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原子吸收光譜分析法基本原理
來源:http://www.rolypigusa.com/   作者:紫外可見分光光度計    更新日期:2016-09-28 08:47:57   
摘要:原子吸收光譜分析法基本原理。

原子吸收光譜分析法基本原理

1.共振線和吸收線
元素原子都是由原子核和外層電子組成,這些電子按其能量的高低分層分布,而具有不的能級,因此一個原子也具有多種能級狀態,一般處於最低能態稱為基態。基態原子受到外界能量激發時,其外層電子吸收一定能量而躍遷到不同能態,因此原子也具有不同的激發態。當電子吸收一定能量從基態躍遷到能量最低的第一救發態,吸收一定頻率的輻射能量,產生的吸收譜線稱為共振吸收線,簡稱共振線。當電子從第一激發態躍迂回基態時,則發射定頻率的輻射,產生共振發射線也簡稱共振線。
由於不同元素的原子結構不同,其共振線具有特征性。各種元素的原子從基態到第一激發態的躍遷最易發生,吸收最強,因此共振線也是元素的最靈敏線。原子吸收光譜分析法就是根據待測樣品蒸氣中待測元素的基態原子對由光源發出的待測元拘共振線的吸收來進行分析的,因此元素的共振線又稱分析線。
2.譜線輪廓與譜線變寬
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照射時都不是絕對單色的幾何線,而是具有一定寬度的譜線為峰形吸收。
原子吸收譜線變寬的原因較複雜,一般由兩個因素決定。—是由原子本身的性質決定了線的自然寬度;另外是由於外界因素的影響引起的譜線變寬。主要有以下幾種情況:
①自然變寬。在沒有外界因素影響的情況下,譜線本身具有的寬度稱為自然變寬。與激發態原子的平均壽命有關,壽命長則譜線寬度窄。譜線自然變寬的影響與其他變寬因相比,其大小一般為10^-5nm數量級。
②溫度變寬(多普勒變寬)。多普勒變寬是由於原子在空間做規則熱運動而引起的,故又稱為熱變寬。
③壓力變寬。壓力變寬是由於產生吸收的原子與共存的其他粒子相互碰撞,使能量發生稍微變化。使吸收光頻率改變而導致的譜線變寬稱為壓力變寬。
實驗結果表明,試樣的原子化過程,溫度在1000-3000K範圍內,外界氣體壓力為1大氣壓(1atm = 101. 325kPa)時,對火焰原子吸收主要是勞倫茲變寬,對無火焰原子吸收,主是多普勒變寬。
3.積分吸收與峰值吸收
在原子吸收光譜分析中,將原子蒸氣所吸收的全部輻射能量稱為積分吸收,積分吸收與為單位體積基態原子數呈簡單的線性關係,這是原子吸收分析的一重要理論基礎。若能測得積分吸收,即可計算出待測元素的原子濃度。但由於原子吸收線的半寬度很小,要測定半寬度如此小的吸收線的積分吸收,需要分辨率高達50萬的單色器,在目前的技術條件下尚無法實現。
4.基態原子數與原子總數
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係來測定的。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係。

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