最新第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习版)
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版)
【原子吸收光谱法的优点和缺点】
优点： 1）检出限低，10-10～10-14 g； 2）准确度高，0.1%～0.5%； 3） 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； 4） 应用广泛，可测定70多个元素（各种样品中）；
缺点： 1）难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时测多元素 2）每测一个元素需要一个空心阴极灯，比较麻烦
相同点：
吸收光谱
发射光谱
波长(nm) 2000 1000 800 500 400
300
图 钠原子的吸收光谱与发射光谱图
不同点：
1）定量分析的基础（依据）不同
原子吸收法：基态原子对特征光的吸收程度
原子发射法：激发态原子发射的特征辐射的强度
2）测定元素的原子状态不同
百度文库
原子吸收法：基态原子，待测元素中最主要最多的能态原子
原子发射法：激发第版四) 态篇 原原子子光谱，分待析法测原子元吸素收光中谱法占(2极014学少习比率（﹤1%）
4
【原子吸收光谱和紫外可见光光谱的异同点】
相同点： 1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。 2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。 3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池（或原子化 器）、检测器。
（2）多普勒变宽：由于辐射原子处于无规则的热运动状态，因此，辐 射原子可以看作运动的波源。这一不规则的热运动与观测器两者间形 成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。这种谱线的所 谓多普勒变宽，是由于热运动产生的，所以又称为热变宽，一般可达 10-3nm，是谱线变宽的主要因素。
VD
2v0 c
3 4.346 3.351011
5.20 109
3 第四5篇.7原9子5光谱分7析.4法5原子1吸0收1光5 谱法(20164学.2习2 1012 版)
3000 K
3.84 103 5.83104 5.19 104 3.55 10 5 1.31106 8.99 107 6.65 10 7 1.50 107 5.50 1010
四、AAS的应用
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
一、原子吸收光谱分析的基本原理 1、概述
【发展过程】
1802年被人们发现，但是到20世纪50年代才发展起来； 1955年 澳大利亚物理学家 Walsh A（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。
第四篇 版)
原图子光原谱子分之 吸析间 收 法 的 与 原子关 原吸系 子收发 光谱射法(2014学习
【基态原子数与原子化温度】
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分布定律：
Nj
gj
E j E0
e KT
gj
E
e KT
gj
h
e KT
N0 g0
g0
g0
上式中gi和g0分别为激发态和基态的统计权重，激发态 原子数Nj与基态原子数N0之比较小<1%. 可以用基态原子数 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。
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
2014学习版
Atomic Absorption Spectroscopy, AAS
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
第二节 原子吸收光谱法
一、原子吸收光谱的基本原理 1、概述 2、基本理论 二、原子吸收光谱分析仪 1、仪器构造 2、光谱仪
三、AAS定性、定量分析 1、光谱定性分析 2、光谱定量分析
几种元素共振线的 Nj N0 值
共振线波长 gi 激发能
nm
g0 eV
2000 K
Nj N0
2500 K
K 766.49 Na 589.0 Ba 553.56 Ca 422.67 Fe 371.99 Ag 328.07 Cu 324.75 Mg 285.21 Zn 213.86
2 1.617 1.68104
2RT ln 2 M
7.162 107
V0
T M
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
（3） 压力变宽：由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子 等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。压力变宽通常随 压力增大而增大。在压力变宽中，凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫 Holtzmark（赫尔兹马克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz （罗伦兹）变宽。 （4）自吸变宽:
1.10 103
2 2.104 0.99 105
1.14 104
3 2.239 6.83106
3.19 105
3 2.932 1.22 107
3.67 106
- 3.332 2.29 109
1.04 107
2 3.778 6.031010
4.84 108
2 3.817 4.82 1010
4.04 108
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
2、基本原理
【原子吸收光谱的产生】
基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振吸收线） 吸收光谱
第一激发态基态 ，发射出一定频率的辐射。 产生共振发射线（称为第一共振发射线） 发射光谱
Sn
激
发
态
能
S2
级
S1
S0
基态能级
不同点： 1）吸收物质的状态不同。 紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。 原子吸收光谱：基态原子，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。 2）单色器与吸收池的位置不同。 紫外可见：光源→单色器→比色皿。 原子吸收：光源→原第四子篇化原子器光谱→分单析法色原器子吸。收光谱法(2014学习
荷兰C.T.J.Akemade和J.M.W.Milatz 同期独立设计仪器 火焰作光源 1961年 苏联 Б.В.Львов 非火焰原子吸收法 1965年 Ｊ.Ｂ.Willis(威立斯)氧化亚氮 乙炔火焰
从30多元素 60到70元素
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
【原子吸收光谱和原子发射光谱的异同点】
【谱线的轮廓】
0
Kv
K0
K0/2
V0
吸收线轮廓
v0
v
吸收线轮廓与半宽度
表征吸收线轮廓（峰）的参数：
中心频率0 (峰值频率）
中心波长： (nm)
半宽度：Δ0
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法 (2014学习版)
【宽化的影响因素】
（1）自然宽度 ：没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。 它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不 同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为 10-5nm数量级。
【原子吸收光谱法的优点和缺点】
优点： 1）检出限低，10-10～10-14 g； 2）准确度高，0.1%～0.5%； 3） 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； 4） 应用广泛，可测定70多个元素（各种样品中）；
缺点： 1）难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时测多元素 2）每测一个元素需要一个空心阴极灯，比较麻烦
相同点：
吸收光谱
发射光谱
波长(nm) 2000 1000 800 500 400
300
图 钠原子的吸收光谱与发射光谱图
不同点：
1）定量分析的基础（依据）不同
原子吸收法：基态原子对特征光的吸收程度
原子发射法：激发态原子发射的特征辐射的强度
2）测定元素的原子状态不同
百度文库
原子吸收法：基态原子，待测元素中最主要最多的能态原子
原子发射法：激发第版四) 态篇 原原子子光谱，分待析法测原子元吸素收光中谱法占(2极014学少习比率（﹤1%）
4
【原子吸收光谱和紫外可见光光谱的异同点】
相同点： 1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。 2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。 3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池（或原子化 器）、检测器。
（2）多普勒变宽：由于辐射原子处于无规则的热运动状态，因此，辐 射原子可以看作运动的波源。这一不规则的热运动与观测器两者间形 成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。这种谱线的所 谓多普勒变宽，是由于热运动产生的，所以又称为热变宽，一般可达 10-3nm，是谱线变宽的主要因素。
VD
2v0 c
3 4.346 3.351011
5.20 109
3 第四5篇.7原9子5光谱分7析.4法5原子1吸0收1光5 谱法(20164学.2习2 1012 版)
3000 K
3.84 103 5.83104 5.19 104 3.55 10 5 1.31106 8.99 107 6.65 10 7 1.50 107 5.50 1010
四、AAS的应用
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
一、原子吸收光谱分析的基本原理 1、概述
【发展过程】
1802年被人们发现，但是到20世纪50年代才发展起来； 1955年 澳大利亚物理学家 Walsh A（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。
第四篇 版)
原图子光原谱子分之 吸析间 收 法 的 与 原子关 原吸系 子收发 光谱射法(2014学习
【基态原子数与原子化温度】
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分布定律：
Nj
gj
E j E0
e KT
gj
E
e KT
gj
h
e KT
N0 g0
g0
g0
上式中gi和g0分别为激发态和基态的统计权重，激发态 原子数Nj与基态原子数N0之比较小<1%. 可以用基态原子数 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。
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
2014学习版
Atomic Absorption Spectroscopy, AAS
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
第二节 原子吸收光谱法
一、原子吸收光谱的基本原理 1、概述 2、基本理论 二、原子吸收光谱分析仪 1、仪器构造 2、光谱仪
三、AAS定性、定量分析 1、光谱定性分析 2、光谱定量分析
几种元素共振线的 Nj N0 值
共振线波长 gi 激发能
nm
g0 eV
2000 K
Nj N0
2500 K
K 766.49 Na 589.0 Ba 553.56 Ca 422.67 Fe 371.99 Ag 328.07 Cu 324.75 Mg 285.21 Zn 213.86
2 1.617 1.68104
2RT ln 2 M
7.162 107
V0
T M
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
（3） 压力变宽：由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子 等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。压力变宽通常随 压力增大而增大。在压力变宽中，凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫 Holtzmark（赫尔兹马克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz （罗伦兹）变宽。 （4）自吸变宽:
1.10 103
2 2.104 0.99 105
1.14 104
3 2.239 6.83106
3.19 105
3 2.932 1.22 107
3.67 106
- 3.332 2.29 109
1.04 107
2 3.778 6.031010
4.84 108
2 3.817 4.82 1010
4.04 108
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
2、基本原理
【原子吸收光谱的产生】
基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振吸收线） 吸收光谱
第一激发态基态 ，发射出一定频率的辐射。 产生共振发射线（称为第一共振发射线） 发射光谱
Sn
激
发
态
能
S2
级
S1
S0
基态能级
不同点： 1）吸收物质的状态不同。 紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。 原子吸收光谱：基态原子，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。 2）单色器与吸收池的位置不同。 紫外可见：光源→单色器→比色皿。 原子吸收：光源→原第四子篇化原子器光谱→分单析法色原器子吸。收光谱法(2014学习
荷兰C.T.J.Akemade和J.M.W.Milatz 同期独立设计仪器 火焰作光源 1961年 苏联 Б.В.Львов 非火焰原子吸收法 1965年 Ｊ.Ｂ.Willis(威立斯)氧化亚氮 乙炔火焰
从30多元素 60到70元素
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法(2014学习 版)
【原子吸收光谱和原子发射光谱的异同点】
【谱线的轮廓】
0
Kv
K0
K0/2
V0
吸收线轮廓
v0
v
吸收线轮廓与半宽度
表征吸收线轮廓（峰）的参数：
中心频率0 (峰值频率）
中心波长： (nm)
半宽度：Δ0
第四篇 原子光谱分析法 原子吸收光谱法 (2014学习版)
【宽化的影响因素】
（1）自然宽度 ：没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。 它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不 同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为 10-5nm数量级。