第2节 AAS基本原理
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第四章 原子吸收分光光度法
优点：温度高，且可控；试样用量少（μg 或μl级），可直接测固体样； 原子化效率高；灵敏度高。 缺点：精度差，分析速度慢，共存化合物分子吸收，干扰较大。
低温原子化法
汞蒸汽原子化（测汞仪） 试样中汞化合物用还原剂（SnCl2）还原为汞蒸汽，并通过Ar 或N2 将其带入 吸收池进行测定。 Hg2++Sn2+ 氢化物原子化 AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O = AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2 主要用于As、Bi、Ge、Sb、Se、Te的测定。 特点： 可将待测物从大量基体中分离出来，检测限比火焰法低1-3个数量级，选 择性好，且干扰小。 Sn4++Hg
3）该法可消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收。
4）加入标准溶液的浓度应适当，曲线斜率太大或太小都会引起较大误差。
1. 原子吸收光谱法测定元素M，由未知试样溶液得到的吸光度为 0.435，而在9mL 未知液中加入1mL溶液为100mg/L的M标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的 吸光度为0.835。计算未知试样溶液中M的浓度？ 2. 采用原子吸收分光光度法分析尿样中的铜，测定结果见下表。试计算样品中铜的含 量？
操作简便、分析速度快 准确度高：火焰法误差<1% ，石墨炉法3%-5％
第二节 原子吸收分光光度法基本原理
一、基本概念
共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至能量最低的激发态所产生的吸收谱线 第一共振线：元素最灵敏线，通常用作元素分析线
二、基态与激发态原子分配
Ni gi e N0 g0
Ax Cx As Ax Cs
2）作图法
1
仪器分析AA
第3节 原子吸收分光光度计
二. 原子化器
将样品中的待测组份离子转化为基态原子的 装置。
有两种：火焰原子化器 无火焰原子化器（电热高温石墨 炉，激光）
第3节 原子吸收分光光度计
1、火焰原子化器 利用气体燃烧形成的火焰来进行原子化
第3节 原子吸收分光光度计
第3节 原子吸收分光光度计
火焰原子化器构件： a）喷雾器：将试样溶液转为雾状。 b）雾化室：三个作用。 c）燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化。
3）火焰的选择：
（a）保证待测元素充分离解为基态原子的前 提下，尽量采用低温火焰；原因：火焰温度 越高，产生的热激发态原子越多；
（b）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常 用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。
第3节 原子吸收分光光度计
第3节 原子吸收分光光度计
（c）保证所选择的火焰在测试的波长处对光没 有吸收。
原理： 在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物 。例
AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中 检测。 特点：原子化温度低 ；
灵敏度高（对砷、硒可达10-9g）； 基体干扰和化学干扰小；
环境仪器分析
第三章 AA
第三章 原子吸收分光光度分析
第1节 原子吸收分光光度分析概述 第2节 原子吸收分析的基本原理 第3节 原子吸收分光光度计 第4节 定量分析方法 第5节 干扰及其抑制 第6节 荧光分析简介 实验
第1节 原子吸收分光光度分析概述
1.1 概念及英文名称
概念：基于测量待测元素的基态原子对其特征 谱线的吸收程度而建立起来的分析方法
原子吸收光谱法(AAS)
原子吸收光谱法（AAS） atomic absorption spectrometry
2005/7 马长华
第一节 概述
原子吸收分光光度法 （ AAS）又称为 原子吸收光谱法，简称原子吸收， 是基于被测元素的基态原子对其原子共 振辐射的吸收进行定量分析的方法。该 分析法示意图见图-1。
测定试样中某元素含量时，试样在原 子化器中被蒸发、解离为气态基态原子， 当用该元素的锐线光源发射出的特征辐 射，照射该元素的气态基态原子区时， 元素的特征辐射因被气态基态原子吸收 而减弱，经过色散系统和检测系统后， 测得吸光度，根据吸光度与被测定元素 的浓度线性关系，从而进行元素的定量 分析。
当用锐线光源作原子吸收测定时，所得 吸收值A与原子蒸气中待测元素的原子数 总数N成正比, 在一定的喷雾和火焰条件 下， 溶液中待测元素的浓度与火焰中该 元素的基态原子有恒定的比例关系。则 有： A=KNL 其中 N∞C，令 K‘= K L A=K‘C
峰值积分值：测定某一波长处的吸光度 值，该值与被分析样的原子总数成正比， 现在多用。 积分吸收值：测定吸收线轮廓所包围的 面积，该值与气态原子浓度成正比。
火焰原子化的能力不仅取决于火焰温度，还与火焰的氧 化还原性有关。氧化还原性取决于燃气和助燃气的流量 比例，按燃助比可将火焰分为三种。 火焰的种类 燃助比 火焰性质 火焰状态 化学剂量火焰 约1∶4 中性 层次清楚 蓝色透明 富燃火焰 约1∶3 1 3 还原性 应用范围 大多数元素 皆适用
几种类型的火焰及温度
火焰类型 化学反应 温度/K
丙烷-空气焰 C3H8+5O2→3CO2+4H2O 2200 氢气-空气焰 H2+1/2O2→H2O H 2300 乙炔-空气焰 C2H2+5/2O2→2CO2+H2O 2600 乙炔－氧化亚氮焰 C2H2+5N2O→2CO2+H2O+5N2 3200
2005/7 马长华
第一节 概述
原子吸收分光光度法 （ AAS）又称为 原子吸收光谱法，简称原子吸收， 是基于被测元素的基态原子对其原子共 振辐射的吸收进行定量分析的方法。该 分析法示意图见图-1。
测定试样中某元素含量时，试样在原 子化器中被蒸发、解离为气态基态原子， 当用该元素的锐线光源发射出的特征辐 射，照射该元素的气态基态原子区时， 元素的特征辐射因被气态基态原子吸收 而减弱，经过色散系统和检测系统后， 测得吸光度，根据吸光度与被测定元素 的浓度线性关系，从而进行元素的定量 分析。
当用锐线光源作原子吸收测定时，所得 吸收值A与原子蒸气中待测元素的原子数 总数N成正比, 在一定的喷雾和火焰条件 下， 溶液中待测元素的浓度与火焰中该 元素的基态原子有恒定的比例关系。则 有： A=KNL 其中 N∞C，令 K‘= K L A=K‘C
峰值积分值：测定某一波长处的吸光度 值，该值与被分析样的原子总数成正比， 现在多用。 积分吸收值：测定吸收线轮廓所包围的 面积，该值与气态原子浓度成正比。
火焰原子化的能力不仅取决于火焰温度，还与火焰的氧 化还原性有关。氧化还原性取决于燃气和助燃气的流量 比例，按燃助比可将火焰分为三种。 火焰的种类 燃助比 火焰性质 火焰状态 化学剂量火焰 约1∶4 中性 层次清楚 蓝色透明 富燃火焰 约1∶3 1 3 还原性 应用范围 大多数元素 皆适用
几种类型的火焰及温度
火焰类型 化学反应 温度/K
丙烷-空气焰 C3H8+5O2→3CO2+4H2O 2200 氢气-空气焰 H2+1/2O2→H2O H 2300 乙炔-空气焰 C2H2+5/2O2→2CO2+H2O 2600 乙炔－氧化亚氮焰 C2H2+5N2O→2CO2+H2O+5N2 3200
12.2三角形全等的判定(ASA,AAS)教案-人教版八年级数学上册
- AAS（角-角-边）：两个角和其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等。
2.学会运用ASA和AAS判定方法判断两个三角形是否全等。
3.通过实际例题，加深对ASA和AAS判定方法的理解，并培养运用这些方法解决问题的能力。
4.能够运用ASA和AAS判定方法解决实际问题，如测量角度和边长，确定物体的形状等。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
（五）总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了三角形全等的ASA和AAS判定方法的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对这些判定方法的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在解决几何问题时灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调ASA和AAS判定的条件和步骤这两个重点。对于难点部分，我会通过具体的图形示例和比较来帮助大家理解。
（三）实践活动（用时10分钟）
1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与三角形全等判定相关的实际问题。
2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示ASA和AAS判定方法的基本原理。
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括：
1.培养学生的逻辑推理能力：通过探究ASA和AAS判定方法，让学生理解几何图形全等的：通过实际操作和例题分析，使学生能够在空间中正确构建和识别全等三角形，培养他们的空间想象力和直觉思维能力。
-难点三：将理论知识应用于解决具体问题，如实际测量和几何证明。
-解释：学生需要学会如何将ASA和AAS判定方法应用于解决具体问题，例如在给定一些角度和边长的情况下，确定三角形的形状和大小。
2.学会运用ASA和AAS判定方法判断两个三角形是否全等。
3.通过实际例题，加深对ASA和AAS判定方法的理解，并培养运用这些方法解决问题的能力。
4.能够运用ASA和AAS判定方法解决实际问题，如测量角度和边长，确定物体的形状等。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
（五）总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了三角形全等的ASA和AAS判定方法的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对这些判定方法的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在解决几何问题时灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调ASA和AAS判定的条件和步骤这两个重点。对于难点部分，我会通过具体的图形示例和比较来帮助大家理解。
（三）实践活动（用时10分钟）
1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与三角形全等判定相关的实际问题。
2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示ASA和AAS判定方法的基本原理。
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括：
1.培养学生的逻辑推理能力：通过探究ASA和AAS判定方法，让学生理解几何图形全等的：通过实际操作和例题分析，使学生能够在空间中正确构建和识别全等三角形，培养他们的空间想象力和直觉思维能力。
-难点三：将理论知识应用于解决具体问题，如实际测量和几何证明。
-解释：学生需要学会如何将ASA和AAS判定方法应用于解决具体问题，例如在给定一些角度和边长的情况下，确定三角形的形状和大小。
原子吸收光谱法或原子吸收分光光度法
图7.11 空心阴极灯的构造
(二)放电机理
由于受宇宙射线等外界电离源的作用,空心阴极灯
中总是存在极少量的带电粒子。当极间加上300 ~ 500V
电压后,管内气体中存在着的极少量阳离子向阴极运动,
并轰击阴极表面,使阴极表面的电子获得外加能量而逸
出。逸出的电子在电场作用下，向阳极作加速运动， 在运动过程中与充气原子发生非弹性碰撞，从而产生 能量交换，使惰性气体原子电离产生二次电子和正离 子。
原子吸收线的半宽度很窄,因此,要求光源发射出
比吸收线半宽度更窄的、强度更大的而且稳定的锐线
光谱,才能得到准确的结果。空心阴极灯、蒸气放电
灯和高频无极放电灯等光源,均具备上述条件,但目前
广泛使用的是空心阴极灯。空心阴极灯是一种阴极呈
空心圆柱形的气体放电管。
图7.10 空心阴极灯
(一)空心阴极灯的构造
图7.2 2500K下,不应该指出,从图中可以看出,Nj/N0总是很小的,就是 说,处于激发态的原子数与处于基态的原子数相比,可以 忽略不计。所以,对于原子吸收来说,可以认为处于基态 的原子数近似地等于所生成的总原子数N。
(三)原子吸收线的轮廓和变度
第三节 原子吸收光谱仪器
原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色 器、检测器四个上要部分组成,如图所示：
图7.7 单光束原子吸收光度计示意图
实验装置
图7.8 原子吸收的实验装置
图7.9 原子吸收分光光度计示意图
一、锐线光源
锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的 光源,如空心阴极灯。在使用锐线光源时,光源发射线半 宽度很小,并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时 发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形,即峰值吸收系数 K 在此轮廓内不随频率而改变,吸收只限于发射线轮 廓内。这样,一定的K0即可测出一定的原子浓度。
第2节AAS基本原理.
Ni/N0
T = 2000 K 4.44×10-4 9.86×10-6 4.99×10-7 1.22×10-7 2.99×10-9 6.03×10-10 4.82×10-10 T = 3000 K 7.24×10-3 5.83×10-4 9.07×10-9 3.55×10-5 1.31×10-6 8.99×10-7 6.65×10-7
1.基态原子数与激发态原子数的关系
激发态原子数 (Ni) 与基态原子数 (N0) 之间 的关系可用玻耳兹曼 (Boltzmann) 方程式表示： Ei ( ) i i kT
N g e N 0 g0
式中：gi，g0：激发态和基态的统计权重
Ei：激发能
T：绝对温度
k：玻兹曼常数 8.61810-5eV.K-1或1.38010-23J.K-1
变宽，称为。
(三) 谱线变宽的主要因素
综上所述，使谱线变宽的主要因素是： 温 度 压 力
（1）多普勒(Doppler)变度 （2）碰撞变宽(压力变宽)
结论
在分析测试中，谱线的变宽往往 会导致原子吸收分析的灵敏度下降。
五、原子吸收光谱定量分析原理
(一) 积分吸收
△ ：半宽度：指最大吸收值 的一半处的频率宽度。
2. 激发态原子数Ni的忽略
上式表明，当原子化器的温度 T 不同是， Ni/N0 具有不同的比值，这个比值是绝对温度T的函数。 (1) 温度T 越高，Ni/N0值越大。
(2) 在相同温度下，激发能Ei越小，Ni/N0值越大。
在原子吸收的原子化器中，温度一般在 2000 ～ 3000K之间，大多数元素的Ni/N0值都小于1%。一般 在10-3～10-15之间，所以说Ni很小，可忽略。
原子吸收光谱法干扰及总结
原子吸收光谱分析的基本关系式：
A=KC
吸光度
常数 浓度
Io A= lg
I
为什么要采用锐线光源？
第三节 原子吸收光谱分析的仪器
原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分 光源 原子化器 单色器 检测器
火焰
空心阴极灯
棱镜 光电管
一、光源
光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射 对光源的基本要求是：
锐线 （发射线半宽〈 吸收线半宽） 高强度 稳定 （30分钟漂移不超过1%） 背景低 （低于特征共振辐射强度的1%）
原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
第一节 概述
原子吸收光谱（AAS)，即原子吸收光谱法，是基于气态的基 态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐 射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是 一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。
– 早在1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连 续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817 年，弗劳霍费（J.Fraunhofer）在研究太阳连续光谱时， 再次发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线 的原因，于是就将这些暗线称为弗劳霍费线；
– 1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson） 在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发 出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收， 并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实， 断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的 钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。
nm 数量级
三、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收
吸光原子数 No 越多，吸光曲线面积越大（峰越 高），因此，理论上积分吸收与 No 呈正比：
原子吸收光谱仪 分光光度计
原子吸收光谱仪分光光度计
原子吸收光谱仪（Atomic Absorption Spectrophotometer，AAS）是一种用于分析金属元素含量的仪器。
它利用原子在特定波长
下吸收光线的原理，通过测量样品中金属元素吸收光线的强度来确
定其浓度。
分光光度计是AAS中的一个重要部分，它能够分解来自
样品中的光线，并测量吸收光线的强度。
AAS分光光度计的工作原理是基于原子在特定波长下吸收光线
的特性。
当样品被加热至高温时，其中的金属元素会被激发并跃迁
至高能级。
然后，通过向样品中传入特定波长的光线，可以使金属
原子吸收并跃迁至高能级。
分光光度计会测量样品吸收光线的强度，从而得出金属元素的浓度。
AAS分光光度计在许多领域都有广泛的应用，包括环境监测、
食品安全、药物分析等。
它具有高灵敏度、高选择性和高准确性的
特点，能够快速、准确地分析样品中金属元素的含量。
因此，AAS
分光光度计在科学研究和工业生产中发挥着重要作用。
总的来说，AAS分光光度计作为原子吸收光谱仪的核心部件，
是一种非常重要的分析仪器。
它的高灵敏度和准确性使其成为许多
行业中不可或缺的工具，为金属元素含量的分析提供了有力支持。
随着科学技术的不断发展，AAS分光光度计将会在更多领域展现其价值，为人类的发展和进步做出更大的贡献。
12.2三角形全等的判定(ASA、AAS)说课稿 2022-2023学年人教版八年级上册 数学
12.2 三角形全等的判定 (ASA、AAS) 说课稿一、教材分析本课是人教版八年级上册数学教材中的第12章《平面坐标系中的图形》中的第2节，主要讲解ASA（角边角）和AAS（角角边）两种三角形全等的判定方法。
该课内容涵盖了三角形的概念、角的概念和性质等基础知识，是学生理解和掌握三角形全等的判定方法的重要环节。
本节课的教学目标是： 1. 掌握ASA和AAS两种判定全等的方法； 2. 能够应用ASA和AAS判定方法解决实际问题； 3. 培养学生的逻辑思维和推理能力。
二、教学重点和难点本节课的教学重点是掌握ASA和AAS两种判定全等的方法，以及能够应用这两种方法解决实际的问题。
教学难点在于帮助学生理解ASA和AAS判定方法的本质和原理，并培养学生的逻辑思维和推理能力。
三、教学过程3.1 导入新课引导学生回顾前几节课所学的内容，复习三角形的概念和角的概念，以及相关的性质。
通过简单的问题引导学生思考，激起他们的学习兴趣。
3.2 引入ASA全等判定方法通过一个图示介绍ASA全等判定方法的基本思路：当两个三角形的某一对对应角度相等，且它们的两边也一一对应相等时，可以判定这两个三角形全等。
然后，通过展示一个例子，引导学生根据ASA全等判定方法来判定两个三角形是否全等，并给出详细的推理过程。
3.3 引入AAS全等判定方法类似地，通过一个图示介绍AAS全等判定方法的基本思路：当两个三角形的两个对应角度和一个对应边相等时，可以判定这两个三角形全等。
然后，通过展示一个例子，引导学生根据AAS全等判定方法来判定两个三角形是否全等，并给出详细的推理过程。
3.4 练习与巩固在解决一些练习题之前，教师可以给学生提供一个思考问题，让学生思考如何利用ASA和AAS判定方法证明两个三角形全等。
然后，教师引导学生通过具体的题目来练习应用ASA和AAS判定方法。
在练习中，可以逐步增加难度，引导学生灵活运用判定方法，并加深对全等概念和性质的理解。
原子吸收光谱法
第一节 原子吸收光谱法概述 第二节 原子吸收光谱法的原理
第三节 原子吸收光谱仪器
第四节 原子吸收光谱的干扰及其抑制 第五节 原子吸收光谱定量分析 第六节 原子荧光光谱法
第一节
原子吸收光谱法概述
原子吸收光谱法(AAS): 根据被测元素基态原子蒸气对其原子特征辐射
的吸收 作用来进行元素定量分析的方法。
要受热变宽ΔλD和洛伦兹变宽ΔλL的 影响，并导
致分析灵敏度下降。
实验结果表明：对于温度在1000~3000K，常压下， 的吸收线轮廓主要受Doppler和Lorentz变宽影响， 两者具有相同的数量级，约为0.001~0.005nm。 采用火焰原子化装臵时：
△λL是主要的；
采用无火焰原子化装臵时：
（1）
△νe << △νa
即发射线的宽度很窄
（2）辐射的强度大；辐射光强稳定；背景小；使用 寿命长等。 理想光源： 空心阴极灯 蒸气放电灯 无极放电灯
空心阴极灯
(Hollow Cathode Lamp HCL)
空心阴极灯：是由玻璃管制成封闭的低压气 体放电管。主要是由一个阳极和一个空心阴 极组成。 阳极：钨棒，并装有钛丝或钽片（锂片）作吸气剂 （吸收灯内少量杂质气体 e.g. O2 、H2 、 CO2等 )。
ν0
吸 收 线
发射线
ν
图 峰值吸收测量示意图
在吸收线中心频率附近dν范围内，测量吸收前后发射 线强度的变化，便可求出被测元素的含量。 由吸收定律有：
I I 0 e
k l
I0 A lg 0.434k l I
当使用锐线光源时，dv很小，可以近似地认为吸收系数在 Δv内不随频率v而改变，并以中心频率处的峰值吸收系数k0 来表征原子蒸气对辐射的吸收特性，则：
原子吸收光谱法
结构 工作原理
《仪器分析》第四章原子吸收光谱法
石墨炉原子化系统
基本原理：利用大电流（数百安培）通过高阻值的石墨管所产 生的高温，使管中少量试液或固体试样蒸发和原子化。
电源：12~24V 0~500 A 直流电
《仪器分析》第四章原子吸收光谱法
石墨炉原子化步骤
四个阶段： 1.干燥 (去除溶剂) 2.灰化（去除基体） 3.原子化 4.净化（去除残渣），
石墨炉升温示意图
《仪器分析》第四章原子吸收光谱法
元 最 高 灰 化 最高原子化温 线性范围 推荐的改进剂
素 温 度 度（℃）
（ ppb ）
（℃）
Ag 800 Al 1200 As 1200
1500
1－15 0.005mgPd+0.03mgMg(NO3)2
反2230应0000物和产5物5－－的1800熔0 沸0同.点0A1g5或mgSMe g(NO3)2
• f-----振子强度, N0----单位体积内的基态原子数, • e----为电子电荷, m--- -个电子的质量.
《仪器分析》第四章原子吸收光谱法
积分吸收的限制
要对半宽度(∆v)约为10-3 nm的吸收谱线进行积分， 需要极高分辨率的光学系统和极高灵敏度的检测器， 目前还难以做到。 这就是早在19世纪初就发现了原子吸收的现象， 却难以用于分析化学的原因。
Kv~v曲线反映出原子核外层电子 对不同频率的光辐射具有选择性
吸收特性。
《仪器分析》第四章原子吸收光谱法
影响原子谱线宽度的因素
由原子本身性质决定 由外界影响决定
①. 自然宽度ΔλN（ Δ υ N）
它与原子发生能级间跃迁时激发态原子的有限寿命
有关。 一般情况下约相当于10-4 Å （10-5nm）
仪器分析——AAS
仪器分析——AAS原子吸收分光光度分析法AtomicAborptionSpectrometry,AAS第1节原子吸收光谱分析概述分析概述baicprincipleofAAS概述generalization12:48:32Atomicaborptionpectrometry(AAS)12:48:32原子吸收分光光度法)一、原子吸收光谱法(原子吸收分光光度法)它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。
特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法原子吸收分光光度计装置示意图12:48:32在原子发射光谱分析中，我们曾提到过光源的自在原子发射光谱分析中，我们曾提到过光源的自吸现象，吸现象，即光源中内层原子发射的光被外层基态原子吸收，其实，这就是原子吸收。
原子吸收，其实，这就是原子吸收。
如果我们把中间层作为一个光源，使之发出的光通过试样原中间层作为一个光源，子蒸气，测定吸收了多少，子蒸气，测定吸收了多少，这就实现了原子吸收分析。
分析。
12:48:32对原子吸收现象的认识是19世纪初的事。
对原子吸收现象的认识是世纪初的事。
世纪初的事1802年，渥拉斯通(W.H.Wollaton)发现太阳光的连年渥拉斯通()续光谱中有几条黑线。
续光谱中有几条黑线。
1860年，由柯希霍夫(G.Kirchoff)解释了产生黑线的年由柯希霍夫()原因，原因，他认为这是由于比太阳温度低的气体吸收了从太阳发出的光。
出的光。
1955年，澳大利亚物理学家瓦尔士(A.Walh)首先提年澳大利亚物理学家瓦尔士()出利用原子吸收进行化学分析的可能性，随后，出利用原子吸收进行化学分析的可能性，随后，人们在实践和理论上不断总结和研究。
和理论上不断总结和研究。
原子吸收分光光度法广泛应用于冶金、地质、石油、原子吸收分光光度法广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医学、环保等行业，目前这种方法能分析70多种元素，医学、环保等行业，目前这种方法能分析多种元素，多种元素如果利用间接分析法，还可测定非金属元素。
2.AAS基本原理
Nj N0
=
Pj P 0
e
−
E0 −Ej kT
=
Pj P 0
e
−∆E kT
=
Pj P 0
e
−hν kT
上式中Pj 和 P0 分别为激发态和基态的统计权重， 激发态原子 上式中 分别为激发态和基态的统计权重 ， 与基态原子数N 之比较小,< ,<1 见下表。因此可以用基态原子 数Nj与基态原子数 0之比较小,<1%。见下表。因此可以用基态原子 数代表待测元素的原子总数。 都是常数。 数代表待测元素的原子总数 。 公式右边除温度 T 外 ， 都是常数 。 T 一定，比值一定。 一定，比值一定。
21:51:03
峰值吸收测量条件
因此在选择光源时不能采用钨灯、氘灯等连续光源， 因此在选择光源时不能采用钨灯、 氘灯等连续光源， 而 应采用空心阴极灯，无极放电灯等线光源。 应采用空心阴极灯，无极放电灯等线光源。 空心阴极灯
21:51:03
3.定量分析的依据 3.定量分析的依据
实际测量过程中， 实际测量过程中，测定的是基态原子 的吸光度A 的吸光度
21:51:03
3.特征谱线 各种元素的原子结构和外层电子排布不同，从 特征谱线 各种元素的原子结构和外层电子排布不同， 基态→激发态跃迁吸收能量不同——谱线具有特征性。 谱线具有特征性。 基态→激发态跃迁吸收能量不同 谱线具有特征性 4.最灵敏线：一情况下各种元素的原子从基态→第一激发 最灵敏线：一情况下各种元素的原子从基态→ 最灵敏线 态的跃迁最易发生，光强大， 态的跃迁最易发生，光强大，因此共振线也是元素的最灵 敏度线。 敏度线。 AAS就是利用处于基态的待测元素的原子蒸气对从光源 AAS 就是利用处于基态的待测元素的原子蒸气对从光源 发射出的共振线发射线的吸收来进行的定量分析方法 定量分析方法。 发射出的共振线发射线的吸收来进行的定量分析方法。因 此元素的共振线又称为分析线 分析线。 此元素的共振线又称为分析线。
仪器分析原子发射光谱法
△E = E2-E1 = hυ= hc/λ Na (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)1, 3p1、3d1、4s1、4p1、4d1、4f1、 ……
每一条发射谱线的波长取决于跃迁前后两个能级（E2， E1）的差。由于各种元素的原子具有不同的核外电子结构， 根据光谱选律，特定元素的原子可产生一系列不同波长的特 征光谱（组）。原子的能级是量子化的，原子光谱是线状光 谱。通过光谱的辨认和谱线强度的测量可进行元素的定性、 定量分析，这就是原子发射光谱法（AES）。
原子光谱是原子外层电子在不同能级间跃迁的结果。在量 子力学中，电子的运动状态可用四个量子数, 即主量子数n、 角量子数l、磁量子数ml和自旋量子数ms来描述。
主量子数n表示核外电子离核的远近，n值越大，电子的能 量越高，电子离核越远。n值取为1，2，3，…任意正整数。
角量子数l 表示电子在空间不同角度出现的几率，即电子云 的形状，也代表电子绕核运动的角动量。 l 取小于n的整数， 0，1，2，…，n-1。相对应的符号是什么？
在n、L、S、J四个量子数中，n、L、S 确定后，原子 的能级也就基本确定了，所以根据n、L、S 三个量子数 就可以得出描述原子能级的光谱项：
n2S+1L
式中2S+1叫做谱项的多重性。在L≥S 时，2S+1就是内 量子数J可取值的数目，也就是同一光谱项中包含的J 值相同、能量相近的能量状态数。习惯上将多重性为1、 2、3的光谱项分别称作单重态、双重态和三重态。把J 值不同的光谱项称为光谱支项。用下式表示：
1、光源 将试样中的元素转变为原子（或离子） 的过程称为原子化。原子化、激发和发射是在 光源中进行的。
原子发射光谱分析使用的仪器设备主要包括 激发光源和光谱仪两个部分。
AAS原子吸收光谱法
2、Doppler变宽：它与相对于观察者的原子的无规则热运动有关。又称热变宽。
• 3、压力变宽：吸收原子与外界气体分子之间的相互作用引起的变 宽，又称为压变宽。它是由于碰撞使激发态寿命变短所致。外加 压力越大，浓度越大，变宽越显著。 • a. Lorentz变宽：待测原子之间的碰撞，又称共振变宽；但由于 AAS分析时，待测物浓度很低，该变宽可勿略。 b. Holtzmark变宽：待测原子与其它原子之间的碰撞。 • 外界压力增加－－谱线中心频率ν0位移、形状和宽度发生变化---发射线与吸收线产生错位----影响测定灵敏度。 • 温度在1500-30000C之间，压力为1.013×10-5Pa ---热变宽和压变 宽有相同的变宽程度； • 火焰原子化器--压变宽为主要；石墨炉原子化器--热变宽为主要。 • 4 、 场 致 变 宽 (field broadening) ： 包 括 Stark 变 宽 ( 电 场 ) 和 Zeeman 变宽(磁场) • 5、自吸与自蚀：光源中同种气态原子吸收了由阴极发射的共振线 所致。与灯电流和待测物浓度有关。
五、积分吸收与峰值吸收系数
1、 积分吸收 在原子吸收光谱中，无论是光源辐射的发射线还是吸收线都有一定 的宽度，亦即L－B定律(A＝KVcL)用于描述AAS的A与C的关系是不 准确的。 因此必须用积分吸收来描述： πe 2
∫ Kν dν
=
e为电子电荷；m为电子质量；f为振子强度，为受到激发的每个原子 的平均电子数，与吸收几率成正比。
克服方法：
加入释放剂： SO42-、PO43-对Ca2+的干扰----加入La(III)、Sr(II)---释放Ca2+； 加入保护剂(配合剂): 1） PO43-对Ca2+的干扰---EDTA----CaY(稳定且易破坏) ； 2） 含氧酸中Mg、Al-----MgAl2O4---使吸光度急剧下降----加入8-羟基喹啉作保护剂。 加入缓冲剂或基体改进剂：主要对GFAAS，如加入EDTA可使Cd 的原子化温度降低。 化学分离。
原子吸收分光光度计热电
原子吸收分光光度计热电
原子吸收分光光度计（Atomic Absorption Spectrophotometer，简称AAS）是一种用于分析金属元素含量的仪器。
它利用原子吸收
光谱法，通过测量样品中金属元素原子吸收特定波长的光线来确定
其浓度。
AAS的工作原理是将样品原子化成气态原子，然后通过特
定波长的光源照射样品，测量被样品吸收的光强度，从而得出金属
元素的含量。
热电是指利用热电效应将热能转化为电能的现象。
在原子吸收
分光光度计中，热电主要用于加热样品以将其原子化。
通常使用的
是石墨炉，通过热电效应将电能转化为热能，使得样品升温至原子
化所需的温度。
热电元件的选择和控制对于石墨炉的性能和稳定性
具有重要影响。
从技术角度来看，原子吸收分光光度计的热电系统需要具备快
速升温、稳定控温和高温均匀性等特点，以确保样品能够被有效原
子化并且测量结果准确可靠。
热电系统的设计和优化对于仪器的性
能和分析结果具有重要影响。
此外，还可以从应用角度来看，原子吸收分光光度计在环境监
测、食品安全、药物分析等领域有着广泛的应用。
热电系统的稳定性和可靠性直接影响到仪器在实际应用中的精准度和可靠性。
综上所述，原子吸收分光光度计的热电系统在仪器的工作原理和技术性能中扮演着重要角色，并且对于仪器在实际应用中的准确性和可靠性有着重要影响。
AAS
积分吸收
I0 0.2 A lgT lg lg 0.002 I 0.2 0.001
四、原子吸收值与原子浓度的关系
峰值吸收：K0 锐线光源
1. 发射线与原子吸收线
的中心频率完全一致
2. 发射线的半宽度比吸
收线的半宽度更窄
A＝K`c
第二节 原子吸收分光光度计
第二节 原子吸收分光光度计
适用范围和检测限
UV 具有不饱和键的有机化合物 光电比色法 10-6g/mL
荧光分析法 强的紫外－可见吸收和一定的荧光效率 荧光试剂 10-10g/mL AAS 70多种元素 10-6g/mL
光源：锐线光源 作用：发射被测元素基态原子所吸 收的特征共振线 空心阴极灯
第二节 原子吸收分光光度计
原子化器 作用：提供能量，使试样干燥、蒸发 并转化为所需的基态原子蒸气
第二节 原子吸收分光光度计
单色器
检测器：光电倍增管
第三节 实验方法
测定条件的选择 分析线的选择
1. 共振吸收线
2. 不受干扰而且吸收值适度的谱线
峰值吸收系数
半宽度 中心频率
影响吸收线半宽度的因素
自然宽度 在无外界影响下，谱线固有的宽 度，10－5nm
多普勒变宽 热变宽，10－3nm 谱线变宽的主要因素 劳伦茨变宽
是吸光原子与蒸气中其它原子或 分子等相互碰撞而引起的谱线变 宽，10－3nm
四、原子吸收值与原子浓度的关系
原子蒸气吸收的全部能量
UV Fluorometry AAS
定量分析方法
UV、AAS：朗伯－比尔定律
A＝－lgT＝Ecl 吸光系数法 校正曲线法 对照法
A＝K`c
校正曲线法 标准加入法 内标法
原子吸收光谱分析基本原理
(5)场致变宽
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁 场的作用使谱线变宽的现象；影响较小；
一般的情况下，谱线的宽度可以认为主 要是由于多普勒效应与压力变宽两个因素引 起的。
02:40:26
三.积分吸收和峰值吸收
1.积分吸收
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2 nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图：
实际工作中用空心阴极灯作为锐线光 源，这是原子吸收测量的必要条件。
02:40:26
2.锐线光源
narrow-line source
所谓锐线光源就是能发射出谱线半宽度很 窄的发射线的光源。
锐线光源需要满足的条件：
（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致 （2）发射线的Δν1/2 小于吸收线的 Δν1/2
原因：△λ=10-3 nm ，若λ取600nm，单色器分辨
率R =λ/△λ=6×105 ) 长期以来无法解决的难题！
02:40:26
后来，A.Walsh提出以锐线光源代替连续光 源，即必须用一个与吸收线中心频率相同，半宽 度比吸收线更窄的发射线作为光源，只有这样， 才解决了原子吸收光谱法的测量难题。
定量分析：基于物质所产生的原子蒸气对特定谱
线的吸收强度来进行定量分析。
02:40:26
二.谱线的轮廓与谱线变宽
实际上用共振线照射时，获得一峰形吸收(具有 一定宽度)。可以看成是由极为精细的许多频率相差 甚小的光波组成的，有谱线轮廓。
02:40:26
1.表征吸收线轮廓(峰)的参数 链接
由：It = I0 e -Kvb ， 透射光强度 It 和吸 收系数及辐射频率 有关。 以Kv 对 作图
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁 场的作用使谱线变宽的现象；影响较小；
一般的情况下，谱线的宽度可以认为主 要是由于多普勒效应与压力变宽两个因素引 起的。
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三.积分吸收和峰值吸收
1.积分吸收
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2 nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图：
实际工作中用空心阴极灯作为锐线光 源，这是原子吸收测量的必要条件。
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2.锐线光源
narrow-line source
所谓锐线光源就是能发射出谱线半宽度很 窄的发射线的光源。
锐线光源需要满足的条件：
（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致 （2）发射线的Δν1/2 小于吸收线的 Δν1/2
原因：△λ=10-3 nm ，若λ取600nm，单色器分辨
率R =λ/△λ=6×105 ) 长期以来无法解决的难题！
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后来，A.Walsh提出以锐线光源代替连续光 源，即必须用一个与吸收线中心频率相同，半宽 度比吸收线更窄的发射线作为光源，只有这样， 才解决了原子吸收光谱法的测量难题。
定量分析：基于物质所产生的原子蒸气对特定谱
线的吸收强度来进行定量分析。
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二.谱线的轮廓与谱线变宽
实际上用共振线照射时，获得一峰形吸收(具有 一定宽度)。可以看成是由极为精细的许多频率相差 甚小的光波组成的，有谱线轮廓。
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1.表征吸收线轮廓(峰)的参数 链接
由：It = I0 e -Kvb ， 透射光强度 It 和吸 收系数及辐射频率 有关。 以Kv 对 作图
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
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Mg 285.2
Pb 283.3
3
3
4.346
4.375
3.35×10-11
2.83×10-11
1.50×10-7
1.34×10-7
Zn 213.9
3
5.795
7.45×10-15
5.50×10-10
四、原子吸收谱线的轮廓和变宽
原子吸收是在很窄的光谱区域中进
行的。也就是说，原子吸收线很窄，但
并不是一条几何线，而是具有一定宽度 的谱线，即谱线轮廓或吸收线轮廓。
K d
就代表整个基态原子的吸收，即积分吸收。
4.积分吸收量子理论， 二者关系可由下列方程式表示：
e K d f N kN 0 总 mc
2
N0：单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子密度 e：电子电荷， 常数 1.60210-10C m：一个电子质量， 常数 9.10910-28g c：光速， 常数 2.9971010cm.s-1 f ：振子强度（无量纲因子）： 表示被入射光 激发的每个原子的平均电子数。
(一) 谱线轮廓（吸收线轮廓）
谱线强度I 或吸收系数K 按频率 的分布。
吸收线的 半宽度 简称吸收 线宽度
0：吸收线 的中心频率
K
(二) 谱线宽度及变宽
谱线具有一定宽度的原因：
十分复杂，总的来说有两方面的因素。 ① ②
由原子的性质所决定的宽度。 由外界条件影响导致变宽。
1. 自然宽度(△N或△N)
2. 激发态原子数Ni的忽略
上式表明，当原子化器的温度 T 不同是， Ni/N0 具有不同的比值，这个比值是绝对温度T的函数。 (1) 温度T 越高，Ni/N0值越大。
(2) 在相同温度下，激发能Ei越小，Ni/N0值越大。
在原子吸收的原子化器中，温度一般在 2000 ～ 3000K之间，大多数元素的Ni/N0值都小于1%。一般 在10-3～10-15之间，所以说Ni很小，可忽略。
I0：入射光的强度
Kν；积分 吸收系数
K0：峰值 吸收系数
0：吸收线 的中心频率
1. 积分吸收曲线的处理
对于一条原子吸收线，由于谱线 有一定的宽度，所以可以看成是由极 为精细的许多频率相差甚小的光波组 成，若按吸收定律，可得相应的吸收
系数K1- 1、 K2- 2、 K3- 3……等，
在没有外界条件影响下，谱线本身
固有的宽度，由激发态原子的平均寿命
(10-810-5 s) 和能级宽度决定，约为 10-5
10-6nm。
(1) 激发态原子的平均寿命越短， (2) 能级宽度越宽。
谱线自然宽度越大
2. 多普勒(Doppler)变宽(△D或△D)
原子在空间作相对热运动引起的谱
1.基态原子数与激发态原子数的关系
激发态原子数 (Ni) 与基态原子数 (N0) 之间 的关系可用玻耳兹曼 (Boltzmann) 方程式表示： Ei ( ) i i kT
N g e N 0 g0
式中：gi，g0：激发态和基态的统计权重
Ei：激发能
T：绝对温度
k：玻兹曼常数 8.61810-5eV.K-1或1.38010-23J.K-1
原子吸收光谱是依据基态原子对辐射能的吸
收建立的定量分析方法，所以，要求原子化过程中，
必须保证原子全部处于基态。实际上，在试样原子
化过程中，试样原子不可能全部处于基态，受能量
的作用，总有部分原子成为激发态原子，这必然影 响原子吸收光谱定量分析结果，即在原子化过程中， 要尽可能保证激发态原子尽可能少，定量分析才准 确。
I I 0 e
K l
I0 A lg 0.434K l I
实际处理
吸收线在发射线的范围内吸收，并近似 看成一个矩形，那么在此矩形范围内，对应 各频率的积分吸收系数相等，并近似等于峰
值吸收系数K0，K =K0
2b K0
2b e K d m c f N 0 kN
第二节 原子吸收光谱法 的基本原理
一、原子吸收光谱的产生
在正常情况下，原子处于基态， 当有辐射能量相应于原子中的电子由
基态跃迁至所允许较高能态 (能量最低
激发态)所需要的能量时，基态原子将
从入射辐射中吸收能量，产生吸收光
谱。
二、原子吸收光谱的分析过程
分析框图
谱线变 化图
仪器装置框图
三、基态原子数与原子化温度的关系
△
K0
面积=K0· △
K0· △为峰值吸收
6. 峰值吸收与积分吸收的关系
K 0 2b K d
2b K0 2b e K d m c f N 0
2
b的取值
b是常数，其值取决于谱线变宽的因素
①只考虑多普勒变宽时 ②只考虑罗伦兹变宽时 ③实际测量， 考虑多种变宽因素时
变宽，称为。
(三) 谱线变宽的主要因素
综上所述，使谱线变宽的主要因素是： 温 度 压 力
（1）多普勒(Doppler)变度 （2）碰撞变宽(压力变宽)
结论
在分析测试中，谱线的变宽往往 会导致原子吸收分析的灵敏度下降。
五、原子吸收光谱定量分析原理
(一) 积分吸收
△ ：半宽度：指最大吸收值 的一半处的频率宽度。
决积分吸收的测量问题，但为了降低成本，仍采用
低分辨率的色散仪，这样，就需要通过其它途径解
决原子吸收的测量。
(二) 峰值吸收
1955 年 ， 沃 尔 什 (A.Walsh) 从 理
论和实验技术上解决了原子吸收的测
量问题。打破了长期以来原子吸收未 能应用于化学分析的僵局。
1. 沃尔什的建议
在温度不太高的稳定火焰条件
吸收也越大，即峰值吸收系数K0与积分吸收成正比。
5. 峰值吸收的测量
由于沃尔什提出了使用锐线 光源，使发射线的半宽度比吸收 线的半宽度窄的多，这样，吸收 线只能在发射线的范围内吸收， 所以产生的吸收线更窄。由于吸 收线更窄，这样就可以把吸收线 产生的轮廓看成一个矩形，那么 其面积就等于矩形的高度——峰 值吸收系数与矩形的宽——半峰 宽的乘积，即峰值吸收。
线变宽。又称热变宽。
D 7.162 10 0
7
T Ar T Ar
谱线中心频率
温度 相对原子质量
D 7.162 10 0
7
影响多普勒(Doppler)变宽的因素
①谱线的频率(0谱线中心频率)越大，多普勒宽度越大。
②温度(T)越高，多普勒宽度越大。 ③相对原子质量(Ar)越大，多普勒宽度越小。
2
I0 A lg 0.434K l I 0.434K 0 l 0.434kNl A KN Kc
原子吸收光谱定量分析的实际测量基础
则
N0N总
基态原子数近似等于总原子数
基态原子数与激发态原子数的比值
共振线/nm Cs 852.1 Na 589.0 Sr 460.7 Ca 422.7 Fe 372.0 Ag 328.1 Cu 324.8 2 2
gi/g0
2 2 3 3
激发能 /eV
1.45 2.104 2.690 2.932 3.332 3.778 3.817
这也是峰值吸收测量代替积分吸收测量的必要条件。
4.峰值吸收系数K0与积分吸收的关系
(1) 当吸收线 ( 谱线轮廓 ) 所包面积
一定时，峰值吸收系数 K0与吸收
线的半宽度△成反比。 K 1 0 吸收线的半宽度△越小时，谱线两边越向中 心频率0靠近，则峰值吸收系数越大。
(2) 若半宽度△固定，峰值吸收系数K0越大，则积分
b
ln 2
b
b
1 2
ln 2 1 2
~
之间
K 0 2b K d KN 总
上式表明，峰值吸收与原子化器中 基态原子密度成简单的线性关系。 只要求得峰值吸收，也可求出被测离子 的含量，但测量如此窄的吸收线的宽度，现 在仍然较困难。
(三) 实际测量
在实际工作中，对于原子吸收值的测量，是以 一定光强的单色光 I0 (锐线光源)，通过厚度为 l 的 原子蒸气，入射光的强度因基态原子的吸收而减弱， 然后测出被吸收后的光强 I ，此吸收过程符合吸收 定律，即：
Ni/N0
T = 2000 K 4.44×10-4 9.86×10-6 4.99×10-7 1.22×10-7 2.99×10-9 6.03×10-10 4.82×10-10 T = 3000 K 7.24×10-3 5.83×10-4 9.07×10-9 3.55×10-5 1.31×10-6 8.99×10-7 6.65×10-7
绘出积分吸收曲线。
2. 积分吸收的测量
因此，测量气态基态原子对共振线
的吸收实际上就是测量对整个谱线轮廓 的吸收，即测量谱线轮廓范围内各频率 吸收的累加值，即吸收线下面包括的整 个面积，称为积分吸收。
3. 积分吸收
吸收线轮廓内的总面积即吸收系数 K对频率的积分称为积分吸收。
实际上，将这条曲线进行积分，
是谱线变宽的主要原因之一，
约为10-410-3nm。
3.碰撞变宽(压力变宽)
同种辐射原子间或辐射原子与其它粒
子 ( 分子、原子、离子、电子 ) 间的相互碰 撞而产生的谱线变宽，统称。
是谱线变宽的主要原因之一，
约为10-410-3nm。
分 类：
(1). 赫尔兹马克(Holtzmark)变宽(△R或△R)
5.原子吸收光谱定量分析的理论基础