将样品中待测元素转变为基态原子的过程叫原子化。

根据手段不同，原子化可分为火焰原子化和无火焰原子化两大类。火焰原子化过程是影响灵敏度的关键因素，一般而言，火焰原子化包括：吸喷雾化，脱溶剂，熔融，蒸发解离还原等过程。

一、         吸喷雾化

试液的吸喷雾化性能受雾化器结构，溶液性质及吸喷条件等因素的影响。雾化器是火焰原子吸收分光光度计的核心部件。实际上仪器的灵敏度在很大程度上取决于雾化器的工作状态。原子吸收分析对雾化提出三个要求：（1）雾化效率高（2）雾滴细（3）喷雾稳。目前的商品仪器采用带文丘里节流嘴的同心气动雾化器。理论和实践表明，雾化效率和雾滴直径大小取决于毛细管喷口和节流嘴端面的相对位置和同心度。同心度越高，雾化效率越高。毛细管口以伸进节流嘴端面少许更有利于试液雾化。同心度和最佳相对位置应通过试验仔细调整。

试液的吸喷效率（提升量）以如下公式表达：

       

式中R为毛细管半径；η为试液粘度；L为毛细管长度；P_N为毛细管喷口负压；ρ为试液密度；g为物理常数；h为试液测量液面和喷口间的相对高度；P₀为试液表面张力引起的附加压力。

从实验表明，试液的表面张力对吸喷速率的影响甚微，而粘度的影响较大。此外毛细管长度和测量液面的相对高度对吸喷速率也有一定影响。因此制备试液时应选用粘度较小的溶液介质，而在测量时，应保持液面高度一致和使用同一长度的吸液毛细管。应当指出的是，火焰中原子的密度仅在一定范围内随吸喷速率的提高而增加。过分提高吸喷速率可能降低雾化效率和火焰温度而不利于原子化。

 雾滴大小是影响灵敏度的最重要原因之一，而影响雾滴大小的因素除雾化器结构外，尚有试液性质和吸喷条件等因素。雾滴直径与气体速率成反比。气体速度越大，雾滴直径就越小，但气体速度大到一定程度时，雾滴直径趋近于一个常数，因此单靠增加气体流速来提高分析灵敏度是有一定限度的。大量的实验表明，液体的表面张力越大，越不利于试液的雾化。表面活性剂可提高灵敏度其原因就在于此。

二、         脱溶剂

理论和实践已经证明，雾滴脱掉本身溶剂的过程主要决定于雾滴的大小，溶液的性质及环境温度，雾滴在雾化室和燃烧头内的传输过程中部分脱溶剂，当达到火焰时，雾滴完全脱掉溶剂而变成干燥粒子。

在室温下，雾滴脱溶剂受蒸汽的分散过程控制，而在火焰中，雾滴脱溶剂速率主要受火焰气体和雾滴间的热传导所控制，影响脱溶剂的主要因素是雾滴半径，雾滴大小，对灵敏度影响很大。因此，要求雾化器产生的雾滴尽量小，大雾滴要在进入火焰前予以除去。

三、熔融与蒸发

雾滴经脱溶剂干燥后留下由固体或熔融粒子组成的干气溶胶。干气溶剂粒子的组成、大小和状态可能依赖于许多因素，雾滴经过脱溶剂干燥后，有的可能直接由干燥粒子升华为分子蒸气，多数情况是经过熔融再由熔液蒸发为分子蒸气。

1．       熔融

干气溶胶粒子熔融的快慢，取决于火焰温度，粒子大小及待测物晶体性质。干燥粒子半径越大，火焰温度越低，则熔融时间越长。基于晶体的性质，通常是待测物电价愈高、分子量较小、键能较大，则形成的干气溶胶粒子的熔点越高。熔点又与粒子大小有关，粒子半径越小，其熔点越小。

2．       蒸发

干气溶胶粒子熔融后即蒸发，其蒸发速度对自由原子的形成有明显影响，蒸发速度直接取决于熔态粒子的半径，也依赖于火焰温度，此外，尚与熔态粒子表面的蒸气压，粒子密度、蒸气向周围扩散速度有关。

气溶胶粒子转变为蒸气状态，期间的过程和机理是极为复杂的。需要着重指出的是，干气溶胶粒子的大小对于从固相（或液相）转化为气相的过程之影响尤为突出，雾滴颗粒的微小变化，就能明显影响原子吸收分析灵敏度，因此，致力于改进雾化器性能和改善试液的物理化学性质，对提高分析的灵敏度是至关重要的和颇有成效的。

四、解离与还原

1．解离

待测元素形成的气态分子在高温作用下，分子获得能量而使其内能改变。当温度足够高时，金属原子（M）与非金属原子（X）之间的相对强烈振动而使分子化合物为键断裂，这就解离出待测元素的自由原子，在热力学平衡条件下，这个解离过程是一个可逆过程，火焰温度越高，对分子的解离越有利，当温度一定时，分子键能越小越易解离，解离能大于3.5ev的分子容易被解离而对于解离能大于5～6ev的分子，解离就比较困难，另外影响解离度的因素还有火焰温度及火焰气氛条件。由于原子化与键能有关，所以应考虑将试样制备成何种溶液进行分析对灵敏度有利。由于配位键具有较低的相对热稳定性，可以选用适当的有机络和剂，可获得较高的灵敏度。测定时应选择合适的燃助比和观测高度，对于易形成氧化物的元素应用富燃火焰，降低氧分压，提高解离度。

3．       还原

在我们常用的空气---乙炔和氧化亚氮---乙炔火焰中，发生着极为复杂的化学反应，在富燃焰中，除了产生半分解产物C*、CH*、CO*外，还产生大量的NH、CH等成分，这些成分具有很强的还原性，有可能促使难解离的气态分子，通过还原反应而原子化，而不仅仅是通过前述的热解离途径。金属氧化物在火焰中的还原反应可表示为：

 

                     CO*                          M + CO₂

                     C*                            M +CO₂

      MO  +        CH*                           M+CO₂+H₂O

                     NH                           M+N+OH

                     CH                           M+CO+N

                                                    

这些还原反应大都发生在火焰的第一反应区和中间薄层区，Ca、Al、Cr、Mo、Be、Si、Ti等在火焰中容易形成氧化物，应选择还原性火焰，这对于原子化是有利的。

五、电离

就解离过程而言，火焰温度越高，解离度越大，但是温度过高，会引起电离而不利于原子吸收分析。常用的碳氢火焰温度一般在3000℃以下，在原子化区只有低电离能的碱金属元素才会有较多的离子存在，出现电离干扰，降低原子吸收灵敏度。关于电离干扰对分析的影响及如何消除将在后面的章节中加以介绍。

六、原子化效率

试液经吸喷雾化，脱溶剂，溶融蒸发，解离或还原等一系列过程使待测元素原子化，通过火焰平均观测高度横截面的自由原子数与吸喷分析物量的百分比值称为原子化效率。

影响原子化效率的因素很多，主要来自雾化器的性能，溶液性质、火焰性质，化学干扰，电离效应以及吸喷速率的影响。

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