《原子吸收》课件

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1、第十四章原子吸收分光光度法atomicabsorptionspectrophotometry,AAS1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澳大利亚物理学家WalshA（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。2原子光谱法：测量自由原子对特征谱线的吸收程度或发射强度，推测样品的元素组成和含量。原子吸收分光光度法原子发射分光光度法原子荧光光度法3特点：(1)检出限低，10-10～10-14g；(2)准确度高，1%～5%；(3)选择性高，一般情况下共存

2、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4第一节基本原理一、原子的量子能级和能级图核外电子运动状态的描述：n：主量子数。电子分布层次L：总角量子数。表示电子的轨道形状，取值为0、1、2、…，相应的符号为S、P、D。s：自旋量子数。电子的自旋状态，1/2或-1/2S：总自旋量子数。外层价电子自旋量子数的矢量和，取值为0、1/2、1、3/2、…J：内量子数。轨道磁矩与自旋磁矩产生耦合作用形成的能级分裂。5内量子数J取决于总角量子数L和总自旋量子数S的矢量和：J=(L+S)，(L+S－1)，······，

3、(L－S)若L≥S；其数值共(2S+1)个；若L＜S；其数值共(2L+1)个；例：L=2，S=1，则J有三个值，J=3，2，1；L=0，S=1/2；则J仅有一个值1/2；J值称光谱支项；6原子光谱是原子的外层电子（或称价电子）在两个能级之间跃迁而产生。原子的能级通常用光谱项符号表示：钠原子的基态结构为：(1S)2(2S)2(2P)6(3S)1一个价电子：n=3,总角量子数L=0，用S表示。S=s1=1/2LS：J应取2S+1个值J

4、1=L+S=1+1/2=3/2J2=L+S-1=1/2钠原子的第一激发态光谱项为：32P1/2，32P3/28钠原子的基态价电子的两种跃迁：32S1/232P1/2E(32P1/2)-E(32S1/2)=h1其共振线波长为：589.6nm32P3/2E(32P3/2)-E(32S1/2)=h2其共振线波长为：589.0nm910电子能级跃迁的选择定则根据量子力学的原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行，而必须遵循一定的“选择定则”，这个定则是：1.n=0或任意正整数；2.L=1跃迁只允许在S项和P项，P项和S项或D项之间，D项和P项或F项之间等；3.S=0，即

5、单重项只能跃迁到单重项，三重项只能跃迁到三重项等；4.J=0，1。但当J=0时△J=0的跃迁是禁阻的。11Mg：1S22S22P63S2基态光谱项：外层电子3S2n=3,S=1/2–1/2=0,2S+1=1L=0,J=L+S=1激发态光谱项：外层电子3S13P1n=3,S1=1/2+1/2=1;S2=1/2–1/2=0;L=1;2S1+1=3:J=L+S1=2,J=L+S1-1=1,J=L+S1-2=02S2+1=1:J=L+S=131S0-----31P1(Mg285.2nm)12Mg原子能级图跃迁禁阻13二、原子在各能级的分布N0：基态原子数目；Nj：激发态原子数目

6、g：统计权重T：绝对温度K：玻尔兹曼常数在正常情况下，原子一般以基态形式存在，那么在高温条件下，如何？需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。热力学平衡时，两者符合Boltzmann分布定律：14从上表可知，激发态原子数Nj与基态原子数No之比较小,<1%.可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。15（一）原子吸收线的产生共振吸收线（共振线）：原子由基态跃迁到第一激发态时吸收一定频率的光而产生的吸收线。特点：各种元素的共振线不相同（特征谱线）；是最灵敏的谱线。三、原子吸收线16（二）原子吸收线的轮廓和变宽原子结构较分子结构简单，理论上应产生

7、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)。原子吸收的轮廓：吸收系数K对频率作图得到的曲线。表征吸收线轮廓(峰)的参数：中心频率O(峰值频率)：最大吸收系数对应的频率；中心波长：λ(nm)半宽度：Δ17原子吸收线变宽原因：1.自然宽度naturalwidthvN（10-5nm）在无外界影响下，谱线固有的宽度。和产生跃迁的激发态原子的寿命有关。激发态原子寿命越短，吸收线自然宽度越宽。182.多普勒变宽DopplerbroadeningvD（10-3nm）