第6章原子吸收光谱法PPT课件
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同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略 （4）自吸变宽 影响较小； （5）场致变宽 影响较小；
在一般分析条件下以多普勒变宽ΔVD为主。
12.11.2020
四、原子吸收光谱的测量（积分吸收和峰值吸收） 1.积分吸收
Kvdv
π e2 mc
N0
f
在原子吸收分析中，将原子蒸气所吸收的全部 能量称为积分吸收。此公式表明，积分吸收与单 位体积原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
半 宽 度：Δ1/2 或Δλ1/2（谱线自然宽度、其它因素）
12.11.2020
吸收峰变宽原因：
（1）自然宽度
谱线本身具有一定的宽度，约为10-5nm数量级。
（2）多普勒变宽（热变宽） Δ D，可达10-3nm数量级
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
一、流程
general process
二、光源
light sources
三、原子化器
device of atomization
四、单色器
monochromators
五、检测器
detector
12.11.2020
原子吸收仪器（1）
12.11.2020
原子吸收仪器（2）
12.11.2020
一、流程
12.11.2020
示意图
12.11.2020
2.基态原子数与激发态原子数的关系 在原子蒸气中，可能会有基态与激发态存在。在
一定温度下达到热平衡时，基态与激发态原子数的 比例遵循Boltzman分布定律。
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) Ni与N0 分别为激发态与基态的原子数； T为热 力学温度； k为Boltzman常数； Ei为激发能；gi / g0为能级的简并度。
1.AAS的特点
(1)采用锐线光源 (2)单色器在火焰与 检测器之间 (3)有原子化系统 基态原子在这里吸 收入射光束，因此 也可把它视为“吸 收池”。
12.11.2020
现在的分光装置无法实现，在经过单色器 和狭缝分离后的入射光谱带，一般宽度为0.2 nm。 解决办法：
提供锐线光源，测定峰值吸收！
12.11.2020
2.锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐 线光源，测量谱线的峰值吸收， 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。
暂不能同时进行多元素分析
12.11.2020
二、原子吸收光谱的产生
formation of AAS 1.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-可见区。
电子从基态跃迁到能最低的激发态，称为第一激 发态。共振线：共振发射线-共振吸收线，也是元素 的特征谱线
（ 2 ） 发 射 线 的 Δν1/2 小 于 吸 收 线的 Δν1/2。
提供锐线光源的方法：空心阴 极灯
12.11.2020
3.峰值吸收 采用锐线光源进行测量
，则Δνe<Δνa ，由图可见，在 发射线宽度范围内，Kν可近似 认为不变，并近似等于峰值 时的吸收系数K0
12.11.2020
峰值吸收
integrated absorption and absorption in peak max
五、定量基础
quantitative
12.11.2020
一、概述
原子吸收光谱法：基于原子蒸气对其特征谱线吸收进行的定 量分析方法。 优点： (1) 检出限低，ngml-1（火焰原子吸收）；
10-13～10-14 g （石墨炉原子吸收） ； (2)选择性好，一般情况下共存元素不干扰； (3)准确度高，误差1%～5%； (4)分析速度快； (5)应用范围广，可测定70多种元素。 局限性：难熔元素、非金属元素测定困难；
12.11.2020
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) 可见，温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子 数随温度升高而增加；在相同的温度条件下，激发 能越小，Ni /N0值越大。 在原子吸收光谱中，Ni / N0值绝大部分在10-3以 下，即激发态和基态原子数之比小于千分之一。
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，则：
K0
2 πln2
D
e2 m cN0
f
2πln2 e2
A0.434D mN c0fLkL0N
上式的前提条件：
ห้องสมุดไป่ตู้
（1） Δνe<Δνa ； （2）辐射线与吸收线的中心频率一致。
12.11.2020
五、定量基础
当使用锐线光源时： A lg I I 0 0 .4K 3 0b 4 0 .42 3 π v 4 lD n 2m e2N 0 c fb 峰值吸收系数： K00.4324 πvlDn2m e2 N c0 f
原子吸收光谱法
atomic absorption spectrometry,AAS
第一节 基本原理
一、概述
generalization
二、原子吸收光谱的产生
formation of AAS
三、谱线轮廓与谱线变宽
shape and broadening of absorption line
四、积分吸收与峰值吸收
原子所发的频率低，反之，则高。与原子质量、温度和谱线
频率有关
D7.161070
T Ar
12.11.2020
（3）压力变宽（劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽）Δ L
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 劳伦兹（Lorentz）变宽：
待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）：
因此，基态原子数N0可以近似等于总原子 数N （方法灵敏度高的原因所在）。
12.11.2020
三、谱线的轮廓与谱线变宽
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)。
表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率0(峰值频率) ：
最大吸收系数对应的频率；（与原子能级分布有关） 中心波长：λ(nm)
A = k N0 b
N0 ∝N∝c
（ N0：基态原子数，N：总原子数，c 待测元素浓度）
所以：A = lg(I0/I) = K' c
12.11.2020
第六章 原子吸收光谱法
atomic absorption spectrometry,AAS
第二节 原子吸收光谱仪
及主要部件
atomic absorption spectrometer and main parts
在一般分析条件下以多普勒变宽ΔVD为主。
12.11.2020
四、原子吸收光谱的测量（积分吸收和峰值吸收） 1.积分吸收
Kvdv
π e2 mc
N0
f
在原子吸收分析中，将原子蒸气所吸收的全部 能量称为积分吸收。此公式表明，积分吸收与单 位体积原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
半 宽 度：Δ1/2 或Δλ1/2（谱线自然宽度、其它因素）
12.11.2020
吸收峰变宽原因：
（1）自然宽度
谱线本身具有一定的宽度，约为10-5nm数量级。
（2）多普勒变宽（热变宽） Δ D，可达10-3nm数量级
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
一、流程
general process
二、光源
light sources
三、原子化器
device of atomization
四、单色器
monochromators
五、检测器
detector
12.11.2020
原子吸收仪器（1）
12.11.2020
原子吸收仪器（2）
12.11.2020
一、流程
12.11.2020
示意图
12.11.2020
2.基态原子数与激发态原子数的关系 在原子蒸气中，可能会有基态与激发态存在。在
一定温度下达到热平衡时，基态与激发态原子数的 比例遵循Boltzman分布定律。
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) Ni与N0 分别为激发态与基态的原子数； T为热 力学温度； k为Boltzman常数； Ei为激发能；gi / g0为能级的简并度。
1.AAS的特点
(1)采用锐线光源 (2)单色器在火焰与 检测器之间 (3)有原子化系统 基态原子在这里吸 收入射光束，因此 也可把它视为“吸 收池”。
12.11.2020
现在的分光装置无法实现，在经过单色器 和狭缝分离后的入射光谱带，一般宽度为0.2 nm。 解决办法：
提供锐线光源，测定峰值吸收！
12.11.2020
2.锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐 线光源，测量谱线的峰值吸收， 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。
暂不能同时进行多元素分析
12.11.2020
二、原子吸收光谱的产生
formation of AAS 1.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-可见区。
电子从基态跃迁到能最低的激发态，称为第一激 发态。共振线：共振发射线-共振吸收线，也是元素 的特征谱线
（ 2 ） 发 射 线 的 Δν1/2 小 于 吸 收 线的 Δν1/2。
提供锐线光源的方法：空心阴 极灯
12.11.2020
3.峰值吸收 采用锐线光源进行测量
，则Δνe<Δνa ，由图可见，在 发射线宽度范围内，Kν可近似 认为不变，并近似等于峰值 时的吸收系数K0
12.11.2020
峰值吸收
integrated absorption and absorption in peak max
五、定量基础
quantitative
12.11.2020
一、概述
原子吸收光谱法：基于原子蒸气对其特征谱线吸收进行的定 量分析方法。 优点： (1) 检出限低，ngml-1（火焰原子吸收）；
10-13～10-14 g （石墨炉原子吸收） ； (2)选择性好，一般情况下共存元素不干扰； (3)准确度高，误差1%～5%； (4)分析速度快； (5)应用范围广，可测定70多种元素。 局限性：难熔元素、非金属元素测定困难；
12.11.2020
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) 可见，温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子 数随温度升高而增加；在相同的温度条件下，激发 能越小，Ni /N0值越大。 在原子吸收光谱中，Ni / N0值绝大部分在10-3以 下，即激发态和基态原子数之比小于千分之一。
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，则：
K0
2 πln2
D
e2 m cN0
f
2πln2 e2
A0.434D mN c0fLkL0N
上式的前提条件：
ห้องสมุดไป่ตู้
（1） Δνe<Δνa ； （2）辐射线与吸收线的中心频率一致。
12.11.2020
五、定量基础
当使用锐线光源时： A lg I I 0 0 .4K 3 0b 4 0 .42 3 π v 4 lD n 2m e2N 0 c fb 峰值吸收系数： K00.4324 πvlDn2m e2 N c0 f
原子吸收光谱法
atomic absorption spectrometry,AAS
第一节 基本原理
一、概述
generalization
二、原子吸收光谱的产生
formation of AAS
三、谱线轮廓与谱线变宽
shape and broadening of absorption line
四、积分吸收与峰值吸收
原子所发的频率低，反之，则高。与原子质量、温度和谱线
频率有关
D7.161070
T Ar
12.11.2020
（3）压力变宽（劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽）Δ L
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 劳伦兹（Lorentz）变宽：
待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）：
因此，基态原子数N0可以近似等于总原子 数N （方法灵敏度高的原因所在）。
12.11.2020
三、谱线的轮廓与谱线变宽
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)。
表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率0(峰值频率) ：
最大吸收系数对应的频率；（与原子能级分布有关） 中心波长：λ(nm)
A = k N0 b
N0 ∝N∝c
（ N0：基态原子数，N：总原子数，c 待测元素浓度）
所以：A = lg(I0/I) = K' c
12.11.2020
第六章 原子吸收光谱法
atomic absorption spectrometry,AAS
第二节 原子吸收光谱仪
及主要部件
atomic absorption spectrometer and main parts