紫外吸收光譜基礎(chǔ)

1、3:20:29第十四章第十四章第十四章第十四章第十四章第十四章 紫外吸收光譜紫外吸收光譜紫外吸收光譜紫外吸收光譜紫外吸收光譜紫外吸收光譜分析法分析法分析法分析法分析法分析法14.1.1 紫外吸收光紫外吸收光譜分析法概述譜分析法概述14.1.2 紫外吸收光紫外吸收光譜的產(chǎn)生譜的產(chǎn)生14.1.3 光吸收定律光吸收定律第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 紫外吸收光譜分紫外吸收光譜分紫外吸收光譜分紫外吸收光譜分紫外吸收光譜分紫外吸收光譜分析法基礎(chǔ)析法基礎(chǔ)析法基礎(chǔ)析法基礎(chǔ)析法基礎(chǔ)析法基礎(chǔ)Ultraviolet spectrophotometryBase of Ultraviolet spectrome

2、try3:20:3014.1.1 14.1.1 14.1.1 紫外紫外紫外紫外紫外紫外- - -可見(jiàn)吸收光譜分析法概述可見(jiàn)吸收光譜分析法概述可見(jiàn)吸收光譜分析法概述可見(jiàn)吸收光譜分析法概述可見(jiàn)吸收光譜分析法概述可見(jiàn)吸收光譜分析法概述波長(zhǎng)范圍：100 800 nm。遠(yuǎn)紫外區(qū)： 100 200 nm；近紫外區(qū)： 200 400 nm；可見(jiàn)光區(qū)： 400 800 nm。 紫外吸收光譜：價(jià)電子能級(jí)躍遷。結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。 電子躍遷同時(shí)，伴有振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，帶狀光譜。 最大吸收峰的波長(zhǎng)max和相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)max反映了構(gòu)成有機(jī)分子部分結(jié)構(gòu)的發(fā)射團(tuán)的特征。 3:20:3114.1.214.1.214

3、.1.214.1.214.1.214.1.2 紫外紫外紫外紫外紫外紫外可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生 M + 熱M + 熒光或磷光E = E2 - E1 = h量子化 ；選擇性吸收吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)表征參數(shù)： max； maxmaxM + h M *基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E1 （E） E2 不同分子發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，E及所吸收光的波長(zhǎng)不同。 由、 分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)關(guān)系結(jié)構(gòu)鑒定。 250 300 350 400nm1234e e3:20:31電子躍遷與分子吸收光譜電子躍遷與分子吸收光譜電子躍遷與分子吸收光譜電子躍遷與分

4、子吸收光譜電子躍遷與分子吸收光譜電子躍遷與分子吸收光譜物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式： （1）電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)。 （2）原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng)。 （3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)。分子有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量。分子的內(nèi)能：電子能量Ee 、振動(dòng)能量Ev 、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er 即: EEe+Ev+Er evr 3:20:32能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷 電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)，總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。3:20:32討論：討論：討論：討論：討

5、論：討論：（1 1） 轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差r：0.0050.0050.0500.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。動(dòng)光譜。（2 2） 振動(dòng)能級(jí)的能量差振動(dòng)能級(jí)的能量差v約為：約為：0.050.05eV，躍躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光譜。譜。（3 3） 電子能級(jí)的能量差電子能級(jí)的能量差e較大較大120eV。電子躍遷電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外產(chǎn)生的吸收光譜在紫外可見(jiàn)光區(qū)，紫外可見(jiàn)光區(qū)，紫外可見(jiàn)光譜可見(jiàn)光譜或分子的電子光譜?；蚍肿拥?/p>

6、電子光譜。3:20:33討論：討論：討論：討論：討論：討論： （4 4）吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間）吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況，是物的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況，是物質(zhì)定性的依據(jù)。質(zhì)定性的依據(jù)。 （5 5）吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有）吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩爾吸光系數(shù)測(cè)得的摩爾吸光系數(shù)max也作為定性的依據(jù)。也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)不同物質(zhì)的的max有時(shí)可能相同，但有時(shí)

7、可能相同，但max不一定相同。不一定相同。 （6 6）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比, ,定量分析的依據(jù)。定量分析的依據(jù)。3:20:3314.1.3 14.1.3 14.1.3 光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律朗伯朗伯比耳定律比耳定律 Alg（I0/It)= - lg T =c l 式中 A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度； l：液層厚度(光程長(zhǎng)度)，通常以cm為單位； c：溶液的摩爾濃度，單位 molL-1； ：摩爾吸光系數(shù)，單位 Lmol-1 cm -1 ； 或: Alg（I0/It)= a l c c：溶

8、液的濃度，單位 gL -1 a：吸光系數(shù)，單位 Lg -1 cm -1 a與的關(guān)系為： a =/M （M為相對(duì)分子質(zhì)量） 3:20:33吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：吸收曲線的討論： 同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)max 。 吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。 不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似max不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和max則不同。3:20:34討論：討論：討論：討論：討論：討論：不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度 A 有差異，在max 處吸光度A 的差異最大。此特性可作作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。在max 處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。3:20:34內(nèi)容選擇內(nèi)容選擇內(nèi)容選擇內(nèi)容選擇內(nèi)容選擇內(nèi)容選擇結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束14.1 紫外紫外- -可見(jiàn)吸收光譜分析法基