原子吸收分光光度分析法基本原理2023/6/8第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二一、概述generalization原子吸收現象：原子蒸氣對其原子共振輻射吸收的現象；1802年被人們發現；

1955年以前，一直未用于分析化學，為什么？澳大利亞物理學家WalshA（瓦爾西）發表了著名論文：《原子吸收光譜法在分析化學中的應用》奠定了原子吸收光譜法的基礎，之后迅速發展。特點：(1)檢出限低，10-10～10-14g；(2)準確度高，1%～5%；(3)選擇性高，一般情況下共存元素不干擾；(4)應用廣，可測定70多個元素（各種樣品中）；局限性：難熔元素、非金屬元素測定困難、不能同時多元素2023/6/8第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二二、原子吸收光譜的產生

formationofAAS1.原子的能級與躍遷

基態第一激發態,吸收一定頻率的輻射能量。產生共振吸收線（簡稱共振線）吸收光譜激發態基態發射出一定頻率的輻射。產生共振吸收線（也簡稱共振線）發射光譜2023/6/8第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二2.元素的特征譜線（1）各種元素的原子結構和外層電子排布不同基態第一激發態:

躍遷吸收能量不同——具有特征性。（2）各種元素的基態第一激發態

最易發生，吸收最強，最靈敏線。特征譜線。（3）利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進行定量分析2023/6/8第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二三、譜線的輪廓與譜線變寬原子結構較分子結構簡單，理論上應產生線狀光譜吸收線。實際上用特征吸收頻率輻射光照射時，獲得一峰形吸收(具有一定寬度)。由：It=I0e-Kvb

，透射光強度It和吸收系數及輻射頻率有關。以Kv與作圖：表征吸收線輪廓(峰)的參數：

中心頻率O(峰值頻率)：

最大吸收系數對應的頻率；

中心波長：λ(nm)

半寬度：ΔO2023/6/8第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二吸收峰變寬原因：（1）自然寬度照射光具有一定的寬度。（2）溫度變寬（多普勒變寬）

ΔVo

多普勒效應：一個運動著的原子發出的光，如果運動方向離開觀察者（接受器），則在觀察者看來，其頻率較靜止原子所發的頻率低，反之，高。2023/6/8第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二（3）壓力變寬（勞倫茲變寬，赫魯茲馬克變寬）ΔVL

由于原子相互碰撞使能量發生稍微變化。

勞倫茲（Lorentz）變寬：

待測原子和其他原子碰撞。隨原子區壓力增加而增大。赫魯茲馬克（Holtsmark）變寬（共振變寬）：

同種原子碰撞。濃度高時起作用，在原子吸收中可忽略（4）自吸變寬

光源空心陰極燈發射的共振線被燈內同種基態原子所吸收產生自吸現象。燈電流越大，自吸現象越嚴重。（5）場致變寬外界電場、帶電粒子、離子形成的電場及磁場的作用使譜線變寬的現象；影響較小；

在一般分析條件下ΔVo為主。2023/6/8第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二四、積分吸收和峰值吸收1.積分吸收

鎢絲燈光源和氘燈，經分光后，光譜通帶0.2mm。而原子吸收線半寬度：10-3mm。如圖：

若用一般光源照射時，吸收光的強度變化僅為0.5%。靈敏度極差。理論上：2023/6/8第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二討論如果將公式左邊求出，即譜線下所圍面積測量出（積分吸收）。即可得到單位體積原子蒸氣中吸收輻射的基態原子數N0。這是一種絕對測量方法，現在的分光裝置無法實現。(△λ=10-3，若λ取600nm，單色器分辨率R=λ/△λ=6×105

)長期以來無法解決的難題！能否提供共振輻射（銳線光源），測定峰值吸收？2023/6/8第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二2.銳線光源在原子吸收分析中需要使用銳線光源，測量譜線的峰值吸收，銳線光源需要滿足的條件：

（1）光源的發射線與吸收線的ν0一致。（2）發射線的Δν1/2小于吸收線的Δν1/2。提供銳線光源的方法：空心陰極燈2023/6/8第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二3.峰值吸收

采用銳線光源進行測量，則Δνe<Δνa

，由圖可見，在輻射線寬度范圍內，Kν可近似認為不變，并近似等于峰值時的吸收系數K0將It=I0e-Kvb代入上式：則：2023/6/8第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二峰值吸收在原子吸收中，譜線變寬主要受多普勒效應影響，則：

上式的前提條件：（1）Δνe<Δνa

；（2）輻射線與吸收線的中心頻率一致。2023/6/8第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二五、基態原子數與原子化溫度原子吸收光譜是利用待測元素的原子蒸氣中基態原子與共振線吸收之間的關系來測定的。需要考慮原子化過程中，原子蒸氣中基態原子與待測元素原子總數之間的定量關系。熱力學平衡時，兩者符合Boltzmann分布定律：上式中Pj和PO分別為激發態和基態的統計權重，激發態原子數Nj與基態原子數No之比較小,<1%.可以用基態原子數代表待測元素的原子總數。公式右邊除溫度T外，都是常數。T一定，比值一定。2023/6/8第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二2023/6/8第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二六、定量基礎

峰值吸收系數：當使用銳線光源時，可用K0代替Kv，則：

A=k

N0

b

N0∝N∝c（N0激發態原子數，N基態原子數，c待測元素濃度）

所以：A=lg(IO/I)=K'c2023/6/8第十五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期二內容選擇：第一節原子吸收光譜分析基本原理basicprincipleofatomicabsorptionspectroscopy第二節原子吸收分光光度儀atomicabsorptionspectrometer第三節干擾的類型與抑制interferencesande