原子吸收光谱的原理是什么？

　　原子吸收光谱的基本原理可以表述如下。首先，所有的原子或离子都可以吸收特定和独特波长的光。例如，当含有铜(Cu)和镍(Ni)的样品暴露于具有Cu特征波长的光时，只有Cu原子或离子会吸收这种光。在该波长下吸收的光量与吸收的离子或原子的浓度成正比。


　　原子中的电子以各种能级存在。当原子暴露在自己独特的波长下时，它可以吸收能量(光子)，电子从基态移动到激发态。电子吸收的辐射能与这个过程中的跃迁直接相关。此外，因为每个元素的电子结构都是独特的，所以吸收的辐射代表每个元素的独特性质，并且可以测量。


　　原子吸收光谱仪利用这些基本原理，并将其应用于实际的定量分析。典型的原子吸收光谱仪由四个主要部分组成：光源、原子化系统、单色仪和检测系统(图1)。

      
　　图1:典型的原子吸收光谱仪示意图。


　　在典型的实验中，液体或固体样品在火焰或石墨炉中被雾化。然后，自由原子暴露于通常由空心阴极灯产生的光中，并经历从基态到受激电子态的电子跃迁。灯产生的光是由同一待测元素的受激原子发出的，所以辐射能量直接对应于原子化样品吸收的波长。在样品和检测器之间放置一个单色仪，以减少背景干扰。在这里，检测器测量光束的强度，并将其转换为吸收数据。


　　虽然固体样品可以用于原子吸收光谱分析，但这种分析通常仅限于更昂贵的石墨炉，在石墨炉中，样品可以通过受控电加热而不是直接火焰加热。另外，原子吸收光谱通常只用于分析金属原子。主要原因是金属具有窄、亮、清晰的单一发射线和吸收线。