第四章原子吸收光谱法 第一节基本原理 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状 态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法 基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁至 激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的 紫外区和可见区 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 Boltzman分布定律
1 第四章 原子吸收光谱法 第一节 基本原理 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状 态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。 基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至 激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的 紫外区和可见区。 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Boltzman分布定律
第一节基本原理 N /No=gi/go exp(-Ei /kT) N;与N0分别为激发态与基态的原子数;g/g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。 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,NNa 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300K,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
2 第一节 基本原理 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。 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
第一节基本原理 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 原子吸收光谱轮廓 原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围,即有 定宽度。 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= Io exp(←kJ) 式中k是基态原子对频率为v的光的吸收系数。不同元
3 第一节 基本原理 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。 一、原子吸收光谱轮廓 原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有 一定宽度。 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。不同元
第一节基本原理 素原子吸收不同频率的光,透过光强度对吸收光频率作 图,如下图: I与ν的关系
4 第一节 基本原理 素原子吸收不同频率的光，透过光强度对吸收光频率作 图，如下图： I0 I 0 I与 的关系
第一节基本原理 由图可知,在频率ν处透过光强度最小,即吸收最 大。若将吸收系数对频率作图,所得曲线为吸收线轮廓 原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率或中心波 长)和半宠度表征。中心频率由原子能级决定。半宽度 是中心频率位置,吸收系数极大值一半处,谱线轮廓上 两点之间频率或波长的距离。 谱线具有一定的宽度,主要有两方面的因素:一类 是由原子性质所决定的,例如,自然宽度;另一类是外 界影响所引起的,例如,热变宽、碰撞变宽簋。 自然宽度
5 第一节 基本原理 由图可知，在频率 0处透过光强度最小，即吸收最 大。若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。 原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波 长）和半宽度 表征。中心频率由原子能级决定。半宽度 是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上 两点之间频率或波长的距离。 谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类 是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外 界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。 1，自然宽度