紫外可見(jiàn)吸收光譜法

1、紫外可見(jiàn)吸收光譜法開(kāi)放分類：化學(xué)科學(xué)收藏分享到頂1編輯詞條目錄1概述2基本原理3特點(diǎn)4儀器組成5應(yīng)用6影響因素展開(kāi)全部摘要紫外可見(jiàn)吸收光譜法是利用某些物質(zhì)的分子吸收10800nm光譜區(qū)的輻射來(lái)進(jìn) 行分析測(cè)定的方法，這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子 能級(jí)間的躍遷，廣泛用于有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的定性和定量測(cè)定。該方法具有靈敏 度高、準(zhǔn)確度好、選擇性優(yōu)操作簡(jiǎn)便、分析速度好等特點(diǎn)。紫外可見(jiàn)吸收光譜法-概述Ml i 樣可利骨芋箍羽/收的拈晡圖4.3 分子的紫外可見(jiàn)吸收光譜法是基于分子內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜進(jìn)行分析的 一種常用的光譜分析法。分子在紫外-可見(jiàn)區(qū)的吸收與其電子結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。紫

2、外光譜的研究對(duì)象大多是具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的分子。如（圖4.3），膽甾酮（a） 與異亞丙基丙酮（b）分子結(jié)構(gòu)差異很大，但兩者具有相似的紫外吸收峰。兩分 子中相同的O=C-C=C共軛結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生紫外吸收的關(guān)鍵基團(tuán)。紫外-可見(jiàn)以及近紅外光譜區(qū)域的詳細(xì)劃分如圖4.4所示。紫外-可見(jiàn)光區(qū)一般 用波長(zhǎng)（nm）表示。其研究對(duì)象大多在200-380 nm的近紫外光區(qū)和/或380-780 nm的可見(jiàn)光區(qū)有吸收。紫外-可見(jiàn)吸收測(cè)定的靈敏度取決于產(chǎn)生光吸收分子的摩 爾吸光系數(shù)。該法儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛。如醫(yī)院的常規(guī)化驗(yàn)中，95%的定 量分析都用紫外-可見(jiàn)分光光度法。在化學(xué)研究中，如平衡常數(shù)的測(cè)定、求算主- 客體結(jié)

3、合常數(shù)等都離不開(kāi)紫外-可見(jiàn)吸收光譜。目】O.lUnnirnii 3-LKnn,1TimLifiim那灑患戛3k ik 1 吶伸卜IfWE-.L4t H爐r401*3:nr 1靶tl蚱機(jī)瀚迪SO.KKkm-1 JWkixi-1 .ZWkni -I費(fèi)I. J 累格-導(dǎo)理囂通區(qū)域（圖）圖4.4紫外可見(jiàn)吸收光譜法-基本原理電淺外漢5C 4-ii -* 11 ?斗21 nr1 6 ft 下，-.5 *1L 二：rt. |-101OG：2002i4；k ion 60G紫外可見(jiàn)吸收光譜的基本原理是利用在光的照射下待測(cè)樣品內(nèi)部的電子躍遷，電 子躍遷類型有：（1）。一。*躍遷 指處于成鍵軌道上的。電子吸收光子后

4、被激發(fā)躍遷到。*反鍵軌道（2）n-。*躍遷 指分子中處于非鍵軌道上的n電子吸收能量后向。*反鍵軌道的躍遷（3）n n*躍遷 指不飽和鍵中的n電子吸收光波能量后躍遷到n*反鍵軌道。（4）n-n*躍遷 指分子中處于非鍵軌道上的n電子吸收能量后向n*反鍵 軌道的躍遷。電子躍遷所處的波長(zhǎng)范圍 電子躍遷類型不同，實(shí)際躍遷需要的能量不同:。一。*150nmn。*200nmn n*200nmnn*300nm吸收能量的次序?yàn)椋?。一o*no*Nn n*nn* 特殊的結(jié)構(gòu)就會(huì)有特殊的電子躍遷，對(duì)應(yīng)著不同的能量（波長(zhǎng)），反反映在紫外 可見(jiàn)吸收光譜圖上就有一定位置一定強(qiáng)度的吸收峰，根據(jù)吸收峰的位置和強(qiáng)度就 可以推知待

5、測(cè)樣品的結(jié)構(gòu)信息。紫外可見(jiàn)吸收光譜法-特點(diǎn)1、紫外可見(jiàn)吸收光譜所對(duì)應(yīng)的電磁波長(zhǎng)較短，能量大，它反映了分子中價(jià)電子 能級(jí)躍遷情況。主要應(yīng)用于共軛體系（共軛烯烴和不飽和羰基化合物）及芳香族 化合物的分析。2、由于電子能級(jí)改變的同時(shí)，往往伴隨有振動(dòng)能級(jí)的躍遷，所以電子光譜圖比 較簡(jiǎn)單，但峰形較寬。一般來(lái)說(shuō)，利用紫外吸收光譜進(jìn)行定性分析信號(hào)較少。3、紫外可見(jiàn)吸收光譜常用于共軛體系的定量分析，靈敏度高，檢出限低。紫外可見(jiàn)吸收光譜法-儀器組成雙光束分光光度計(jì)的原理圖紫外可見(jiàn)吸收光譜儀由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器以及數(shù)據(jù)處理及記錄（計(jì) 算機(jī)）等部分組成普通紫外可見(jiàn)光譜儀，主要由光源、單色器、樣品池（吸光池

6、）、檢測(cè)器、記錄裝 置組成.為得到全波長(zhǎng)范圍（200800-nm）的光，使用分立的雙光源，其中氘燈 的波長(zhǎng)為185395 nm，鎢燈的為350800nm.絕大多數(shù)儀器都通過(guò)一個(gè)動(dòng)鏡實(shí) 現(xiàn)光源之間的平滑切換，可以平滑地在全光譜范圍掃描.光源發(fā)出的光通過(guò)光孔 調(diào)制成光束，然后進(jìn)入單色器；單色器由色散棱鏡或衍射光柵組成，光束從單 色器的色散原件發(fā)出后成為多組分不同波長(zhǎng)的單色光，通過(guò)光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)分別將不 同波長(zhǎng)的單色光經(jīng)狹縫送入樣品池，然后進(jìn)入檢測(cè)器(檢測(cè)器通常為光電管或光 電倍增管)，最后由電子放大電路放大，從微安表或數(shù)字電壓表讀取吸光度，或 驅(qū)動(dòng)記錄設(shè)備，得到光譜圖。紫外、可見(jiàn)光譜儀設(shè)計(jì)一般都盡量避

7、免在光路中使用透鏡，主要使用反射鏡，以 防止由儀器帶來(lái)的吸收誤差.當(dāng)光路中不能避免使用透明元件時(shí)，應(yīng)選擇對(duì)紫外、 可見(jiàn)光均透明的材料(如樣品池和參考池均選用石英玻璃).儀器的發(fā)展主要集中在光電倍增管、檢測(cè)器和光柵的改進(jìn)上，提高儀器的分辨率、 準(zhǔn)確性和掃描速度，最大限度地降低雜散光干擾.目前，大多數(shù)儀器都配置微機(jī) 操作，軟件界面更貼近我們所要完成的分析工作.紫外可見(jiàn)吸收光譜法-應(yīng)用物質(zhì)的紫外吸收光譜基本上是其分子中生色團(tuán)及助色團(tuán)的特征，而不是整個(gè)分 子的特征。如果物質(zhì)組成的變化不影響生色團(tuán)和助色團(tuán)，就不會(huì)顯著地影響其吸 收光譜，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光譜。另外，外界因素如溶劑的改變 也會(huì)

8、影響吸收光譜，在極性溶劑中某些化合物吸收光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)消失，成為 一個(gè)寬帶。所以，只根據(jù)紫外光譜是不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，還必須與 紅外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜以及其他化學(xué)、物理方法共同配合才能得出 可靠的結(jié)論。1、化合物的鑒定利用紫外光譜可以推導(dǎo)有機(jī)化合物的分子骨架中是否含有共軛結(jié)構(gòu)體系，如C = CC=C、C=CC=O、苯環(huán)等。利用紫外光譜鑒定有機(jī)化合物遠(yuǎn)不如 利用紅外 光譜有效，因?yàn)楹芏嗷衔镌谧贤鉀](méi)有吸收或者只有微弱的吸收，并且紫外光譜 一般比較簡(jiǎn)單，特征性不強(qiáng)。利用紫外光譜可以用來(lái)檢驗(yàn)一些具有大的共軛 體 系或發(fā)色官能團(tuán)的化合物，可以作為其他鑒定方法的補(bǔ)充。如果一個(gè)化合物在

9、紫外區(qū)是透明的，則說(shuō)明分子中不存在共軛體系，不含 有醛基、酮基或漠和碘?？赡苁侵咀逄?xì)浠衔铩?、腈、醇等不含雙鍵或環(huán) 狀共軛體系的化合物。如果在210250nm有強(qiáng)吸收，表示有K吸收帶，則可能含有兩個(gè)雙鍵的共 軛體系，如共軛二烯或a，B-不飽和酮等。同樣在260, 300, 330nm處有高強(qiáng) 度K吸收帶，在表示有三個(gè)、四個(gè)和五個(gè)共軛體系存在。如果在260300nm有中強(qiáng)吸收(e=2001 000)，則表示有B帶吸收， 體系中可能有苯環(huán)存在。如果苯環(huán)上有共軛的生色基團(tuán)存在時(shí)，則e可以大于 10 000。如果在250300nm有弱吸收帶(R吸收帶)，則可能含有簡(jiǎn)單的非共軛并 含有n電子的生色

10、基團(tuán)，如羰基等。2、純度檢查如果有機(jī)化合物在紫外可見(jiàn)光區(qū)沒(méi)有明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸 收，則可利用紫外光譜檢驗(yàn)化合物的純度。如果有機(jī)化合物在紫外可見(jiàn)光區(qū)沒(méi)有 明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收，則可利用紫外光譜檢驗(yàn)化合物的 純度。3、異構(gòu)體的確定對(duì)于異構(gòu)體的確定，可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算出入max值，與實(shí)測(cè)值比較，即可證 實(shí)化合物是哪種異構(gòu)體。如：乙酰乙酸乙酯的酮-烯醇式互變異構(gòu)4、位阻作用的測(cè)定由于位阻作用會(huì)影響共軛體系的共平面性質(zhì)，當(dāng)組成共軛體系的生色基團(tuán)近似處 于同一平面，兩個(gè)生色基團(tuán)具有較大的共振作用時(shí)，入max不改變，smax略為 降低，空間位阻作用較?。划?dāng)兩個(gè)生色基

11、團(tuán)具有部分共振作用，兩共振體系部分 偏離共平面時(shí)，入max和smax略有降低；當(dāng)連接兩生色基團(tuán)的單鍵或雙鍵被 扭曲得很厲害，以致兩生色基團(tuán)基本未共軛，或具有極小共振作用或無(wú)共振作用， 劇烈影響其UV光譜特征時(shí)，情況較為復(fù)雜化。在多數(shù)情況下，該化合物的紫外 光譜特征近似等于它所含孤立生色基團(tuán)光譜的“加合”。5、氫鍵強(qiáng)度的測(cè)定 溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時(shí)，對(duì)溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的影響。對(duì) 于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似測(cè)定氫 鍵 的強(qiáng)度。溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時(shí)，對(duì)溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的 影響。對(duì)于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似 測(cè)定氫鍵的強(qiáng)度。7、定量分析朗伯-比爾定律是紫外-可見(jiàn)吸收光譜法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)，它的數(shù)學(xué)表達(dá) 式為：A = s b c紫外可見(jiàn)吸收光譜法-影響因素降降.TK.TK籬和.紅粹.堵色、廨作效屯蘆章囹影響紫外吸收光譜的因素有：1、共軛效應(yīng);2、超共軛效應(yīng);3、溶劑效應(yīng);4、 溶劑pH值。各種因素對(duì)吸收譜帶的影響表現(xiàn)為譜帶位移、譜帶強(qiáng)度的變化、譜帶精細(xì)結(jié)構(gòu)的 出現(xiàn)或消失等。譜帶位移包括藍(lán)| (或紫移，hypsochromic shift or bl