（2）按光谱的形态不同 线状光谱，带状光谱，连续光谱
（3）按产生光谱的物质类型不同 原子光谱，分子光谱，
固体光谱
（4）按产生光谱的方式不同 发射光谱，吸收光谱，散射
光谱
（5）按激发光源的不同 火焰光谱，闪光光谱，激光光谱，
等离子体光谱等
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波谱区名称
射线
X射线
远紫外 光
近紫外 光
§17.3 光谱分析法
17.3.1 引言
●光 一种电磁波或电磁辐射。电磁波是广义的光图片IR_2 ●光学分析法 建立在物质光学光谱性质上的分析方法
1. 光谱及光谱分析法
●光谱法的发展史 1858～1859年间，德国化学家本生和物理学 家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法—光谱分析法的基础。他 2人被公认为光谱分析法的创始人
转变成原子蒸气，是原子吸收光谱分析法中的关键部件之一。有 火焰原子化器和无焰原子化器两类
●分光系统单色器 作用是把要测量的吸收谱线同其他谱线
分开。分光部件有棱镜和光栅两种类型
●检测系统 作用是接受光信号，并把光信号转换成电信号
，经放大和运算处理，给出分析结果。主要由检测器、放大器、 读数和记录系统等组成
●分析的原理
——一定波长λ和强度I0的光通过某元素的原子蒸气时，若辐射波长 的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需能量，蒸气吸收辐射的光
能，产生原子吸收光谱(定性)。元素浓度越大，吸收的光能越多(定 量)。例，镁灯的285.2nm线。若透射光强度为I1，测量气态原子对 特定波长的辐射吸收强度(I0/I1)，就可确定该元素的浓度（含量）
0.1 cm ~100cm
1m ~1000m
跃迁能级类型
原子核能级
内层电子能级
价电子或成键电子 能级
价电子或成键电子 能级
价电子或成键电子 能级
分子振动能级
原子振动/分子转动 能级
分子转动、晶格振 动能级
电子自旋、分子转 动能级
磁场中核自旋能级
分析方法 放射化学分析法
X射线光谱法 真空紫外光度法 紫外分光光度法
●光谱法的应用 开创了化学和分析化学的新纪元：不少化学元
素通过光谱分析发现；已广泛地用于地质、冶金、石油、化工、农
业、医药、生物化学、环境保护等许多方面：是常用的灵敏、快速、
准确的近代仪器分析方法之一源自09.11.20201
●电磁波的划分
（1）按波长区域不同 远红外光谱，红外光谱，可见光谱，
紫外光谱，远紫外光谱（真空紫外光谱）
标准样品作为基准，而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分 析的样品基本一致，这常常比较困难
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17.3.3 原子吸收光谱分析法（1955，澳大利亚，瓦尔西）
1. 基本原理 原子吸收光谱法，又称为原子吸收分光光度法
●原理 物质产生的原子蒸气对特定谱线（待测元素的特征谱
线）的吸收作用进行分析，根据特征谱线强度减弱的程度可求出待 测元素的含量
（6）灵敏度高 可利用光谱法进行痕量分析。目前，相对灵
敏度可达到千万分之一至十亿分之一，绝对灵敏度可达10-8g~10-9g
（7）样品损坏少 可用于古物以及刑事侦察等领域
随着新技术的采用（如应用等离子体光源），定量分析的线性范 围变宽，使高低含量不同的元素可同时测定。还可以进行微区分析
●局限性 光谱定量分析建立在相对比较的基础上，必须有一套
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2. 仪器设备的基本构成
原子吸收分光光度计图片，原子吸收主要由光源、原子化器、单 色器和检测系统四部分组成
原子吸收分光光度计结构示意图
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●光源 作用是发射被测元素的特征谱线。目前常用空心阴极
灯和无极放电灯作光源，前者应用最广泛
●原子化器 作用是提供足够的能量，使试液中的待测元素
比色法、可见分光光 度法
近红外光谱法
中红外光诸谱法
远红外光清谱法
微波光谱法 核磁共振光谱法 3
2. 光谱分析法的特点
（1）分析速度较快 原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在
l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果
（2）操作简便 有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光
谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析 、数据处理和打印出分析结果。在毒剂报警、大气污染检测等方面 ，采用分子光谱法遥测，不需采集样品，在数秒钟内，便可发出警 报或检测出污染程度
（3）不需纯样品 只需利用已知谱图，即可进行光谱定性分析
。这是光谱分析一个十分突出的优点
（4）可同时测定多种元素或化合物 省去复杂的分离操作
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（5）选择性好 可测定化学性质相近的元素和化合物。如测
定铌、钽、锆、铪和混合稀土氧化物，它们的谱线可分开而不受干 扰，成为分析这些化合物的得力工具
光
可见光
学
光
谱 区
近红外 光
中红外 光
远红外 光
微波
射0频9.1(1无.20线20电波)
波长范围
0.005 nm~0.14nm
0.001 nm ~10nm 10 nm ~200nm
200 nm ~400nm
400 nm ~7560nm 0.756mm ~2.5mm
2.5mm ~50mm
50mm ~1000mm
●与发射光谱的关系 是互相联系的两种相反的过程。原子
发射光谱是原子由激发态回到基态时产生的原子发射光谱线。原子 由基态跃迁到激发态时要吸收能量，产生原子吸收光谱线
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●共振吸收线
使电于子从基态跃迁到第一激发态时产生的吸收线，简称共振线。 不同元素，共振线不同，是元素的特征谱线。它易产生，是最灵敏 线。原子吸收光谱利用处于基态的待测元素原子蒸气对共振线或其 他分析线吸收的程度进行定量分析
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3. 原子吸收分析的方法及特点
原子吸收分光光度法常用于元素的定量分析，分析方法有三种
（1）标准曲线法
●原理 根据待测元素的估计含量范围，用纯试剂配制三至五
种不同浓度的标准溶液，分别在原子吸收分光光度计上测定它们的 吸光度A，绘制浓度一吸光度标准曲线。再以同样的操作程序测出 样品中待测元素的吸光度Ax，然后在曲线上通过内插Ax值，求出待 测元素的浓度
——假定光源理想，无中心波长位移，实验条件稳定，可导出比耳
定律09.11.2020
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式中，A ——吸光度
K ——常数
——意义 该式是原子吸收光谱定量分析的基本关系式：吸光度 （absorbance）A与样品中某元素的含量C呈线性关系。通过一组已 知浓度的标准样品，做出A与C之间的工作曲线。在同样条件下，测 量未知物的吸光度后，利用工作曲线就可求得未知物的浓度Cx