?10-1概述
? 一 原子吸收光谱：
根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的一
种方法，也称原子吸收分光光度法。
二 工作过程
三 特点：
1灵敏度、准确度高。
2选择性好。
3测量范围广。广泛应用于冶金、地质、石油、食品和环
境，卫生等领域。
4操作简便。
不足之处，就是每测一种物质，需要更换不同的元素灯。
10-2原子吸收光谱法基本原理
一, 共振线和吸收线
1.原子的能级与跃迁
基态 ?第一激发态,吸收一定频率的辐射能量 。
产生共振吸收线 （ 简称共振线 ） 吸收光谱
激发态 ?基态 发射出一定频率的辐射 。
产生共振发射线 （ 也简称共振线 ） 发射光谱
2.元素的特征谱线
1） 各种元素的原子结构和外层电子排布不同,
基态 ?第一激发态,
跃迁吸收能量不同 —— 具有特征性 。
2） 各种元素的基态 ?第一激发态
最易发生, 吸收最强, 最灵敏线 。 特征谱线 。
3） 利用特征谱线可以进行定量分析 。
3.吸收峰形状
? 原子结构较分子结构
简单, 理论上应产生线状
光谱吸收线 。
? 实际上用特征吸收频
率左右范围的辐射光照射
时, 获得一峰形吸收 （ 具
有一定宽度 ） 。
?由,It=I0e-Kvb, 透射
光强度 It和吸收系数与
辐射频率有关。
以 Kv与 ?作图：
表征吸收线轮廓（峰）的参数：
中心频率 ?O（ 峰值频率）；
最大吸收系数对应的频率或
波长；
中心波长,λ(nm)
半宽度,Δ?O
吸收峰变宽原因：
? 照射光具有一定的宽度。
? 多普勒变宽 （ 温度变宽 ） ΔVo
多普勒效应,一个运动着的原子发出的光, 如果运动方
向离开观察者 （ 接受器 ）, 则在观察者看来, 其频率较静止
原子所发的频率低, 反之, 高 。
? 劳伦兹变宽, 赫鲁兹马克变宽 （ 碰撞变宽 ） ΔVL
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化 。
劳伦兹变宽,待测原子和其他原子碰撞 。
赫鲁兹马克变宽,同种原子碰撞 。
在一般分析条件下 ΔVo为主 。
M
TVV
0
7
D 101 6 2.7 ????
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4.积分吸收和峰值吸收
钨丝灯光源和氘灯, 经分光后, 光谱通带 0.2nm。 而原
子吸收线的半宽度,10-3nm。 如图所示：
若用一般光源照射时, 吸收
光的强度变化仅为 0.5%。 灵敏
度极差
若将原子蒸气吸收的全部能
量, 即谱线下所围面积测量出
（ 积分吸收 ） 。 则是一种绝对
测量方法, 现在的分光装置无
法实现 。
fNmcedvK v 0
2?
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5.锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐线光源 。
何为锐线光源？
（ 1） 光源的发射线与吸收线的 V0一致 。
（ 2） 发射线的 ΔV1/2小于吸收线的 ΔV1/2。
空心阴极灯,
可发射 锐线光源 。
二、基态原子数与原子化温度
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子
与共振线吸收之间的关系来测定的 。
需要考虑原子化过程中, 原子蒸气中基态原子与待测元
素原子总数之间的定量关系 。 为什么？
热力学平衡时,
上式中 Pj和 PO分别为激发态和基态的统计权重, 激发态
原子数 Nj与基态原子数 No之比较小, <1%。 可以用基态原子
数代表待测元素的原子总数 。 公式右边除温度 T外, 都是常
数 。 T一定, 比值一定 。
kT
h
jkT
E
jkT
EE
jj e
P
P
e
P
P
e
P
P
N
N j ??????
???
0000
0
三、定量基础
f 振子强度, 常数 。 峰值吸收系数：
当使用锐线光源时，可用 K0代替 Kv,则：
A = k N0 b； N0 ∝ N∝ c
（ N0激发态原子数, N基态原子数, c 待测元素浓度 ）
所以,A=lg(IO/I)=K' c
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? 一 原子吸收光谱：
根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的一
种方法，也称原子吸收分光光度法。
二 工作过程
三 特点：
1灵敏度、准确度高。
2选择性好。
3测量范围广。广泛应用于冶金、地质、石油、食品和环
境，卫生等领域。
4操作简便。
不足之处，就是每测一种物质，需要更换不同的元素灯。
10-2原子吸收光谱法基本原理
一, 共振线和吸收线
1.原子的能级与跃迁
基态 ?第一激发态,吸收一定频率的辐射能量 。
产生共振吸收线 （ 简称共振线 ） 吸收光谱
激发态 ?基态 发射出一定频率的辐射 。
产生共振发射线 （ 也简称共振线 ） 发射光谱
2.元素的特征谱线
1） 各种元素的原子结构和外层电子排布不同,
基态 ?第一激发态,
跃迁吸收能量不同 —— 具有特征性 。
2） 各种元素的基态 ?第一激发态
最易发生, 吸收最强, 最灵敏线 。 特征谱线 。
3） 利用特征谱线可以进行定量分析 。
3.吸收峰形状
? 原子结构较分子结构
简单, 理论上应产生线状
光谱吸收线 。
? 实际上用特征吸收频
率左右范围的辐射光照射
时, 获得一峰形吸收 （ 具
有一定宽度 ） 。
?由,It=I0e-Kvb, 透射
光强度 It和吸收系数与
辐射频率有关。
以 Kv与 ?作图：
表征吸收线轮廓（峰）的参数：
中心频率 ?O（ 峰值频率）；
最大吸收系数对应的频率或
波长；
中心波长,λ(nm)
半宽度,Δ?O
吸收峰变宽原因：
? 照射光具有一定的宽度。
? 多普勒变宽 （ 温度变宽 ） ΔVo
多普勒效应,一个运动着的原子发出的光, 如果运动方
向离开观察者 （ 接受器 ）, 则在观察者看来, 其频率较静止
原子所发的频率低, 反之, 高 。
? 劳伦兹变宽, 赫鲁兹马克变宽 （ 碰撞变宽 ） ΔVL
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化 。
劳伦兹变宽,待测原子和其他原子碰撞 。
赫鲁兹马克变宽,同种原子碰撞 。
在一般分析条件下 ΔVo为主 。
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4.积分吸收和峰值吸收
钨丝灯光源和氘灯, 经分光后, 光谱通带 0.2nm。 而原
子吸收线的半宽度,10-3nm。 如图所示：
若用一般光源照射时, 吸收
光的强度变化仅为 0.5%。 灵敏
度极差
若将原子蒸气吸收的全部能
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测量方法, 现在的分光装置无
法实现 。
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5.锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐线光源 。
何为锐线光源？
（ 1） 光源的发射线与吸收线的 V0一致 。
（ 2） 发射线的 ΔV1/2小于吸收线的 ΔV1/2。
空心阴极灯,
可发射 锐线光源 。
二、基态原子数与原子化温度
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子
与共振线吸收之间的关系来测定的 。
需要考虑原子化过程中, 原子蒸气中基态原子与待测元
素原子总数之间的定量关系 。 为什么？
热力学平衡时,
上式中 Pj和 PO分别为激发态和基态的统计权重, 激发态
原子数 Nj与基态原子数 No之比较小, <1%。 可以用基态原子
数代表待测元素的原子总数 。 公式右边除温度 T外, 都是常
数 。 T一定, 比值一定 。
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三、定量基础
f 振子强度, 常数 。 峰值吸收系数：
当使用锐线光源时，可用 K0代替 Kv,则：
A = k N0 b； N0 ∝ N∝ c
（ N0激发态原子数, N基态原子数, c 待测元素浓度 ）
所以,A=lg(IO/I)=K' c
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