《金属材料成分分析技术》课件-原子吸收光谱的产生与特征

原子吸收光谱的产生原子吸收光谱（AAS）的产生天文学研究中经常需要测定各种恒星、行星的组成、结构，然而，这些星球距离我们非常遥远并且恒星表面具有极高的温度使我们无法接近，不可能直接取样进行测定，天文学家是如何知道天体组成的呢？原子吸收光谱（AAS）的产生太阳光谱的暗线早在1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。原子吸收光谱（AAS）的产生原子吸收的发现1859年，基尔霍夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。原子吸收光谱（AAS）的产生在分析化学中的应用1955年澳大利亚的瓦尔西(A.Walsh)发表了他的著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸收光谱法的基础。之后经过几代人的不懈努力，衍生出了石墨炉原子化技术、塞曼效应背景校正等先进技术，特别是近年来微电子技术的发展使原子吸收技术的应用不断进步，尤其在临床检验、环境保护、生物化学等方面应用广泛。原子吸收光谱（AAS）的产生基态原子从入射辐射中吸收能量，发生共振吸收，外层电子由基态跃迁到激发态，产生原子吸收光谱。I0It原子吸收光谱（AAS）的产生A0+hν

A*hν=△Ee＝△EA*－△EA°

跃迁的条件：在吸收辐射能后，原子核外电子可从低能态向高能态的跃迁：

原子吸收光谱（AAS）的产生基态激发态共振吸收共振发射基态：在正常状态下，原子处于最低能态（这个能态最稳定）。激发态：基态原子受到外界能量激发时，其外层电子吸收了一定能量而跃迁至不同的能态。原子吸收光谱（AAS）的产生基态激发态共振吸收共振发射共振吸收线：当电子吸收一定能量从基态跃迁到能量最低的激发态时所产生的吸收谱线，称为共振吸收线，简称共振线。共振发射线：当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线，也简称共振线。原子吸收光谱原理示意图关于原子吸收光谱的产生：简单来说就是，基态原子从入射辐射中吸收能量，发生共振吸收，外层电子由基态跃迁到激发态，产生原子吸收光谱。原子吸收光谱的特征原子吸收光谱的特征原子吸收光谱属于线状光谱，通常位于紫外可见区。对于一条吸收谱线，常用谱线的波长、谱线的轮廓表示。原子吸收光谱的特征（一）吸收光谱的特征波长不同的元素具有不同的特征波长，这些特征波长是元素特有的，可以用于元素的定性和定量分析。共振吸收线：原子的外层电子由基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线，是元素所有谱线中最灵敏的谱线。例如：Zn（213.8nm）、Cd（228.8nm）原子吸收光谱的特征（一）吸收光谱的特征波长分析线：由于不同元素的原子结构不同，其共振线也因此各有其特征。由于原子的能态从基态到最低激发态的跃迁最容易发生，因此对大多数元素来说，共振线也是元素的最灵敏线。原子吸收光谱分析法就是利用处于基态的待测原子蒸气对从光源发射的共振发射线的吸收来进行分析的，因此元素的共振线又称分析线（亦称为特征谱线）。原子吸收光谱的特征（二）吸收光谱的轮廓原子吸收谱线有一定轮廓，用吸收线的特征（中心）频率（或波长）和吸收线的半宽度表征。特征频率：最大吸收系数所对应的频率。半宽度：最大吸收系数一半处轮廓上两点间的频率差。原子吸收光谱的特征（二）吸收光谱的轮廓影响谱线宽度的因素01.自然宽度（ΔνN或ΔλN）在没有外界条件影响的情况下，谱线本来具有的宽度，~10－5nm，可以忽略。原子吸收光谱的特征（二）吸收光谱的轮廓影响谱线宽度的因素02.热变宽（ΔνD或ΔλD）原子在空间做无规则热运动所引起的谱线变宽称为热变宽，约10－3nm。检测器入射光朝远离检测器方向运动，频率减小。朝靠近检测器方向运动，频率增大。ΔλD随温度的升高及相对原子质量的减小而变大。原子吸收光谱的特征（二）吸收光谱的轮廓影响谱线宽度的因素02.热变宽（ΔνD或ΔλD）多普勒效应原子吸收光谱的特征（二）吸收光谱的轮廓影响谱线宽度的因素03.压力变宽待测原子与共存的其它粒子碰撞能引起能级的微小变化，导致谱线变宽。~10－3nm。1