原子吸收光谱分析基本原理

论述了原子吸收光谱分析的基本原理及仪器的主要构成，仪器主要有5部分组成：(1)光源：发射待测元素的锐
线光谱：(2)原子化器：产生待测的原子蒸汽；(3)光禄系统：分光、分出共振线波长；(4)电路系统：包括信号变成电信号的转换器．放大电路．计算处理等电路；(5)显示系统等，旨在该类仪器用户逐渐增多的情况下，获得交流和提高。
        原子吸收光谱分析仪器具有灵敏度高(町达到10一～10 g／L)重复性和选择性好．操作简便、快速．结果准确、可靠。检测时样品用量少(在几微升至儿十微升之间)，测量范同广(几乎能用来分析所有的金属元素和类金属元素元件)等优点。其可应用于冶金、化工、地质、农业及医药卫生等许多方面；在环境监测、食品卫生和生物机体内微量金属元素的测定以及医学和生物化学检验等应用也口益广泛。
        人体中含有许多对维持正常生理过程有审要意义的金属元素，如钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、锰、钼和钴等。人体的血液、汗液、尿液、头发及机体组织。由于受环境和饮食污染会引进体内铅、汞、镉和砷等有害元素。埘这些金属元素的分析结果，可以反映机体内的生理过程及受环境污染 中毒的情况。原子吸收光谱分析仪器既可用于血液、尿液、粪便及生物组织中微量元素的分析．也可对内脏、毛发、骨骼等经一定处理后，进行分析测定
1 原子吸收光谱分析方法的基本原理
        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(E0)。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(Ep )。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