2) набор узких линий пропускания при характеристических длинах волн
3) набор узких линий поглощения при характеристических длинах волн (+)
4) набор широких полос поглощения при характеристических длинах волн
В контексте атомно-абсорбционного анализа атомный спектр поглощения имеет линейчатую структуру: он состоит из узких линий, расположенных на строго определённых, характеристических длинах волн. Каждая линия соответствует переходу электрона свободного атома с одного энергетического уровня на другой. Поскольку набор энергетических уровней индивидуален для каждого химического элемента, спектр поглощения используется для его качественной идентификации.
Свободные атомы получают при атомизации пробы в пламени, электротермическом атомизаторе или плазме. При прохождении через атомизированное вещество излучения соответствующей длины волны часть энергии поглощается, и интенсивность прошедшего света уменьшается; аналитическим сигналом служит оптическая плотность A = log(I0/I). В пределах применимости закона Бугера—Ламберта—Бера величина поглощения связана с концентрацией элемента, что позволяет проводить его количественное определение.
Широкие полосы характерны преимущественно для молекулярных спектров, поскольку электронные переходы сопровождаются многочисленными колебательными и вращательными переходами. Для атомов такие подуровни отсутствуют, поэтому линии остаются узкими, хотя в реальных условиях могут несколько расширяться под влиянием температуры, давления и столкновений. Таким образом, отмеченный вариант отражает фундаментальное различие между атомным и молекулярным поглощением.
| Критерий | Атомное поглощение | Молекулярное поглощение |
|---|---|---|
| Поглощающая частица | Свободный атом химического элемента | Молекула или молекулярный ион |
| Природа перехода | Переход электрона между дискретными атомными энергетическими уровнями | Электронный переход, сопровождаемый колебательными и вращательными переходами |
| Вид спектра | Набор узких характеристических линий | Широкие полосы, часто состоящие из множества близко расположенных линий |
| Аналитическая характеристика | Положение линии идентифицирует элемент, величина поглощения отражает его концентрацию | Положение и интенсивность полосы характеризуют молекулярное соединение или функциональную группу |
| Источник или способ возбуждения | Лампа с полым катодом, безэлектродная лампа; атомизация пробы в пламени или графитовой печи | Ультрафиолетовое или видимое излучение, направленное на раствор или молекулярный образец |
| Типичные объекты анализа | Металлы и отдельные элементы в воде, биологических жидкостях, пищевых и производственных пробах | Органические вещества, лекарственные соединения, пигменты и комплексы |
| Основное применение | Высокоселективное элементное и количественное определение | Идентификация и количественное определение молекулярных веществ по спектральным полосам |
Линейчатость атомного спектра обеспечивает высокую элементную специфичность метода. В практическом анализе выбирают наиболее интенсивную и свободную от спектральных помех аналитическую линию. Возможное перекрытие линий, фоновой абсорбции или рассеяния учитывают с помощью коррекции фона и подходящего метода калибровки. Поэтому характеристические узкие линии являются одновременно физической основой идентификации элемента и критерием выбора аналитического сигнала.