第六章 原子吸收光谱法 第一节基本原理 ·2.能级图 把原子中所可能 000 存在的光谱项 0000 能级及能级跃迁用 15000 平面图解的形式表 20000 示出来，称为能级 25000 图。见钠和锌的能 级图。 30000 15000 10000 45000 图4.1钠原子的能级图
22 第六章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 ◼ 2．能级图 把原子中所可能 存在的光谱项- 能级及能级跃迁用 平面图解的形式表 示出来, 称为能级 图。见钠和锌的能 级图
第六章原子吸收光谱法 第一节基本原理 二、基态原子与激发态原子的分配关系 在前面的定义中我们讲了原子吸收法是 利用待测元素原子蒸汽中基态原子对该元 素的共振线的吸收来进行测定的。但在原 子化过程中，待测元素由分子离解成的原 子，不可能全部是基态原子。所以，原子 蒸汽中基态原子与待测元素原子总数之间 的关系，是原子吸收分析中必须考虑的问 题。 23
23 第六章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 ◼ 二、基态原子与激发态原子的分配关系 在前面的定义中我们讲了原子吸收法是 利用待测元素原子蒸汽中基态原子对该元 素的共振线的吸收来进行测定的。但在原 子化过程中，待测元素由分子离解成的原 子，不可能全部是基态原子。所以，原子 蒸汽中基态原子与待测元素原子总数之间 的关系，是原子吸收分析中必须考虑的问 题
第六章原子吸收光谱法 第一节基本原理 在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态 原子数近似等于总原子数。在原子蒸气中（包括被 测元素原子)，可能会有基态与激发态存在。根据 热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态 与激发态的原子数的比例遵循玻尔兹曼(Boltzman) 分布定律。 Ni/No=gi/go exp(-Ei/KT) N与N。分别为激发态与基态的原子数；g/go 为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度； T为热力学温度；k为Boltzman常数；E为激发能。 24
24 第六章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态 原子数近似等于总原子数。在原子蒸气中（包括被 测元素原子），可能会有基态与激发态存在。根据 热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态 与激发态的原子数的比例遵循玻尔兹曼（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； gi / g0 为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度； T为热力学温度； k为Boltzman常数； Ei为激发能
第六章原子吸收光谱法 第一节基本原理 ■从上式可知，温度越高，N/N值越大，即激发 态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变 化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线 波长越长，NN值越大。尽管如此变化，但是在 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;/No 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。 25
25 第六章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 ◼ 从上式可知，温度越高， Ni / N0值越大，即激发 态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变 化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线 波长越长，Ni /N0值越大。尽管如此变化，但是在 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
第六章原子吸收光谱法 第一节基本原理 ■例]：己知Mg在2500K时激发态和基态原子的g=2, g0=1,计算Mg在此火焰中激发态和基态原子数的 比值。 解：.在此条件下，2=3248A,∴.E,hv=h*C 2=6.626*10-27*3*1018/3248=6.12*10-12eg ∴.N;/N0=2/1exp(-6.12*10-12/(1.38*10* 16*2500))=3.95X10-8 N:/N,=4/100000000,即一亿个基态原子中有4 个激发态原子，因此可以认为基态原子数实际代 表了吸收辐射待测元素的原子总数。 26
26 第六章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 ◼ [例]：已知Mg在2500K时激发态和基态原子的gj =2， go=1，计算Mg在此火焰中激发态和基态原子数的 比值。 解：∵在此条件下，=3248A，∴EJ= h= h*C ／ =6.626*10-27*3*1018／3248=6.12*10 –12 erg ∴ Ni / N0 = 2／1exp（- 6.12*10 –12／（1.38*10* – 16 *2500））=3.95×10 –8 Ni / N0 =4 ／100000000，即一亿个基态原子中有4 个激发态原子，因此可以认为基态原子数实际代 表了吸收辐射待测元素的原子总数