原子吸收光譜分析基本原理

論述了原子吸收光譜分析的基本原理及儀器的主要構成，儀器主要有5部分組成：(1)光源：發射待測元素的銳
線光譜：(2)原子化器：產生待測的原子蒸汽；(3)光祿系統：分光、分出共振線波長；(4)電路系統：包括信號變成電信號的轉換器．放大電路．計算處理等電路；(5)顯示系統等，旨在該類儀器用戶逐漸增多的情況下，獲得交流和提高。
        原子吸收光譜分析儀器具有靈敏度高(町達到10一～10 g／L)重復性和選擇性好．操作簡便、快速．結果準確、可靠。檢測時樣品用量少(在幾微升至兒十微升之間)，測量范同廣(幾乎能用來分析所有的金屬元素和類金屬元素元件)等優點。其可應用于冶金、化工、地質、農業及醫藥衛生等許多方面；在環境監測、食品衛生和生物機體內微量金屬元素的測定以及醫學和生物化學檢驗等應用也口益廣泛。
        人體中含有許多對維持正常生理過程有審要意義的金屬元素，如鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、錳、鉬和鈷等。人體的血液、汗液、尿液、頭發及機體組織。由于受環境和飲食污染會引進體內鉛、汞、鎘和砷等有害元素。塒這些金屬元素的分析結果，可以反映機體內的生理過程及受環境污染 中毒的情況。原子吸收光譜分析儀器既可用于血液、尿液、糞便及生物組織中微量元素的分析．也可對內臟、毛發、骨骼等經一定處理后，進行分析測定
1 原子吸收光譜分析方法的基本原理
        在自然界中．一切物質的分子均由原子組成，而原于是由一個原子核和核外電子構成。原子核內有中子和質子，質子帶正電．核外電予帶負電；其電子的數日和構型決定了該元素的物理和化學性質。電了按一定的軌道繞核旋轉；根據電子軌道離核的距離，有不同的能量級，可分為不同的殼層。每一殼層所允許的電子數是一定的。當原子處于正常狀態時．每個電子趨向占有低能量的能級，這時原子所處的狀態叫基態(E0)。在熱能、電能或光能的作用下，原子中的電子吸收一定的能量．處于低能態的電子被激發躍遷到較高的能態。原子此時的狀態叫激發態(Eq)。原子從基態向激發態躍遷的過程是吸能的過程。處于激發態的原子是不穩定的，一般在10-10 ~-10-8s 內就要返回到基態(E0)或較低的激發態(Ep )。此時，原子釋放出多余的能量，輻射出光子束，其輻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— — 普朗克常數為6．6234x10-27erg.s;f和λ —— 電子從Eq能級返回到Ep(或E0)能級時所發射光譜的頻率和波長；C— — 光速。
Eq 、Ep 或E0。值的大小與原子結構有關，不同元素，其Eq、Ep 和E0。不相同，一般元素的原子只能發射由其Eq Ep 或Eo。決定的特定波長或頻率的光，即：
f=Eq。一E p(或E0)/h (2)
        每種物質的原子都具有特定的原子結構和外層電子排列，因此不同的原子被激發后．其電子具有不同的躍遷。能輻射出不同波長光，就是說．每種元素都有其特征的光譜線。由于譜線的強度與元素的含量成正比，以此可測定元素的含量，
作定量分析。
        當某種元素被激發后，核外電予從基態E 激發到最接近基態的最低激發態E1叫共振激發。當其叉回到E。時發出的輻射
光線即為其振線。而基態原子吸收共振線輻射也可以從基態上升至最低激發態，由于各種元素的共振線不相同，并具有一定的特征性．所以原子吸收儀能在同種元素的一定特征波長中觀察到． 當光源發射的某一特征波長的光通過待測樣品的原于蒸氣時．原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發射的特征譜線，使光源發出的入射光減弱，可以將特征譜線因吸收而減弱的程度用吸光度A表示，A與被測樣品中的待測元素含最成正比；即基態原子的濃度越大，吸收的光量越多．通過測定吸收的光量，就可以求出樣品中待測的金屬及類金屬物質的含暈。對于大多數金屬元素而言，共振線是該元素所有譜線中最靈敏