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原子吸收光谱分析法的基本原理

发表时间:2020-11-25 13:36

在自然界中.一切物质的分子均由原子组成,而原于是由一个原子核和核外电子构成。原子核内有中子和质子,质子带正电.核外电予带负电;其电子的数日和构型决定了该元素的物理和化学性质。电了按一定的轨道绕核旋转;根据电子轨道离核的距离,有不同的能量级,可分为不同的壳层。每一壳层所允许的电子数是一定的。


当原子处于正常状态时.每个电子趋向占有低能量的能级,这时原子所处的状态叫基态。在热能、电能或光能的作用下,原子中的电子吸收一定的能量.处于低能态的电子被激发跃迁到较高的能态。


原子此时的状态叫激发态(Eq)。原子从基态向激发态跃迁的过程是吸能的过程。处于激发态的原子是不稳定的,一般在10-10 ~-10-8s 内就要返回到基态(E0)或较低的激发态。此时,原子释放出多余的能量,辐射出光子束,其辐射能量的大小由下列公式表示:AE=Eq-Ep(或E0)=hf=hc/λ (1)式中:h— — 普朗克常数为6.6234x10-27erg.s;f和λ —— 电子从Eq能级返回到Ep(或E0)能级时所发射光谱的频率和波长;C— — 光速。Eq 、Ep 或E0。值的大小与原子结构有关,不同元素,其Eq、Ep 和E0。不相同,一般元素的原子只能发射由其Eq Ep 或Eo。决定的特定波长或频率的光,即:f=Eq。一E p(或E0)/h (2)每种物质的原子都具有特定的原子结构和外层电子排列,因此不同的原子被激发后.其电子具有不同的跃迁。能辐射出不同波长光,就是说.每种元素都有其特征的光谱线。由于谱线的强度与元素的含量成正比,以此可测定元素的含量,作定量分析。当某种元素被激发后,核外电予从基态E激发到最接近基态的最低激发态E1叫共振激发。当其叉回到E。时发出的辐射光线即为其振线。而基态原子吸收共振线辐射也可以从基态上升至最低激发态,由于各种元素的共振线不相同,并具有一定的特征性.所以原子吸收仪能在同种元素的一定特征波长中观察到.当光源发射的某一特征波长的光通过待测样品的原于蒸气时.原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线,使光源发出的入射光减弱,可以将特征谱线因吸收而减弱的程度用吸光度A表示,A与被测样品中的待测元素含最成正比;即基态原子的浓度越大,吸收的光量越多.通过测定吸收的光量,就可以求出样品中待测的金属及类金属物质的含晕。


对于大多数金属元素而言,共振线是该元素所有谱线中最灵敏的谱线.这就是原子吸收光谱分析法的原理,也是该法之所以有较好的选择性.可以测定微量元素的根本原因。


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