吉林大学：《仪器分析》课程电子教案（PPT课件）原子吸收分光光度法（atomic absorption spectrophotometry;AAS）

第十三章原子吸收分光光度法 ·原子吸收分光光度法(atomic absorption spectrophotometry;AAS)是根据蒸汽相中被测元素 的基态原子对特征辐射的吸收来测定试样中该元素含 量的方法。 ·在20世纪60年代后，原子吸收分光光度法发展迅速。 在测定矿物、金属、化工产品、土壤、食品、药物、 生物试样、环境试样中的金属元素含量时，原子分光 光度法往往是一种首选的定量方法

第十三章 原子吸收分光光度法 • 原子吸收分光光度法（atomic absorption spectrophotometry;AAS）是根据蒸汽相中被测元素 的基态原子对特征辐射的吸收来测定试样中该元素含 量的方法。 • 在20世纪60年代后，原子吸收分光光度法发展迅速。 在测定矿物、金属、化工产品、土壤、食品、药物、 生物试样、环境试样中的金属元素含量时，原子分光 光度法往往是一种首选的定量方法

原子吸收分光光度法的特点 1.准确度高：火焰原子吸收分光光度法的相对 误差<1%，石墨炉原子吸收分光光度法约为 3%≈5%。 2.灵敏度高：大多数元素测定的灵敏度均为 10-6g/m1数量级。 3.选择性好，抗干扰能力强。 4.适用范围广：目前，可采用原子分光光度法 测定的元素达70多种

原子吸收分光光度法的特点 1.准确度高：火焰原子吸收分光光度法的相对 误差<1%，石墨炉原子吸收分光光度法约为 3%～5%。 2.灵敏度高：大多数元素测定的灵敏度均为 10-6g/ml数量级。 3.选择性好，抗干扰能力强。 4.适用范围广：目前，可采用原子分光光度法 测定的元素达70多种

原子分光光度法的局限性 。 工作曲线的线性范围窄 ·通常每测一种元素使用一种元素灯，使用不便。 ·对某些元素检出能力差，对难溶元素如W、b、 Ta、稀土等和非金属元素的分析，目前尚有一定 的困难

原子分光光度法的局限性 • 工作曲线的线性范围窄 • 通常每测一种元素使用一种元素灯，使用不便。 • 对某些元素检出能力差，对难溶元素如W、Nb、 Ta、稀土等和非金属元素的分析，目前尚有一定 的困难

第一节原子吸收分光光度法的基本原理 一、原子的量子能级和能级图 原子光谱是由原子最外层电子的跃迁所产生的， 因此在原子光谱中，用原子的价电子表征整个原 子的状态。 光谱项（spectral term)N2s+L是描述这些量子 能级的形式

第一节 原子吸收分光光度法的基本原理 一、原子的量子能级和能级图 原子光谱是由原子最外层电子的跃迁所产生的， 因此在原子光谱中，用原子的价电子表征整个原 子的状态。 光谱项（spectral term）N 2S+1LJ是描述这些量子 能级的形式

N2S+iLJ 。N是主量子数，表示核外电子分布的层次。取值1,2， 3… ·L是总角量子数，表示电子的轨道形状，取值0,1,2， 3…符号S,P,D,F… ·S是总自旋量子数，表示价电子自旋量子数的矢量和。 ·J是内量子数，表示价电子组合得到的L与S的矢量和。取 值为L+S,L+S-1,…L-S。若L≥S,则J可有(2S+1)个数值， 若L<S,则可有(2L+1)个数值

• N 2S+1LJ • N是主量子数，表示核外电子分布的层次。取值1，2， 3··· • L是总角量子数，表示电子的轨道形状，取值0，1，2， 3···符号S,P,D,F··· • S是总自旋量子数，表示价电子自旋量子数的矢量和。 • J是内量子数，表示价电子组合得到的L与S的矢量和。取 值为L+S,L+S﹣1,···|L﹣S|。若L≥S,则J可有(2S+1)个数值， 若L﹤S,则J可有(2L+1)个数值

光谱项符号L左上角的(2S+1)称为光谱项的 多重性。丁值不同的光谱项称为光谱支项。 ·原子的能级图：用图解的形式表示原子中各种 可能存在的光谱项一一能级状态及能级跃迁。 ·原子谱线：由原子的价电子在不同能级间跃迁 所产生。 ·共振线：原子在基态与第一激发态之间跃迁产 生的谱线。特征谱线，最灵敏谱线

• 光谱项符号L左上角的（2S+1）称为光谱项的 多重性。J值不同的光谱项称为光谱支项。 • 原子的能级图：用图解的形式表示原子中各种 可能存在的光谱项——能级状态及能级跃迁。 • 原子谱线：由原子的价电子在不同能级间跃迁 所产生。 • 共振线：原子在基态与第一激发态之间跃迁产 生的谱线。特征谱线，最灵敏谱线

二、原子在各能级的分布 波尔兹曼(Boltzmann)方程 N/N。=g/goexp(E。E/KT) 表示在热平衡状态激发态原子数N,与基态原子 数N的关系。 g和g分别是激发态和基态的统计权重，E是激发 能，T是绝对温度，K是波尔兹曼常数

二、 原子在各能级的分布 波尔兹曼(Boltzmann)方程 Nj /No=gj /goexp(Eo -Ej /KT) 表示在热平衡状态激发态原子数Nj与基态原子 数No的关系。 gj和go分别是激发态和基态的统计权重，Ej是激发 能，T是绝对温度，K是波尔兹曼常数

波尔兹曼(Boltzmann)方程 从方程可知， ·温度越高，NIN值越大。 在相同的温度下，激发能越小，吸收线波长越长，NN 值越大。 ·在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K,大多数 元素的最强共振线都低于600nm,N/N值绝大部分在 103以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发 态原子数可以忽略。因此，基态原子数N可以近似等于 总原子数N

波尔兹曼(Boltzmann)方程 从方程可知， • 温度越高， Nj / N0值越大。 • 在相同的温度下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0 值越大。 • 在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，大多数 元素的最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在 10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发 态原子数可以忽略。因此，基态原子数N0可以近似等于 总原子数N

三、原子吸收线的轮廓和变宽 原子吸收线的产生 当辐射投射到原子蒸汽上时，如果辐射频率 相应的的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需 的能量，则引起原子对辐射的吸收，产生原子吸 收光谱。 共振激发：原子由基态激发到能量最低的激发 态。产生的谱线为共振吸收线

三、原子吸收线的轮廓和变宽 原子吸收线的产生 当辐射投射到原子蒸汽上时，如果辐射频率 相应的的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需 的能量，则引起原子对辐射的吸收，产生原子吸 收光谱。 共振激发：原子由基态激发到能量最低的激发 态。产生的谱线为共振吸收线

(一)原子吸收线的轮廓和变宽 一束不同频率强度为L的平行光通过厚度 为的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强 度I服从吸收定律 ,lo exp(-k,I) 式中k,是基态原子对频率为v的光的吸收系数

（一）原子吸收线的轮廓和变宽 一束不同频率强度为I0的平行光通过厚度 为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强 度I服从吸收定律 I = I0 exp(-k l) 式中k是基态原子对频率为的光的吸收系数