Spektrometria atomowa jest metodą analityczną wykorzystującą ilościowe zależności pomiędzy przejściami elektronowymi. W wyniku oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego ze swobodnymi atomami otrzymuje się zarówno w przypadku adsorpcji jak i emisji główne widma liniowe. Dla zakresu UV-Vis promieniowania powstanie tych widm jest wynikiem przejść elektronów walencyjnych między określonymi poziomami energetycznymi.
Poziomy energetyczne elektronów w atomie zapisane za pomocą liczb kwantowych:

-główna n=1, 2, 3.. odpowiadają one kolejnymi powłokom K,L,M; określona ona główny poziom energetyczny elektronu wobec jądra.

-poboczna l=0,1..n-1 odpowiadają one kolejnym podpowłokom s,p,d..; stan energetyczny danej powłoki.

magnetyczna m=-l..l ułożenie orbitali w przestrzeni.

-spinowa s=+1/2 lub -1/2 w którą stronę skierowany jest spin.

Kryteria obsadzania elektronów”

1) Orbitale sa obsadzane wg wzrastającej energii poczynając od najniższej;

2)Zakaz Pauliego W atomie nie mogą znajdować się 2 elektrony mające 4 takie same liczby kwantowe

Absorpcja promieniowania elektromagnetycznego przez atom powoduje przejście elektronu walencyjnego z poziomu podstawowego na poziom wzbudzony a emisja odwrotnie z wzbudzonego na podstawowy. W zakresie UV-Vis przejściom ulegają tylko elektrony walencyjne.

Najniższy poziom, na który może być przeniesiony elektron ze stanu podstawowego nazywa się poziomem rezonansowym, a odpowiadająca mu linia spektralana linią rezonansową.

Im wyższa energia jest dostarczana do atomu tym elektrony są wzbudzane na wyższe poziomy i tym większą liczbę linii obserwujemy na widmie.

Plazma termiczna układ o temperaturze powyżej 1000 K w stanie gazowym, który zawiera swobodne atomy i jony w różnych stanach wzbudzenia.

Widma liniowe emitowane przez swobodne atomy i jony, które sa przedmiotem zainteresowania emisyjnej spektroskopii atomowej

Widma pasmowe i ciągłe wynik oddziaływania cząsteczki z promieniowaniem elektromagnetycznym i które stanowią utrudnienie w obserwacji widm linowych.

Absorpcyjna spektrometria atomowa jest metodą analityczną opartą na zjawisku absorpcji promieniowania elektromagnetycznego przez swobodne atomy.

Linie Fraunhofera powstają na skutek absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o odpowiedniej długości fali przez swobodne atomy występujące w zewnętrznej chłodniejszej warstwie atmosfery słonecznej.

Podstawa metody AAS:

1) Żródłem linii absorpcyjnych w widmie sa swobodne atomy a nie ich związki

2) Swobodne atomy mogą absorbować promieniowanie o długości fali które mogą emitować

3) Otrzymane widmo absorpcyjne jest charakterystyczne dla danego rodzaju atomu
W AAS stosujemy plazmę niskotemperaturową w której większość substancji ulega dysocjacji i w wyniku powstają swobodne atomy . Badane atomy wprowadza się do środowiska absorbującego w postaci roztworu. Liczba swobodnych atomów w plazmie jest proporcjonalna do stężenia roztworu badanego N=rc.

Linie atomowe emisyjne jak i absorpcyjne mają kształt krzywych Gaussa a charakteryzuje je intensywność i szerokość w połowie wyskości. Intensywność =f(delta lambda).

Na poszerzenie linii widmowych mają wpływ:

-temperatura efekt Dopplera polega na tym że gdy obiekt absorbujący porusza się względem źródła emisji następuje przesunięcie częstości

-ciśnienie efekt Lorentza zderzenia w wyniku których zwiększa się ilość bezpromieniście przenoszonej energii.

Zależności:

A=log Io/I=epsilon lambda*b*N .

Epsilon to molowy współczynnik absorpcji, N proporcjonalne do stężenia roztworu, b długość drogi optycznej.
A=(epsilon lambda)max *r*c*b
1) źródła promieniowania liniowego stosowane w AAS źródła powinny emitować linie rezonansowe oznaczanego pierwiastka charakteryzujące się: stabilnością, małą szerokościa połówkową linii i dużym natężeniem. Lampy z katoda wnękową HCL dodatnie jony gazu szlachetnego wypełniającego lampę bombardują katodę i wybijają z niej atomy metalu. Wybite atomy w stanie gazowym ulegają wzbudzeniu i emitują promieniowanie. widmo takiego promieniowania składa się z linii charakterystycznych dla atomów metalu katody oraz atomów gazu wypełniającego lampę. Lampy z wyładowaniem bezelektroowym EDL wzbudzenie następuje przez działanie pole elektromagnetycznego o dużej cząstości.

2) atomizery ich zadaniem jest wytworzenie z próbki analitycznej swobodnych atomów oznaczanego pierwiastka i to z dużą wydajnością.

Wymagania: zapewnić dobrą wydajność swobodnych atomów z analizowanej próbki i zapewnić występowanie prostej proporcjonalności między pierwiastkiem oznaczanym a stężęniem atomów w plazmie. Atomizery płomieniowe przejście od roztworu do gazu atomowego składa się z 2 etapów nebulizacji rozpyleniu analizowanego roztworu w delikatną mgłę i wprowadzeniu jej do płomienia i atomizacji w płomieniu palnika szereg procesów fizchem i rekacji . Podstawą reakcyjną dostarczającą swobodnych atomów zdolnych do absorpcji promieniowania jest dysocjacja termiczna. Atomizery elektrotermiczne Zaletami atomizacji elektrotermicznej są m.in. moŜliwość oddzielenia pierwiastka od

składników matrycy, warunki sprzyjające atomizacji trwałych termicznie tlenków oraz całkowita,

jednorazowa atomizacja wprowadzonej próbki z duŜą wydajnością Atomizery wodorkowe Zdolność tworzenia łatwo lotnych wodorków przez niektóre pierwiastki

(Se, Te, As, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb) wykorzystano do uwolnienia ich od matrycy. Wodorki tworzy się w

reakcji z silnymi substancjami redukującymi, np. z borowodorkiem sodu w środowisku kwaśnym,

następnie czyste wodorki wypłukuje się wodorem z mieszaniny reakcyjnej i wprowadza do

kwarcowej kuwety pomiarowej, ogrzewanej płomieniem lub elektrycznie do temperatury ok.

1000ºC. W tej temperaturze wodorki ulegają rozpadowi na wolne atomy i gazowy wodór Atomizeru wykorzystujące zimne pary rtęci StęŜenie par rtęci powietrzu w temperaturze 300 K

moŜe wynosić ok. 20 ng/cm3 i jest to wystarczające stęŜenie do oznaczenia rtęci metodą AAS. Rtęć w postaci jonów Hg2+ w roztworach moŜna zredukować za pomocą Sn2+ i wolną rtęć wypłukać z

mieszaniny reakcyjnej argonem. Rtęć w gazach moŜna zatęŜyć na wacie złotej; z podgrzanego do

700 -800 K amalgamatu rtęć ulega desorpcji i moŜe być przeniesiona do kuwety pomiarowej w

strumieniu argonu. Kuweta pomiarowa (absorpcyjna) to ogrzewana rurka szklana z okienkami

kwarcowymi znajdująca się w osi optycznej spektrometru absorpcji atomowej. dla substancji stałych z atomizacją w plazmie laserowej
3) Monochromatory Zadaniem monochromatora jest eliminacja promieniowania własnego płomienia i wycięcie

linii rezonansowej z promieniowania emitowanego przez lampę z katodą wnękową (źródła

promieniowania liniowego).

4)Detektory Detektorem w spektrometrze absorpcji atomowej jest fotopowielacz. Jest to układ składający

się z fotokatody, szeregu dynod i anody. Zasada działania fotopowielacza polega na tym, Ŝe foton

pada na katodę, wybija z niej elektrony, które trafiają na dynodę. KaŜdy elektron wybija kilka

nowych elektronów z dynody. Proces ten jest powtarzany na kolejnych dynodach i w ten sposób

otrzymuje się wielokrotne wzmocnienie prądu, który jest proporcjonalny do liczby

zaabsorbowanych fotonów. Prąd przekazywany jest do miernika lub innego urządzenia

pomiarowego wyskalowanego w jednostkach absorbancji lub transmitancji. Jako rejestratory

stosowane są komputery umoŜliwiające jednocześnie opracowanie statystyczne wyników.
5) wzmacniacze

6) Rejstratory