原子吸收光谱分析法文稿演示
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原子吸收光谱法演示文稿
三、原子化器
device of atomization
四、单色器
monochromators
五、检测器
detector
第十四页，共39页。
原子吸收仪器（1）
第十五页，共39页。
原子吸收仪器（2）
第十六页，共39页。
一、流程
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
简并度。
第四页，共39页。
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。
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
第十一页，共39页。
峰值吸收
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影
响，则：
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
A
0.434
2
π ln 2
D
e2 mc
N0
fL
点击上图播放
第十七页，共39页。
二、光源
1.作用
提供待测元素的特征光谱 。获得较高的灵敏度和准 确度。
光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振 线； （2）能发射锐线；
（3）辐射光强度大，稳定 性好。
2.空心阴极灯：结构如图
所示
第十八页，共39页。
3.空心阴极灯的工作原理
device of atomization
四、单色器
monochromators
五、检测器
detector
第十四页，共39页。
原子吸收仪器（1）
第十五页，共39页。
原子吸收仪器（2）
第十六页，共39页。
一、流程
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
简并度。
第四页，共39页。
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。
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
第十一页，共39页。
峰值吸收
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影
响，则：
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
A
0.434
2
π ln 2
D
e2 mc
N0
fL
点击上图播放
第十七页，共39页。
二、光源
1.作用
提供待测元素的特征光谱 。获得较高的灵敏度和准 确度。
光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振 线； （2）能发射锐线；
（3）辐射光强度大，稳定 性好。
2.空心阴极灯：结构如图
所示
第十八页，共39页。
3.空心阴极灯的工作原理
PPT原子吸收光谱法分析原理和方法PPT课件PPT54页
AAS 分析时，待测物浓度很低，该变宽可勿略。
❖ 外界压力增加——谱线中心频率0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1.01310-5Pa ——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。
第6页，共54页。
根据吸收定律的表达式，以 I~ 和 K- 分别作图得吸收强度与频 率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。
K0
K0/2 I0
I K
0
I~ （吸收强度与频率的关系）
0
K~ （谱线轮廓）
图中：
K—吸收系数；K0—最大吸收系数； 0，0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ，—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度）；
电流越大，光强越大，但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气 体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。 问题：为什么HCL会产生低背景的锐线光源？ 答：低压－原子密度低，Lorentz Broadening小；小电流－温度低Doppler Broadening 小，故产生锐线光源！惰性气体难于激发且谱线相对简单——低背景。
K0
1
D
ln 2 e2 mc
N0 f
1
D
ln 2 e2 (c) f mc
A KcL
上式表明，当用锐线光源作原子吸收测定时，所得A与原子蒸气中待测元素的基态 原子数成正比。
第15页，共54页。
3. 锐线光源 根据Walsh的两点假设，发射线必须是“锐线”（半宽度很小的谱线）。
发射线
吸收线
I
形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最
❖ 外界压力增加——谱线中心频率0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1.01310-5Pa ——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。
第6页，共54页。
根据吸收定律的表达式，以 I~ 和 K- 分别作图得吸收强度与频 率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。
K0
K0/2 I0
I K
0
I~ （吸收强度与频率的关系）
0
K~ （谱线轮廓）
图中：
K—吸收系数；K0—最大吸收系数； 0，0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ，—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度）；
电流越大，光强越大，但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气 体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。 问题：为什么HCL会产生低背景的锐线光源？ 答：低压－原子密度低，Lorentz Broadening小；小电流－温度低Doppler Broadening 小，故产生锐线光源！惰性气体难于激发且谱线相对简单——低背景。
K0
1
D
ln 2 e2 mc
N0 f
1
D
ln 2 e2 (c) f mc
A KcL
上式表明，当用锐线光源作原子吸收测定时，所得A与原子蒸气中待测元素的基态 原子数成正比。
第15页，共54页。
3. 锐线光源 根据Walsh的两点假设，发射线必须是“锐线”（半宽度很小的谱线）。
发射线
吸收线
I
形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最
原子吸收光谱分析PPT课件
N0激发态原子数，N基态原子数，c 待测元素浓度
即： A = lg(I0/I) = K' c
16
8.3 原子吸收光谱仪 1. 构成
(1) 特点
➢采用锐线光源;
➢单色器在火焰与检
测器之间;
➢采用调制方式区分
光源和原子化系统
的辐射
17
原子吸收中的原子发射现象
在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于 不稳定状态，将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原 子发射。尽管返回释放出的能量可能有多种形式，产生的辐 射也不在一个方向上，但对测量仍将产生一定干扰。
2.放大器 将光电倍增管输出的信号放大。 3.对数变换器 光强度与吸光度之间的转换。 4.显示、记录 原子吸收计算机工作站。
33
8.4 定量分析方法
1. 标准曲线法
配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将 获得的吸光度A数据对应于浓度c作标准曲线。在相同条件下 测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值 。
第八章 原子吸收光谱分析
是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸 收作用进行定量分析的方法。
1
8.1 原子吸收光谱分析概述
原子吸收光谱与发射光谱
➢ 基态第一激发态
吸收一定频率的辐射能量
产生共振吸收
吸收光谱
激发态基态
发射出一定频率的辐射
产生共振线
发射光谱
➢ 原子吸收线比发射线数目少，谱线重叠概率小，光谱干
4
能级跃迁
分子中电子能级 间跃迁的同时，总 伴随有振动和转动 能级间的跃迁。即 电子光谱中总包含 有振动能级和转动 能级间跃迁产生的 若干谱线而呈现宽 谱带。
5
2. 光吸收定律 ➢朗伯-比耳定律
即： A = lg(I0/I) = K' c
16
8.3 原子吸收光谱仪 1. 构成
(1) 特点
➢采用锐线光源;
➢单色器在火焰与检
测器之间;
➢采用调制方式区分
光源和原子化系统
的辐射
17
原子吸收中的原子发射现象
在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于 不稳定状态，将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原 子发射。尽管返回释放出的能量可能有多种形式，产生的辐 射也不在一个方向上，但对测量仍将产生一定干扰。
2.放大器 将光电倍增管输出的信号放大。 3.对数变换器 光强度与吸光度之间的转换。 4.显示、记录 原子吸收计算机工作站。
33
8.4 定量分析方法
1. 标准曲线法
配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将 获得的吸光度A数据对应于浓度c作标准曲线。在相同条件下 测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值 。
第八章 原子吸收光谱分析
是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸 收作用进行定量分析的方法。
1
8.1 原子吸收光谱分析概述
原子吸收光谱与发射光谱
➢ 基态第一激发态
吸收一定频率的辐射能量
产生共振吸收
吸收光谱
激发态基态
发射出一定频率的辐射
产生共振线
发射光谱
➢ 原子吸收线比发射线数目少，谱线重叠概率小，光谱干
4
能级跃迁
分子中电子能级 间跃迁的同时，总 伴随有振动和转动 能级间的跃迁。即 电子光谱中总包含 有振动能级和转动 能级间跃迁产生的 若干谱线而呈现宽 谱带。
5
2. 光吸收定律 ➢朗伯-比耳定律
光谱原子吸收发射PPT演示文稿
火花
低
瞬间10000
好
金属与合金、难激发 元素的定量分析
ICP
很高
6000～8000
溶液的定量分析
最好
几种光源的比较
•36
（4） 电感耦合高频等离子体光源（inductive coupled high frequency plasma, ICP）
等离子体是一种由自 由电子、离子、中性原 子与分子所组成的，在 总体上呈电中性的气体。
1 光谱定性分析
由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发 作用下，试样中每种元素都发射自己的特征光谱。
光谱定性分析一般多采用摄谱法。试样中所含 元素只要达到一定的含量，都可以有谱线摄谱在感 光板上。摄谱法操作简单，价格便宜，快速，在几 小时内可将含有的数十种元素定性检出。它是目前 进行元素定性检出的最好方法。
•20
3.试样装置
光源与试样相互作用的场所 （1）吸收池
紫外-可见分光光度法：石英比色皿 荧光分析法： 红外分光光度法：将试样与溴化钾压制成透明片 （2）特殊装置 原子吸收分光光度法：雾化器中雾化，在火焰中，元素由离子态→ 原子； 原子发射光谱分析：试样喷入火焰； 详细内容在相关章节中介绍。
•21
光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。
原子光谱是由原子外层或内层电子 能级的变化 产生的，它的表现形式为线光谱。如原子发射光谱
法（AES）、原子吸收光谱法（AAS）等。
分子光谱是由 分子中电子能级、振动和转动能 级 的变化产生的，表现形式为带光谱。如紫外-可见
分光光度法（UV-Vis），红外光谱法（IR）等。
原子发射光谱是线状光谱。 处于高能级的电子经过几个中间能级跃迁
回到原能级，可产生几种不同波长的光， 在光谱中形成几条谱线。一种元素可以产 生不同波长的谱线，它们组成该元素的原 子光谱。 不同元素的电子结构不同，其原子光谱也 不同，具有明显的特征。
原子吸收光谱法演示精品PPT课件
14
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
15
德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
16
2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
20
（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
3
光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
22
石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
15
德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
16
2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
20
（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
3
光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
22
石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。
【精品】第七章-原子吸收光谱分析法讲述PPT课件
各种元素的原子结构和外层电子排布不
同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态
(或由第一激发态跃迁返回基态)时，吸收(或发
射)的能量不同，因而各种元素的共振线不同
而各有其特征性，所以这种共振线是元素的特
征谱线。对大多数元素来说，共振线也是元素
最灵敏的谱线。
说明：广义上说，凡涉及基态跃迁的谱线统 称为共振线。
2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制 ~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化 ~2198 低温，适于易解离的元素，如碱金
a）当温度保持不变时：激发能(hν)小或波长长，Nj/N0则大，即波长长的
原子处于激发态的数目多；但在 AAS 中，波长不超过 600nm。换句
话说，激发能对 Nj/N0 的影响有限！
b）温度增加，则 Nj/N0 大，即处于激发态的原子数增加；且Nj/N0随温度
T 增加而呈指数增加。
在原子吸收光谱法中，原子化温度一般小于
检测显 示系统
原子化系统
一、光源及光源调制 对AAS光源的要求：
a）发射稳定的共振线，且为锐线； b）强度大，没有或只有很小的连续背景； c）操作方便，寿命长。
1.空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp, HCL)
空心阴极灯的原理
施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在 电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击; 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子 再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是 阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱; 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯; 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 优缺点： （1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需更换相应的灯。
第四篇原子光谱分析法原子吸收光谱法学习版文稿演示
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。
荷兰C.T.J.Akemade和atz 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
1 . 68 10 4 0 . 99 10 5 6 .83 10 6 1 . 22 10 7 2 . 29 10 9 6 . 03 10 10 4 .82 10 10 3 . 35 10 11 7 . 45 10 15
NБайду номын сангаас N0
2500 K
1 . 10 10 3 1 . 14 10 4 3 . 19 10 5 3 . 67 10 6 1 . 04 10 7 4 . 84 10 8 4 . 04 10 8 5 . 20 10 9 6 . 22 10 12
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
图 原子吸收与原子发射 之间的关系
【基态原子数与原子化温度】
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
【宽化的影响因素】
荷兰C.T.J.Akemade和atz 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
1 . 68 10 4 0 . 99 10 5 6 .83 10 6 1 . 22 10 7 2 . 29 10 9 6 . 03 10 10 4 .82 10 10 3 . 35 10 11 7 . 45 10 15
NБайду номын сангаас N0
2500 K
1 . 10 10 3 1 . 14 10 4 3 . 19 10 5 3 . 67 10 6 1 . 04 10 7 4 . 84 10 8 4 . 04 10 8 5 . 20 10 9 6 . 22 10 12
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
图 原子吸收与原子发射 之间的关系
【基态原子数与原子化温度】
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
【宽化的影响因素】
chapter原子吸收光谱分析法文稿演示
2．共振吸收线： 电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为 共振吸收线 。
3．共振线： 共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。 对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。
*
原子吸收光谱分析基本原理
二、谱线轮廓与谱线变宽
L
以Kv与 作图： 表征吸收线轮廓(峰)的参数：
中心频率0(峰值频率) ：最大吸
原子吸收光谱利用的是原子的吸收现象，而原子发射光 谱分析是基于原子的发射现象，二者是两种相反的过程。另 测定方法与仪器亦有相同和不同之处。
*
原子吸收光谱分析概述
三、 原子吸收光谱分析的特点
1. 灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子 数目比激发态多得多（玻尔兹曼分布规律），故灵敏度高。 其检出限可达 10-9 g /ml ( 某些元素可更高 ) ；
太阳 光
暗 线
但当时人们并不了解产生这些暗线的原因。
*
原子吸收光谱分析概述
1859年，Kirchhoff和 Bunson在研究碱金属和碱土金属的火焰 光谱时，发现Na原子蒸气发射的光在通过温度较低的Na原子 蒸气时，会引起钠光的吸收，产生暗线。
第一激发态
第一激发态
h
基态
Na*
Na+hν(发射)
a. 火焰温度较高区域
*
第二节 原子吸收光谱分析基本原理
一、原子吸收光谱的产生及共振线
第三激发态 第二激发态
第一激发态
h
基态
M*
M+hν(发射)
a. 原子发射
第三激发态 第二激发态
第一激发态
hν M+hν
基态 M* (吸收) b. 原子吸收
1．共振发射线： 电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频 率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称 为共振发射线 。
3．共振线： 共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。 对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。
*
原子吸收光谱分析基本原理
二、谱线轮廓与谱线变宽
L
以Kv与 作图： 表征吸收线轮廓(峰)的参数：
中心频率0(峰值频率) ：最大吸
原子吸收光谱利用的是原子的吸收现象，而原子发射光 谱分析是基于原子的发射现象，二者是两种相反的过程。另 测定方法与仪器亦有相同和不同之处。
*
原子吸收光谱分析概述
三、 原子吸收光谱分析的特点
1. 灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子 数目比激发态多得多（玻尔兹曼分布规律），故灵敏度高。 其检出限可达 10-9 g /ml ( 某些元素可更高 ) ；
太阳 光
暗 线
但当时人们并不了解产生这些暗线的原因。
*
原子吸收光谱分析概述
1859年，Kirchhoff和 Bunson在研究碱金属和碱土金属的火焰 光谱时，发现Na原子蒸气发射的光在通过温度较低的Na原子 蒸气时，会引起钠光的吸收，产生暗线。
第一激发态
第一激发态
h
基态
Na*
Na+hν(发射)
a. 火焰温度较高区域
*
第二节 原子吸收光谱分析基本原理
一、原子吸收光谱的产生及共振线
第三激发态 第二激发态
第一激发态
h
基态
M*
M+hν(发射)
a. 原子发射
第三激发态 第二激发态
第一激发态
hν M+hν
基态 M* (吸收) b. 原子吸收
1．共振发射线： 电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频 率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称 为共振发射线 。
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hν
基态
Na+hν
Na* (吸收)
b. 火焰温度较低区域
根据这一暗线与太阳光谱中的暗线在同一位置这一事实，证 明太阳连续光谱中的暗线正是大气圈中的气态Na原子对太阳 光谱中Na辐射的吸收所引起的，解释了暗线产生的原因。
原子吸收光谱分析概述
2、空心阴极灯的发明
火焰
空心阴极 灯
如要测定试液中的镁离子:
棱镜
光电管
原子吸收光谱分析概述
3、电热原子化技术的提出 1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大提高了原子吸
收的灵敏度。
二、原子吸收与分子吸收、原子发射的比较
1．原子吸收与分子吸收 相同点：都属吸收光谱，遵守比尔定律。 不同点：吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中的分子或
离子；AAS:气态的基态原子）；分子吸收为宽带吸收，而 原子吸收为锐线吸收。 2．原子吸收与原子发射的比较
赫鲁兹马克变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响 。在通常的条件下，压力变宽起重要作用的主要是劳伦兹变 宽，谱线的劳伦兹变宽可由下式决定：
ΔνL=2NAσ2p[2/πRT·(1/A+1/M)]1/2 σ2--碰撞的有效截面积；M --待测原子的相对原子量； ΔvL和ΔνD具有相同的数量级，也是谱线变宽的主要因素。
2. 选择性好：谱线简单，因谱线重叠引起的光谱干扰较 小，即抗干扰能力强。分析不同元素时，选用不同元素灯， 提高分析的选择性；
3. 具有较高的精密度和准确度：因吸收线强度受原子化 器温度的影响比发射线小。另试样处理简单。 RSD1~2%， 相对误差0.1~0.5%。
缺点：难熔元素、非金属元素测定困难、不能多元素同时 分析。
原子吸收光谱分析法文稿演示
优选原子吸收光谱分析法
Hale Waihona Puke 原子吸收光谱分析概述1859年，Kirchhoff和 Bunson在研究碱金属和碱土金属的火焰 光谱时，发现Na原子蒸气发射的光在通过温度较低的Na原子 蒸气时，会引起钠光的吸收，产生暗线。
第一激发态
第一激发态
h
基态
Na*
Na+hν(发射)
a. 火焰温度较高区域
收系数对应的频率；
半 宽 度：Δ。
L
L
谱线轮廓与谱线变宽
(二)、谱线变宽 1. 自然宽度ΔvN
在无外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度。 根据量子力学的Heisenberg测不准原理，能级的能量有不确定性，ΔE 由下式估算：
ΔE=h/2（πτ）
τ-激发态原子的寿命；τ越小，宽度越宽。ΔvN约相当于10-5nm数量级.
2. 多普勒宽度ΔνD
由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称为热变宽. 当处于热力学平衡时， Doppler变宽可用下式表示：
VD7.162107V0
T M
在原子吸收中，原子化温度一般在2000~3000K，ΔνD一般在10-3~102 nm，它是谱线变宽的主要因素。
谱线轮廓与谱线变宽
3．压力变宽 由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的
谱线轮廓与谱线变宽
4．自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所
吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。 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。 火焰原子化法中， ΔvL是主要的；非火焰原子化法中
， ΔνD是主要的。 ΔvL谱线变宽，会导致测定的灵敏度下降。
e2
Kvdv
mcN0 f
讨论：
积分吸收和峰值吸收
e2
Kvdv
mcN0 f
如果将公式左边求出，即谱线下 所围面积测量出（积分吸收）。即可 得到单位体积原子蒸气中吸收辐射的
基态原子数N0。
这是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。
(△λ=10-3，若λ取500nm，单色器分辨率R=λ/△λ=5×105 )
长期以来无法解决的难题！ 能否提供共振辐射（锐线光源），测定峰值吸收？
积分吸收和峰值吸收
①．锐线光源——发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄的多 的光源。 锐线光源需要满足的条件： a.光源的发射线与吸收线的ν0一致。 b.发射线的Δν1/2小于吸收线的 Δν1/2。
理想的锐线光源——空心阴极 灯：用一个与待测元素相同的纯金 属制成。由于灯内是低电压，压力 变宽基本消除；灯电流仅几毫安， 温度很低，热变宽也很小。
2．共振吸收线： 电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为 共振吸收线 。
3．共振线： 共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。 对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。
原子吸收光谱分析基本原理
二、谱线轮廓与谱线变宽
L
以Kv与 作图： 表征吸收线轮廓(峰)的参数：
中心频率0(峰值频率) ：最大吸
第二节 原子吸收光谱分析基本原理
一、原子吸收光谱的产生及共振线
第三激发态 第二激发态
第一激发态
h
基态
M*
M+hν(发射)
a. 原子发射
第三激发态 第二激发态
第一激发态
hν M+hν
基态 M* (吸收) b. 原子吸收
1．共振发射线： 电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频 率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称 为共振发射线 。
原子吸收光谱利用的是原子的吸收现象，而原子发射光 谱分析是基于原子的发射现象，二者是两种相反的过程。另 测定方法与仪器亦有相同和不同之处。
原子吸收光谱分析概述
三、 原子吸收光谱分析的特点
1. 灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子 数目比激发态多得多（玻尔兹曼分布规律），故灵敏度高。 其检出限可达 10-9 g /ml ( 某些元素可更高 ) ；
能级稍微变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线 变宽。根据与之碰撞的粒子不同，可分为两类：
①．共振变宽或赫鲁兹马克变宽：因和同种原子碰撞而产 生的变宽—共振变宽或赫鲁兹马克变宽。
②． 劳伦兹变宽ΔvL：因和其它粒子(如待测元素的原子与 火焰气体粒子)碰撞而产生的变宽－劳伦兹变宽，以ΔvL表示。
原子吸收光谱分析基本原理
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0.2nm。而原子 吸收线半宽度：10-3nm。如图：
若用一般光源照射时，吸 收 光 的 强 度 变 化 仅 为 0.5% 。 灵 敏度极差。
根据经典的爱因斯坦理论 ，积分吸收与基态原子数目的 关系，由下式给出：