《原子吸收光谱分析》PPT课件

Na（基态）吸收波长为589.0 nm
Mg（基态）吸收波精长选p为pt 285.2 nm
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共振吸收线
❖ 一般由基态跃迁至第一激发态所需能量最 低，产生的吸收谱线称为共振吸收线。
❖ 特征线 ❖ 灵敏线
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（二）原子吸收线的轮廓与变宽
原子结构较分子结构简单，理论上应产生线 状光谱吸收线。
第十四章 原子吸收分光光度法
Atomic Absorption Spectrophotometry AAS
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暗线是由于大气层中的钠原子对太 阳光选择性吸收的结果：
太阳光
暗 线
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第一节 基本原理
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在 蒸气状态对其特征辐射的吸收进行元素定量 分析的方法。
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3. 选择性好，抗干扰能力强。 4. 应用范围广。可测70多种元素，既可测常量元 素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属， 还可间接测非金属元素。S、P、N等
可测矿物、食品、土壤、植物、生物组织等 样品中的元素含量
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原子吸收分光光度法的局限性
❖ 工作曲线的线性范围窄 ❖ 测定不同元素要使用不同相应的光源 ❖ 对难溶性元素和非金属元素及同时多种元素
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2.热变宽（多普勒变宽）
❖ 热变宽引起的宽度为10-3nm数量级，是谱线变 宽的一种主要因素
❖ 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，则高。
❖ 由于基态原子受热后无规则运动引起的，这种
实际上用特征吸收频率辐射光照射时，获得 一峰形吸收。所得到的原子吸收谱线尽管很 窄，但不是严格的几何线，有一定的宽度和 轮廓。
以线的吸轮收廓系数Kv对辐射频率 作图：原子吸收
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原子吸收线的谱线轮廓
原子吸收线的特点表征：频率、半宽度、强度
中心频率由原子能级分布决定
吸收线强度有两个能级之间精的选跃ppt 迁几率决定
❖ 用图解的形式表示原子中各种可能存在的光 谱项-能级及能级跃迁精选p，pt 称为原子的能级图。8
二、原子在各能级的分布
❖ 原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气 中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定 的。
❖ 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
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。
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原子吸收光谱特点
1. 灵敏度高，比原子发射光谱高几个数量级， 绝对灵敏度达10-13-10-15g/ml
原子吸收光谱测定的是占原子总数99%以上 的基态原子。
2. 精密度高，准确度高。 相对误差：火焰原子吸收小于1％；石墨炉原 子吸收法约为3％－5％ 原子吸收程度受温度变化影响较小。重现性好， 稳定性高。
原子在各能级分布情况的影响因素
1、激发能
相同温度下，激发能越小，Nj/N0越大。 2、温度
原子化温度越高， Nj/N0越大。
在原子吸收分光光度法中，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， Nj/N0值绝大部 分在10-3以下，即与基态原子数相比，激发态原子数可以 忽略。也可以认为所有的吸收都是在基态进行的，大大减
的分析，存在一定的困难
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一、原子的量子能级和能级图
❖ 原子由原子核及核外电子组成。
❖ 原子核的外层电子按一定规律分布在各能级 上，每个电子的能量是由它所处的能级所决 定。
❖ 不同能级间的能量差是不同的，而且是量子 化的。
❖ 原子光谱是由原子最外层电子的跃迁所产生
的，因此在原子光谱中，用原子的价电子表
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吸收线宽度的影响因素 （吸收线变宽原因）
❖ 吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由原 子性质所决定，另一类是外界因素。
1. 自然宽度
❖ 无外界因素影响时，谱线固有的宽度叫自然 宽度。自然宽度与激发态原子的平均寿命、
能级宽度。寿命越短，能级宽度越宽，谱线 宽度越大。一般约10-5nm。
❖ 与其他变宽相比可完精全选pp忽t 略。
律。
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Boltzmann方程
N g e j
j
Ej E0 KT
N0 g0
gj、g0：激发态和基态的统计权重 Ej：激发能 T：绝对温度
K：波尔茨曼常数（1.38×10-23 J/K）
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某些元素在不同温度下的共振激发态与基态原子数比
共振线 gj/go 激发能
nm
eV
T=2000K
Ni/ No T=2500K
T=3000K
Na 589.0 2 2.104 9.9×10-6 1.14×10-4 5.83×10-4 Sr 460.7 3 2.690 4.99×10-7 1.13×10-6 9.07×10-5
Ca 422.7 3 2.932 1.22×10-7 3.67×10-6 3.55×10-5
Mg 285.2 3 4.346 3.35×10-11 5.02×10-9 1.50×10-7
Pb 283.3 3 4.375 2.83×10-11 4.55×10-9 1.34×10-7
Zn 213.9 3 5.796 6.2精2×选pp1t0-15 6.22×10-12 5.50×10-1110
征整个原子的状态。精选ppt
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❖ 光谱项（spectral term）是描述这些量子能级 的形式。
❖ n2S+1LJ ❖ n：主量子数
表示核外电子分布的层数
❖ S：总自旋量子数 表示价电子自旋量子数的矢量和
❖ L：总角量子数 表示电子轨道形状
❖ J ：内量子数
表示价电子组合得到的L与S的矢量和
❖ 2S+1：光谱项的多重性（*****)
少了原子吸收线的数目，这是原子吸收分光光度法灵敏度
高，抗干扰能力强的一个重要原因。
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三、原子吸收线
（一）原子吸收线的产生
当通过基态原子的光辐射具有的能量 h 恰好等 于原子由基态 → 激发态所含有的能量ΔE时，基态 原子吸收光辐射产生原子吸收光谱（线）
ΔE=h=hc/
不同种类的原子有不同的原子结构，由基态 → 激发态所需的能量差不同，吸收的光辐射的频率或 波长不同。