华中农业大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 原子吸收分光光度法

第四章原子吸收分光光度法 原 o。oo 原子蒸气对光的吸收示意 子吸收 I。为入射光的强度,I为透射 光强度,N为原子蒸气浓度 2021/2/21

2021/2/21 第四章 原子吸收分光光度法 原 子 吸 收 ？

原子吸收分析有什么用? 主要为金属元素含量的定量测定,包括部 分非金属S、P等一般不进行定性。 可测定的元 He 素多,空气乙炔 C NO F Ne 火焰可测36种元 (AI)Si P S ClAr 素,NO乙炔火下B如即即数 焰可测3种元素①@邮回刚AC1 闫接测定法可测|间n0bPAT到处 16种元素,除交[R3A 叉测定外,共可 测70多种元素。 Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

原子吸收分析有什么用？ 可测定的元 素多，空气-乙炔 火焰可测36种元 素，N2O-乙炔火 焰可测33种元素， 间接测定法可测 16种元素，除交 叉测定外，共可 测70多种元素。 主要为金属元素含量的定量测定，包括部 分非金属S、P等一般不进行定性

第一节原子吸收光谱分析基础 原子结构、原子能级和原子光谱 二.共振线和共振吸收 共振吸收线:从基态跃迁至最低激发态所吸收的谱线。 共振发射线:电子从激发态返回基态时所发射的谱线。 共振线:共振吸收线和共振发射线的总称。 共振吸收:基态原子对共振线的吸收。 分析线:共振线和一般吸收线均可作为分析线

第一节 原子吸收光谱分析基础 一. 原子结构、原子能级和原子光谱 二.共振线和共振吸收 共振吸收线: 从基态跃迁至最低激发态所吸收的谱线。 共振发射线: 电子从激发态返回基态时所发射的谱线。 共振线: 共振吸收线和共振发射线的总称。 共振吸收: 基态原子对共振线的吸收。 分析线: 共振线和一般吸收线均可作为分析线

能够测定的基础? 原子能否处于基态? 原子吸收线的竞度太窄,如何测量? 能否制备出比吸收线更窄的锐线光源?

原子能否处于基态? 原子吸收线的宽度太窄，如何测量? 能否制备出比吸收线更窄的锐线光源? 能够测定的基础?

三、原子能否处于基态? 在一定的温度下原子达到热平衡时,基态原子数N与激 发原子数N的比值符合波尔曼分布: q e -E/KT qo E为激发电位。 T为绝对温度。 K-波兹曼常数,138×1046尔格/度。 q/n分别为激发态和基态的统计权重

三、原子能否处于基态？ 在一定的温度下,原子达到热平衡时,基态原子数No与激 发原子数Ni的比值符合波尔曼分布: Ni q ──＝──ｅ-E/KT No qo E为激发电位。 T为绝对温度。 K--波兹曼常数,1.38×10-16 尔格/度。 q/qo 分别为激发态和基态的统计权重

不同温度下的N/N。的值 元素共振线(m)g/g激发能(ev) 2000K 2500K 3000K Cs852.1121.455431×1042.33×1037.19×103 K766.4921.617168×1041.10×1033.84×10-3 Na5890022.1040.99×10-51.44×10-4583×10 Ba553.5632289683×1043.19×1055.19×10-4 Ca42267329321.22×1073.67×10-63.55×105 Fe371.99 3.3822.29×1091.04×1071.31×106 Ag328.0723.7786.03×10104.84×108899×107 Cu324.7523.8174.82×10-104.04×1086.65×107 Mg2852134.3463.35×10l5.20×1081.50×107 Zn213.8635.7957.45×10-156.22×10115.50×10-10 从表中可看出在原子吸收的测量条件下(T=3000K,是以基态原子 存在的因此测量基态原子就成为可能

不同温度下的Ni/No的值 元素 共振线(nm ) gi /go 激发能（ev） Ni /No 2000K 2500K 3000K Cs 852.11 2 1.455 4.31×10-4 2.33×10-3 7.19×10-3 K 766.49 2 1.617 1.68×10-4 1.10×10-3 3.84×10-3 Na 589.00 2 2.104 0.99×10-5 1.44×10-4 5.83×10-4 Ba 553.56 3 2.289 6.83×10-4 3.19×10-5 5.19×10-4 Ca 422.67 3 2.932 1.22×10-7 3.67×10-6 3.55×10-5 Fe 371.99 - 3.382 2.29×10-9 1.04×10-7 1.31×10-6 Ag 328.07 2 3.778 6.03×10-10 4.84×10-8 8.99×10-7 Cu 324.75 2 3.817 4.82×10-10 4.04×10-8 6.65×10-7 Mg 285.21 3 4.346 3.35×10-11 5.20×10-8 1.50×10-7 Zn 213.86 3 5.795 7.45×10-15 6.22×10-11 5.50×10-10 从表中可看出, 在原子吸收的测量条件下(T=3000K), 是以基态原子 存在的, 因此测量基态原子就成为可能

四。谱线轮廓和宽度与谱线变及原子谱线的测量 1、原子吸收线的轮廓和宽度 吸收线轮廓的特征值: 入。中心波长 λ半宽度 原子能级分布决定的 △A受原子内部和外部因素的影响 原子谱带半宽度为10A(分子谱带半宽度为102A

四. 谱线轮廓和宽度与谱线变宽及原子谱线的测量 1、原子吸收线的轮廓和宽度 Kλ Ko 吸收线轮廓的特征值: λo 中心波长 K0/2 △λ 半宽度 △λ λ0 λ λ0 原子能级分布决定的 △λ受原子内部和外部因素的影响 原子谱带半宽度为10-2A（分子谱带半宽度为 102A）

2、影响原子谱带变宽的内、外部因素 A、自然宽度10-4A 原子发生能级间跃迁时,激发态原子寿命 不一样而产生

2、影响原子谱带变宽的内、外部因素 A、自然宽度 10-4 A 原子发生能级间跃迁时，激发态原子寿命 不一样而产生

B、热(多普勒)变宽102A 原子无规则的热运动产生。 测 器 远离观察者方向运动 参照 向观察者方向运动 多普勒效应示意动画

B、热(多普勒)变宽 10-2 A 原子无规则的热运动产生

C、压力(劳伦茨)变宽102A 原子间或原子同其它粒子的 碰撞使原子的基态能级稍有变化 因而吸收谱线变宽 a.赫尔兹马克变宽(共振变宽) 由同种原子碰撞引起 b罗伦茨变宽 劳伦兹变宽(碰撞变宽) 动画示意图 由不同种原子碰撞引起

C、压力(劳伦茨)变宽 10-2 A 原子间或原子同其它粒子的 碰撞使原子的基态能级稍有变化 ，因而吸收谱线变宽。 a. 赫尔兹马克变宽(共振变宽) 由同种原子碰撞引起 b. 罗伦茨变宽 由不同种原子碰撞引起