第七章_原子吸收光谱法

4. 频率 ——单位时间振动次数（有多少个波动） —— =C/λ，C=3*108 m/s 真空光速 ——（new） ——单位：Hz
波数——波长倒数=1/λ 单位长度内波动的个数。 举例：波长200 nm光，紫外光，λ=200 nm 频率=C/λ=3.0×108/（200×10-9） =1.5×1015（Hz） 波数=1/λ= 5×104 cm-1 5.光子能量 ——E=hν=hc/λ,h普朗光常数，h=6.626×10-34J*s ——单位，J焦耳，ev电子伏特，1ev=1.602×10-19J 举例：200nm光， E= hc/λ=6.626×1034×3.0×1010×107/200=9.932×10-19J
一．光源 锐线光源——空心阴极灯，无极放电灯，蒸汽放电灯
——要求：锐线窄，强度大，稳定，背景小
空心阴极灯 （1） 结构原理：被测元素涂层于空心阴极内，
阳极W 棒，
三. 原子吸收光谱法定量基础 积分吸收（吸收峰面积）——试样浓度——正比
难求 Walsh提出Ko——试样浓度——正比
2 Ln2 e2 K0 D mcN0f
温度不太高，火焰条件下，只要测k0，可知N0——Cx
Ko的测量方法
（1） 锐线光源：条件： 窄——发射谱线半宽度远小于吸收线 中心一致——νo发射线=νo吸收线
1. 光 < 电磁波 = 电磁辐射 =光子流：高速传播，无需媒介
2. 电磁辐射
波粒二象性：波动性——波参数：波长λ，频率，波数γ 粒子性——量子化 以光子为最小单位 一粒一粒的不连续传输
3. 波长λ：——（一个）波动长（度） ---- λ （lamda） ---- 单位：长度单位 m=103mm=106μm=109nm 10 A=1nm
=很窄的峰形结构
I0ν
Iν
原子蒸气
Lambert定律 7-1 （P190）
b
吸收系数
I I eKb ——与波长，浓
0
度，元素本性有 关
原子吸收光谱——波长频率——横坐标 ——吸收强度——纵坐标
Ko
峰值吸收系数
Δν—吸收线半宽度
Δλ= ห้องสมุดไป่ตู้0-3—10-2 nm 实际
= 0 nm
理论
νo
中心频率
2. 影响谱线宽度（ Δν）的因素
激发态
激发态
激发态
吸 选择吸收 收 光 外界 谱 电磁辐射
基态
能级跃迁
发 特征发射 射
光 电磁辐射 谱
（一）光谱法分类
光谱法
发射光谱法
吸收光谱法
原子发射光谱法 原子荧光分析法 分子荧光分析法 分子磷光分析法 化学发光分析法
紫外可见分光光度法 红外光谱法
原子吸收吸收光谱法 顺磁共振波谱法 核磁共振波谱法
6．光强 ——通俗：光子个数 ——准确：单位时间通过单位截面积光子数
7．总结： ——所有电磁波都是光子流 ——之所以有多种电磁波，差异在于（波长，频率）能
量不同，包括可见光 ——波长上升，频率下降，能量小 ——波长下降，频率上升，能量大
8．电磁波谱——电磁波按波长，频率大小排列
140 pm—5pm—10nm————200nm 射线 X射线 真空紫外光
第二节 基本原理
一. 原子吸收光谱产生
第一激发态E1
Boltzmann分布 N1=<1
ΔE=E1-Eo对不同元 素，不同
特征吸收
外界电磁辐射
紫外-可见区域
共振跃迁
共振吸收（线） 3000K
特征线 灵敏线
基态Eo
元素原子 外层电子能级
No=1000
二. 原子吸收光谱轮廓 1. 轮廓 原子吸收光谱—线光谱—吸收线=不是几何线
200nm——400nm———————— 800nm————1000m
紫外光
可见光
红外光 (线）
—1000m ————300 mm ————
微波
无线电波
波长，
频率，
能量
三．光谱法基础
（一）光谱产生 ——能级：分子，原子处于 一定的运动状态 =能量状态 =能级
——能级量子化，能级跃迁
（一）光谱产生
Ko
峰值吸收系数
νo
中心频率
（2） 公式 新概念——吸光度A
A lg I0 I
1 lg ek0b
0.434K0b
K0 N0 N总 Cx AkC
AkC
AAS定量通式 实验条件一定，k是常数
第三节 仪器 ——原子吸收分光光度计
基本组成五部分
光源——原子化器——单色器——检测器——信号处理显示系统
第七章 原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry, AAS
第一节 概述
一. 原子吸收光谱
原子吸收光谱产生
激发态
激发态 原子
选择吸收 外界电磁辐射
能级跃迁
基态
元素 基态原子
二．历史 ——1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连续光谱 时，发现太阳连续光谱中出现暗线——原子吸收现象发现。 ——1955年，澳大利亚，Walsh 沃尔什，发表著名论文 “原子吸收光谱在化学分析中的应用”，奠定了原子吸收光谱法 的理论基础。 ——50年代末—60年代初，推出原子吸收光谱商品仪器。 ——60年代中期，原子吸收光谱迅速发展。
三．特点
无机元素分析法，（主要用于定量分析） 灵敏度高，火焰AAS检出限达ppb级，
石墨炉检出限达10-10-10-14 g 选择性好 精度高1%<AAS，石墨炉3%——5% 应用范围广，70元素， 仪器较简单，价格较低廉，国产 5—6万 局限：难测难熔元素及非金属元素
难以同时进行多元素分析
（1） 自然宽度——无外界影响，仍有一定宽度，10-5 nm级 ——与激发态原子平均寿命有关，天生不是一根线
（2） 多普勒变宽——原子热运动造成，热变宽，稍有变化 ——多普勒效应：电磁辐射发射端相对接收瑞 运动产生 ——范围10-3 nm级 ——温度越高，变宽越大
（3） 压力变宽——原子分子间碰撞造成能级稍变， ——与其它粒子碰撞，劳伦兹变宽 ——同种原子碰撞，，赫鲁兹马克变宽 ——压力上升，碰撞加剧，变宽增加 ——范围10-3 nm级
附章 光学分析法概要
一．光学分析法 定义：
电磁辐射—-———相互作用————————物质
建立对应关系
试样组成、含量
辐射波长——————————————光谱法
辐射强度
（发生能级迁移）
辐射方向——————————————非光谱法
辐射速度
（不发生能级迁移）
（折射，散射干涉，衍射，偏振）
二. 电磁辐射基础