吸收系数。2021/7/1●透过光强度对吸收光频率作图，如下图：I与的关系0II2021/7/1●若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓2021/7/1●原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中

6、心频率（或中心波长）和半宽度表征；●中心频率由原子能级决定；●半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。2021/7/1谱线宽度●谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素；●一类是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；●另一类是外界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。2021/7/11.自然宽度自然变宽的半宽度ΔνN=1/(2πτi)●没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。●它与激发态原子的平均寿命(τi)有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。●不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5

7、nm数量级。2021/7/12.多普勒变宽●由辐射原子无规则的热运动引起。这一不规则的热运动与观测器两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。又称热变宽。●一般可达10-3nm。●是谱线变宽的主要因素。2021/7/1多普勒变宽的半宽度：M原子量，T绝对温度，υ0谱线中心频率2021/7/13.压力变宽（碰撞变宽）●由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。●压力变宽通常随压力增大而增大。在压力变宽中●凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫Holtzmark（赫尔兹马克）变宽。

8、●凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz（罗伦兹）变宽。2021/7/14.自吸变宽●由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。●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，从而使谱线变宽。●灯电流越大，