可見分光光度法課件

3—1

概述3—2基本原理3—3紫外-可見分光光度計3—4分析條件的選擇3—5應(yīng)用第三章紫外—可見分光光度法Ultraviolet-Visible

Spectrophotometry3—1概述第三章紫外—可見分光光度法3—1概述一、分光光度法用具有連續(xù)光譜的光源照射樣品，其原子或分子選擇某些具有適宜能量的光子后，由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，在相應(yīng)的位置出現(xiàn)吸收線或吸收帶，所形成的光譜成為吸收光譜。依次測定樣品的吸光度隨波長（或相應(yīng)單位）的變化，所記錄的吸光度-波長曲線，稱為吸收曲線。利用物質(zhì)的吸收光譜進行定性、定量以及結(jié)構(gòu)分析的方法稱為分光光度法。3—1概述一、分光光度法3—1概述二、分類：1、可見分光光度法（400—800nm，可見光區(qū)）具有長共軛結(jié)構(gòu)的有機物分子或有色無機物分子外層價電子以量子化的形式吸收特定能量（400—800nm），由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，所形成的電子吸收光譜。在此過程中伴隨分子的振動能級躍遷（帶狀光譜）。用此吸收光譜進行定性、定量及結(jié)構(gòu)解析的方法稱為可見分光光度法。2、紫外分光光度法（200—400nm，近紫外區(qū)）具有共軛體系的有機化合物及芳香族化合物以量子化的形式吸收特定能量（200—400nm），由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，所形成的電子吸收光譜。在此過程中伴隨分子的振動能級躍遷（帶狀光譜）。用此吸收光譜進行定性、定量及結(jié)構(gòu)解析的方法稱為紫外分光光度法。3、紅外分光光度法（0.76—500μm，中紅外區(qū)）分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要用于有機化合物的定性分析3—1概述二、分類：三、紫外—可見分光光度法的特點：1、可見分光光度法用于有色或是經(jīng)顯色后生成有色物質(zhì)的測定；紫外分光光度法，波長范圍200—400nm，對有機物結(jié)構(gòu)分析的用處最大。共軛體系及芳香族化合物在此區(qū)域內(nèi)有吸收的、無色或近無色物質(zhì)是紫外光譜討論的主要對象。（UV-Vis可用于鑒定有機和無機物質(zhì)）2、紫外-可見分光光度法，其單色光譜帶寬度較窄，一般不超過3

nm。3、該法不僅能鑒定物質(zhì)及測定含量，還可與其它方法配合，研究物質(zhì)組成、推斷有機化合物的分子結(jié)構(gòu)。4．測定微量組分靈敏度可達10-4~10-7g/mL，準確度一般0.5%或0.2%。3-1概述三、紫外—可見分光光度法的特點：3-1概述四物質(zhì)對光的選擇性吸收1、光光是一種人類眼睛可以見到的電磁波（可見光），是電磁輻射的一部分。3-1概述四物質(zhì)對光的選擇性吸收1、光3-1概述2、物質(zhì)對光的選擇性吸收光照射某物質(zhì)，物質(zhì)能夠吸收光，使原有的基態(tài)轉(zhuǎn)為激發(fā)態(tài)，只有當輻射能量（h）與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差（E）相等時才能被吸收。M（基態(tài)）+h

M*（激發(fā)態(tài)）物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對不同波長的光具有選擇性吸收而產(chǎn)生的。若溶液選擇性地吸收了某種顏色的光，則溶液呈吸收光的互補光。四、物質(zhì)對光的選擇性吸收2、物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對不同波長的光具2、物質(zhì)對光的選擇性吸收1）物質(zhì)對光呈現(xiàn)選擇吸收的原因：單一吸光物質(zhì)的分子或離子只有有限數(shù)量的量子化能級的緣故。2）選擇吸收的性質(zhì)：反映了分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，各物質(zhì)分子能級千差萬別，內(nèi)部各能級間的間隔也不相同。3）形成吸收帶：電子躍遷時不可避免要同時發(fā)生振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷。四、物質(zhì)對光的選擇性吸收2、物質(zhì)對光的選擇性吸收四、物質(zhì)對光的選擇性吸收3—2

UV-Vis基本原理一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型三、UV-Vis術(shù)語四、UV-Vis吸收帶及其特征（1）R帶[來自德文Radikalartig(基團)]（2）K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]（3）B帶[來自德文Benzienoid(苯系)]和E帶[來自德文Ethylenic(乙烯型)]五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系六、Lambert-Beer定律

3—2UV-Vis基本原理一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生分子受電磁波輻射、吸收能量后其能量變化：E

=

E振

+

E轉(zhuǎn)

+

E電子則分子內(nèi)運動涉及三種躍遷能級，所需能量大小順序：E電子>E振>E轉(zhuǎn)UV-Vis光譜是電子光譜、分子光譜、吸收光譜、帶狀光譜UV-Vis光譜是討論分子中價電子在不同的分子軌道之間躍遷的能級關(guān)系一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生分子受電磁波輻射、吸收能量后其能1、分子中價電子的類型參與成鍵的、*；、*電子未參與成鍵而仍處于原子軌道中的n電子二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型1、分子中價電子的類型二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型能量大?。害摇?>

n→σ*>

π→π*>

n→π*ns

pp**sEl/nm200300400n-p*p-p*s-s*s-p*n-s*p-s*分子中價電子能級及躍遷示意圖2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型=

hc電子能級間隔越小，躍遷時吸收光子的能量越小、波長越長、波數(shù)越小、頻率越低能量大?。害摇?>n→σ*>π→π*>1）σ→σ*的躍遷發(fā)生在含有單鍵的飽和有機化合物，處于σ成鍵軌道上的電子吸收適當?shù)哪芰亢螅梢詫ⅵ译娮蛹ぐl(fā)到σ*反鍵軌道上，從而產(chǎn)生σ→σ*的躍遷。分子中σ鍵比較牢固，躍遷需要能量較高，吸收峰的波長一般都小于150nm，處于遠紫外區(qū)。在200～400nm范圍內(nèi)沒有吸收。飽和烴化合物的σ→σ*躍遷出現(xiàn)在遠紫外區(qū)2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型1）σ→σ*的躍遷發(fā)生在含有單鍵的飽和有機化合物，處于σ成2）π→π*躍遷特征：→*躍遷吸光系數(shù)值大（>104，強吸收）所需激發(fā)能量比σ→σ*要低孤立的π→π*吸收峰的波長在200nm附近，分子中若含有共軛雙鍵，使π→π*躍遷所需能量降低，共軛系統(tǒng)越長，越向長波方向移動，且吸收增強。例：乙烯：λmax

165，

10000；丁二烯：λmax

217，

21000對應(yīng)化合物：含有不飽和基團有機化合物C=C、C=N、C=O、CC等2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型π→π*躍遷一般出現(xiàn)在近紫外區(qū)2）π→π*躍遷特征：對應(yīng)化合物：含有不飽和基團有機化合物23）n→π*躍遷對應(yīng)化合物：含有雜原子不飽和基團C=O、C=N、—N=N—等化合物，特征：n→*躍遷吸光系數(shù)值非常?。?/p>

10—100，弱吸收最大吸收波長處于較長范圍：200-400nm吸收峰一般出現(xiàn)在近紫外區(qū)伴隨有→*躍遷2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型3）n→π*躍遷特征：2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型4）n→σ*的躍遷對應(yīng)化合物：含雜原子飽和基團—OH、—NH2、—X、—S等的化合物特征：n→*躍遷需要能量比σ→σ*小。n→*躍遷吸光波長在200nm左右。為末端吸收2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型4）n→σ*的躍遷特征：2、UV-Vis光譜的電子躍遷5）總結(jié)：化合物分子外層價電子可能產(chǎn)生的主要類型，也可歸成兩大類：N→V躍遷：由成鍵軌道向反鍵軌道躍遷包括π→π*和σ→σ*

N→Q躍遷：由非鍵軌道向反鍵軌道躍遷包括n→σ*和n→π*2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型5）總結(jié)：化合物分子外層價電子可能產(chǎn)生的主要類型，也可歸成兩5）總結(jié)：紫外光譜電子躍遷類型：n—π*躍遷

π—π*躍遷飽和化合物無紫外吸收（

σ→σ*、n→σ*）電子躍遷類型與分子結(jié)構(gòu)及存在基團有密切聯(lián)系：A、根據(jù)分子結(jié)構(gòu)→推測可能產(chǎn)生的電子躍遷類型；B、根據(jù)吸收譜帶波長和電子躍遷類型→推測分子中可能存在的基團（分子結(jié)構(gòu)鑒定）2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型5）總結(jié)：2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型A、n→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很小；

π→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很大。

B、根據(jù)溶劑極性不同來判斷：

極性增加，n→π*產(chǎn)生的吸收峰短移；

π→π*產(chǎn)生的吸收峰長移。2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型6）如何區(qū)別躍遷類型A、n→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很?。?/p>

π→π*1、生色團（發(fā)色團）：能吸收紫外-可見光的基團有機化合物：含有n→π*躍遷和π→π*躍遷的不飽和基團注：當出現(xiàn)幾個發(fā)色團共軛，則幾個發(fā)色團分別所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長將比單個發(fā)色團的吸收波長長，強度也增強。三、UV

-Vis術(shù)語1、生色團（發(fā)色團）：能吸收紫外-可見光的基團注：當出現(xiàn)幾個2、助色團：本身無近紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強（εmax↑），

同時使吸收峰向長波長（λmax↑）方向移動的基團。特點：1）含有n電子的雜原子飽和基團，如：2）當它們與發(fā)色團相連時，能使該發(fā)色團的吸收峰向長波長方向移動，并使吸收強度增強的基團，例：三、UV

-Vis術(shù)語2、助色團：本身無近紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強（εm3、紅移和藍移紅移：由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛、引入助色團取代基）或采用不同溶劑后，吸收峰（max）位置向長波方向的移動的現(xiàn)象，叫紅移（長移）藍移：由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛和/或助色團取代基減少）或采用不同溶劑后，吸收峰（max）位置向短波方向移動的現(xiàn)象，叫藍移（紫移，短移）三、UV

-Vis術(shù)語3、紅移和藍移三、UV-Vis術(shù)語4、增色效應(yīng)和減色效應(yīng)由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因，吸收強度（max）：（1）增強的效應(yīng)，叫增色效應(yīng)，也叫濃色效應(yīng)。（2）減小的效應(yīng)，叫減色效應(yīng)，也叫減色效應(yīng)。5、強吸收和弱吸收根據(jù)摩爾吸光系數(shù)：εmax>104→強吸收εmax<102→弱吸收三、UV

-Vis術(shù)語4、增色效應(yīng)和減色效應(yīng)5、強吸收和弱吸收三、UV-Vis術(shù)1）將不同波長的單色光依次通過待測溶液，測量溶液的吸光度A。2）以波長為橫坐標，吸光度A為縱坐標作圖，得吸收曲線，或稱吸收光譜。3）曲線上吸光度最大處的地方叫吸收峰，對應(yīng)波長為最大吸收波長，max。4）峰與峰之間的部位叫谷，對應(yīng)波長為最小吸收波長，min。5）有的吸收峰較弱或者兩峰很接近不容易呈現(xiàn)出完整的吸收峰，而在一個吸收峰旁產(chǎn)生一個曲折，稱為肩峰，sh。6、吸收光譜（吸收曲線）橫坐標——波長λ，以nm表示?？v坐標——吸收強度，以A（吸光度）表示。

三、UV

-Vis術(shù)語1）將不同波長的單色光依次通過待測溶液，測量溶液的吸光度A。說明：在識別譜圖時，以峰頂對應(yīng)的最大吸收波長λmax和最大摩爾吸收系數(shù)εmax為準。有機化合物UV吸收的λmax和εmax在不同溶劑中略有差異。因此，有機物的UV吸收譜圖應(yīng)標明所使用的溶劑。吸收光譜特征：定性依據(jù)1）吸收峰→λmax2）吸收谷→λmin3）肩峰→λsh4）末端吸收一般，max是定性鑒別物質(zhì)的基礎(chǔ)。不同濃度的溶液，max不變，濃度與峰值成正比，這是進行定量分析的依據(jù)。說明：在識別譜圖時，以峰頂對應(yīng)的最大吸收波長λmax和最大摩四、吸收帶類型1、R帶[來自德文radikal（基團）]由含雜原子的不飽和基團的n→π*躍遷產(chǎn)生代表基團：C＝O、C＝N、—N＝N—、—NO2特征：E小，λmax250—500nm，εmax<

100，測定n→π*躍遷，要配成濃溶液溶劑極性↑，λmax↓，藍移（短移），判斷n→π*躍遷的存在；有強吸收峰在其附近，R帶有時長移，有時被掩蓋。吸收帶是說明吸收峰在紫外-可見光譜中的位置，與化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)電子和軌道類型，可以分為6類：四、吸收帶類型1、R帶[來自德文radikal（基團）]吸R帶舉例：四、吸收帶類型R帶舉例：四、吸收帶類型2、K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]起源：由π-π*躍遷引起。特指共軛體系的π-π*躍遷。

K帶是最重要的UV吸收帶之一，共軛雙烯、α,β－不飽和醛、酮，芳香族醛、酮以及被發(fā)色團取代的苯（如苯乙烯）等，都有K帶吸收。例如：特點：1）λmax>200nm，εmax＞10000；共軛鏈增長，λmax紅移，εmax2）溶劑極性↑時，λmax紅移3）用K帶可判斷共軛體系的存在情況四、吸收帶類型2、K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]起源：由3、B帶和E帶起源：均由苯環(huán)的π-π＊躍遷引起。是芳香族（包括雜芳香族）化合物的UV特征吸收。特點：1）蒸氣狀態(tài)有精細結(jié)構(gòu)

(苯的B帶在230－270nm)在極性溶液中，B帶為寬峰，重心在256

nm，εmax偏低，200＜ε＜3000(苯的ε為215)當苯環(huán)被取代時，精細結(jié)構(gòu)也會消失。不僅苯環(huán)有精細結(jié)構(gòu)，同系物也有，B帶精細結(jié)構(gòu)對鑒定芳香化合物是一個有用特征。B—德文Benzenoid（苯系）E—德文Ethylenic（乙烯型）四、吸收帶類型3、B帶和E帶起源：均由苯環(huán)的π-π＊躍遷引起。是芳香族（包2）E1帶特強，

λmax180

nm左右(εmax>10000)；

E2帶中等強度，λmax

>

200

nm(2000＜εmax

＜10000)3）苯環(huán)上引入取代基時，E2紅移，但一般不超過210

nm。如果苯環(huán)上有發(fā)色團，并形成共軛，E2帶紅移超過210

nm，將衍變?yōu)镵帶?？偨Y(jié)：苯環(huán)的吸收帶包括B帶、E帶和K帶四、吸收帶類型2）E1帶特強，λmax180nm左右(εmax4、舉例四、吸收帶類型4、舉例四、吸收帶類型l450)B帶：max282nm(e4、舉例四、吸收帶類型l450)B帶：max282nm(e4、舉例四、吸收帶（1）飽和化合物1）飽和烷烴*躍遷（<150nm），遠紫外區(qū)2）含雜原子（O、N、S、X等）的飽和化合物*躍遷、n*躍遷，一般<

200nm，末端吸收注意：溶劑末端吸收的影響1、有機化合物的紫外吸收光譜有機化合物在紫外光區(qū)的吸收特性，取決于分子可能發(fā)生的電子躍遷類型及分子結(jié)構(gòu)對這種躍遷的影響。五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）飽和化合物1、有機化合物的紫外吸收光譜五、UV-Vis（3）共軛烯烴含—C=C—C=C—基團的化合物，

π-π＊躍遷，吸收帶為K帶特點：①λmax210－270nm，εmax＞10000（4）,β-不飽和羰基化合物含—C=C—C=O基團的化合物π-π＊躍遷（200—260

nm，強吸收)，吸收帶為K帶；n-π＊躍遷（310—350nm，弱吸收)，吸收帶為R帶；（2）只含一個不飽和鍵的化合物1）不飽和烴*躍遷，*躍遷（~200nm）2）C=O、C=Nn*躍遷，*躍遷（<200nm，強吸收）

n*躍遷（~280nm）

（3）共軛烯烴（4）,β-不飽和羰基化合物（2）只含一個不（1）溶劑效應(yīng)A、對λmax影響：

n-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓藍移（n電子與極性溶劑形成氫鍵，降低能量多）

π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑紅移（極性：激發(fā)態(tài)>基態(tài)）2、影響吸收帶位置的因素五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）溶劑效應(yīng)2、影響吸收帶位置的因素五、UV-Vis吸收光B、對吸收光譜精細結(jié)構(gòu)影響

溶劑極性↑，苯環(huán)精細結(jié)構(gòu)消失所以，測定溶劑的選擇——極性；純度高；截止波長<

λmax（1）溶劑效應(yīng)B、對吸收光譜精細結(jié)構(gòu)影響所以，測定溶劑的選擇——極性；純度（4）體系pH值影響：影響物質(zhì)存在型體，影響吸收波長例：苯酚酸性溶液：λmax

211，270

nm堿性溶液：λmax

235，287

nm（2）位阻影響：位阻越大，λmax、max均減小。例：順式二苯乙烯：λmax

280

nm，max

10500反式二苯乙烯：λmax

295

nm，max

29000（3）跨環(huán)效應(yīng)（4）體系pH值影響：影響物質(zhì)存在型體，影響吸收波長（2）位六、光吸收定律1、Lambert-Beer定律分光光度法基本定律，分光光度法分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。（1）幾個概念及有關(guān)公式1）光強度Iv：國際基本單位cd（I：透射光強，Io：入射光強）2）透光率T：無單位

3）百分透光率T%:無單位4）吸光度A：無單位（在溶液的配制中最好使其在0.2—0.7）

A，溶液對光的吸收越六、光吸收定律1、Lambert-Beer定律（1）幾個概念（2）Lambert-Beer定律1）Lambert定律即

A∝

l2）Beer定律即A∝

c物理意義：若溶液的濃度一定，則吸光度與液層厚度l成正比物理意義：若溶液的液層厚度l一定，則吸光度與濃度c成正比（2）Lambert-Beer定律1）Lambert定3）光吸收定律：Lambert-Beer定律數(shù)學表達式：（E：吸光系數(shù)，溶液厚度l，單位cm）A：討論1）公式的物理意義：當一束平行單色光通過均勻溶液時，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度和液層厚度成正比關(guān)系。2）公式成立條件：A：稀的均勻溶液；B：單色光（同一物質(zhì)對不同波長的光吸收系數(shù)值不等）；C：平行光3）該定律適用于固體、液體和氣體樣品3）光吸收定律：Lambert-Beer定律數(shù)學表達式：（A：討論4）在同一波長下，各組分吸光度具有加和性（多組分測定）。在多組分體系中，如果共存物質(zhì)間不存在相互作用，即不因共存物的存在而改變每種物質(zhì)本身的吸光系數(shù)，溶液的總吸光度等于各組分吸光度之和，即：A總＝A1+A2+······+An吸光度的加和性是進行混合組分光度測定的基礎(chǔ)A：討論吸光度的加和性是進行混合組分光度測定的基礎(chǔ)

1）A=

lc

c：mol/L（摩爾濃度）；

（摩爾吸光系數(shù)）：Lmol-1cm-1

2）A=

lcc：g/100mL（質(zhì)量百分濃度）；

（百分吸光系數(shù)/比吸光系數(shù)）：100mLg-1cm-1

E1%1cmE1%1cmB、吸光度A的表達式吸光度A隨吸光物質(zhì)濃度c表達不同有不同表達方式1）A=lcE1%1cmE1%1cmB、（3）吸光系數(shù)1）吸光系數(shù)的物理意義單位濃度、單位厚度的吸光度討論：A、E

=

f（組分性質(zhì)，溫度，溶劑，λ）當組分性質(zhì)、溫度和溶劑一定時，E

=

f（λ）表明物質(zhì)對某一特定波長光的吸收能力

是物質(zhì)特定條件下的特征常數(shù)B、不同物質(zhì)在同一波長下E

可能不同（選擇性吸收）同一物質(zhì)在不同波長下E

一般不同C、

E↑，物質(zhì)對光吸收能力↑，定量測定靈敏度↑→定性分析的依據(jù)和定量分析靈敏度的估量（3）吸光系數(shù)1）吸光系數(shù)的物理意義討論：A、摩爾吸光系數(shù)（）：表示溶液濃度為1mol/L，液層厚度為1cm時的吸光度。強吸收（

ε>104）中強吸收（104

>

ε>

102）弱吸收（ε

<102）

B、百分吸光系數(shù)（）：表示溶液濃度為1g/100mL，液層厚度為1cm時的吸光度。（我國現(xiàn)行藥典均采用）

E1%1cm2）吸光系數(shù)的表達方式及換算關(guān)系M=

10×E1%1cmC、換算關(guān)系附加：在分光光度法中用來估量定量分析靈敏度的方法除了摩爾吸光系數(shù)和百分吸光系數(shù)外，還有桑德爾靈敏度

S=M/(g/cm2)。則：摩爾吸光系數(shù)、百分吸光系數(shù)越大，表示物質(zhì)對某波長的吸光能力越強，但與精密度無關(guān)。A、摩爾吸光系數(shù)（）：表示溶液濃度為1mol/L，液層厚度2、光度法的誤差引起誤差的主要因素：（1）偏離Beer定律（稀溶液、單色光）的因素（光吸收定律的偏離主要原因）1）化學因素：可控2）光學因素A非單色光B雜散光C散射光和反射光D非平行光（2）透光率測量誤差2、光度法的誤差引起誤差的主要因素：A：依據(jù)Beer定律，A與C關(guān)系應(yīng)為經(jīng)過原點的直線，稱為工作曲線B：偏離Beer定律的主要因素表現(xiàn)為以下兩個方面：

1、化學因素

2、光學因素（1）偏離Beer定律的因素A：依據(jù)Beer定律，A與C關(guān)系應(yīng)為經(jīng)過原點的直線，稱為工作1）化學因素Beer定律適用的一個前提：稀溶液溶液中溶質(zhì)濃度較高時，吸光物質(zhì)發(fā)生解離、締合、溶劑化等現(xiàn)象，即物質(zhì)的存在形式發(fā)生變化。結(jié)果，使吸光物質(zhì)對光吸收的選擇性和吸光強度也發(fā)生相應(yīng)的變化結(jié)論：Beer定律只適用于稀溶液，C

≤

0.01M1）化學因素Beer定律適用的一個前提：稀溶液溶液中溶質(zhì)濃2）光學因素引起的偏離A非單色光引起的偏離B雜散光引起的偏離C散射光和反射光引起的偏離D非平行光引起的偏離2）光學因素引起的偏離A非單色光引起的偏離照射物質(zhì)的光經(jīng)單色器分光后

并非真正單色光其波長寬度由入射狹縫的寬度和棱鏡或光柵的分辨率決定為了保證透過光對檢測器的響應(yīng)，必須保證一定的狹縫寬度這就使分離出來的光具一定的譜帶寬度，為復合光?？梢允刮庀禂?shù)變值而偏離Beer定律。其主要原因是由于物質(zhì)對不同波長的光有不同的吸光系數(shù)。2）光學因素A非單色光的影響

Beer定律應(yīng)用的重要前提——入射光為單色光照射物質(zhì)的光經(jīng)單色器分光后2）光學因素A非單色光的影響A非單色光的影響設(shè)被測物質(zhì)對波長1和2兩種光的吸收系數(shù)為E1和E2。測定時，兩種光各以強度為I01與I02同時入射試樣。則：A非單色光的影響設(shè)被測物質(zhì)對波長1和2兩種光的吸收系數(shù)A非單色光的影響討論：入射光的譜帶寬度嚴重影響吸光系數(shù)和吸收光譜形狀選擇測定波長定量的原則：選擇較純單色光（Δλ↓，單色性↑）選λmax作為測定波長（ΔE↓，S↑且成線性），曲線較為平坦。同時應(yīng)盡量避免采用尖銳的吸收峰進行定量分析。A非單色光的影響討論：選擇測定波長定量的原則：B雜散光的影響a：雜散光是指從單色器分出的光不在入射光譜帶寬度范圍內(nèi)，與所選波長相距較遠b：雜散光來源：儀器本身缺陷；光學元件污染造成c：雜散光可使吸收光譜變形，吸光度變值d：影響：正偏離或負偏離C反射光和散射光的影響a：反射光和散射光均是入射光譜帶寬度內(nèi)的光，直接對T產(chǎn)生影響b：散射和反射使T↓，A↑，吸收光譜變形注：一般可用空白對比校正消除D非平行光的影響使光程l↑，A↑，吸收光譜變形B雜散光的影響測量誤差和透光率的關(guān)系二、儀器測量誤差（相對誤差）1、原因：光電管靈敏性差、光源不穩(wěn)定及讀數(shù)不準。2、透光率誤差T引起濃度誤差c：3、透光率65%—20%，A為0.2—0.7時，濃度相對誤差較小。A=0.434T=36.8%測量誤差和透光率的關(guān)系二、儀器測量誤差（相對誤差）1、原因3—3紫外－可見分光光度計一、主要部件以及光路圖光源

單色器

吸收池檢測器信號顯示系統(tǒng)3—3紫外－可見分光光度計一、主要部件以及光路圖光源鎢燈或鹵鎢燈：可見光源340—2500nm氫燈或氘燈：紫外光源160—375nm(光源用石英窗或石英燈管作成)一、主要部件以及光路圖1、光源：提供激發(fā)能，使待測分子產(chǎn)生吸收理想的光源能夠提供連續(xù)輻射，

光的強度必須穩(wěn)定且足夠大。氘燈的光強度和使用壽命比氫燈大2～3倍鎢燈或鹵鎢燈：可見光源340—2500nm一、主要部件2、單色器：包括入射狹縫、準直鏡、色散元件、物鏡、出射狹縫色散元件：棱鏡、光柵棱鏡：對不同波長的光折射率不同，分出光波長不等距玻璃棱鏡：用于可見光部分360—1100nm石英棱鏡：用于紫外光部分190—400nm光柵：衍射和干涉，分出光波長等距，常用用途：將來自光源的連續(xù)光譜按波長順序色散，并從中分離出單色光一、主要部件以及光路圖狹縫寬度直接影響單色光質(zhì)量定量分析：較大狹縫寬度，光通量定性分析：較小狹縫寬度，光的單色性2、單色器：包括入射狹縫、準直鏡、色散元件、物鏡、出射狹縫色一、主要部件以及光路圖3、吸收池：用來盛待測試液按材料可分為：光學玻璃吸收池：吸收紫外光，只適用于可見光石英吸收池：不吸收紫外光，適用于紫外和可見光注意事項：保持吸收池透光面的光潔度樣品池和參比池的匹配性（厚度一致、透光率之差<0.5%）一、主要部件以及光路圖3、吸收池：用來盛待測試液4、檢測器：將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置光電池光電管（722型）光電倍增管（目前常用）二極管陣列檢測器（DAD檢測器）5、信號處理和顯示系統(tǒng)一、主要部件以及光路圖微安表電位計檢流計數(shù)字電壓表（722型）毫伏計4、檢測器：將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置光電池5、信號處理和顯二、類型1、單光束分光光度計特點：A：從光源到檢測池只有一束單色光B：使用時來回拉動吸收池→移動誤差C：對光源要求高D：比色池配對E：適合在給定波長處測量吸光度或透光率722型分光光度計屬單波長、單光束直讀式分光光度計要求光源必須穩(wěn)定二、類型1、單光束分光光度計特點：722型分光光度計屬單波長2、雙光束分光光度計

二、類型特點：A：單色光被旋轉(zhuǎn)扇面鏡分成交替的兩束光，分別通過樣品池和參考池B：不用拉動吸收池，可以減小移動誤差B：對光源要求不高C：可以自動掃描吸收光譜2、雙光束分光光度計二、類型特點：二、類型3、雙波長分光光度計特點：利用吸光度差值定量消除干擾和吸收池不匹配引起的誤差具有兩個并列的單色器適合測定多組分混合樣品單波長分光光度計與雙波長分光光度計的主要區(qū)別在于單色器的個數(shù)二、類型3、雙波長分光光度計特點：單波長分光光度計與雙波長三、光學性能1、波長范圍：195—820nm2、波長準確度：儀器顯示的波長數(shù)值與單色光的實際波長值之間的誤差0.5nm3、波長重現(xiàn)性：重復使用同一波長，單色光實際波長的波動值：0.5nm4、透光率測量范圍：儀器透光率范圍：0-150%（T）5、吸光度測量范圍：-0.1730—+2.00（A）6、光度準確度：透光率測量值的誤差，透光率滿量程誤差：0.5%7、光度重復性：同樣情況下重復測量透光率的變動性：0.5%8、分辨率：單色器分辨兩條靠近譜線的能力。9、雜散光三、光學性能一、檢測波長的選擇吸收最大，干擾最小選擇測量條件，需要從靈敏度、準確度和選擇性方面考慮二、測定用溶劑的選擇易溶解樣品并不與樣品發(fā)生作用，且在測定波長區(qū)間內(nèi)吸收小，無吸收。3-4

UV-Vis分析條件的選擇一、檢測波長的選擇選擇測量條件，需要從靈敏度、準確度和選擇性選A

=

0.2~0.7四、吸光度讀數(shù)范圍的選擇三、參比溶液的選擇注：采用空白對比，消除因溶劑和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素對透光率的干擾3-4

UV-Vis分析條件的選擇溶劑參比試劑參比試樣參比選A=0.2~0.7四、吸光度讀數(shù)范圍的選擇三、參比溶比色法是對于能吸收可見光的有色溶液的測定方法，通常也稱為可見分光光度法。（靈敏度高、簡便）在利用光度法進行樣品的定量分析時，由于許多簡單的無機物和有機化合物的摩爾吸光系數(shù)ε很小，不能直接測定樣品含量，因此首先要將樣品中被測定組分定量的轉(zhuǎn)變成有吸光能力的有色化合物。五、顯色反應(yīng)與顯色條件的選擇3-4

UV-Vis分析條件的選擇比色法是對于能吸收可見光的有色溶液的測定方法，通常也稱為可見(1)幾個定義1）顯色反應(yīng)：將試樣中被測組分轉(zhuǎn)化成有色化合物的反應(yīng)。2）顯色劑：與被測組分反應(yīng)生成有色化合物的試劑。顯色劑類型：A：無機顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨、過氧化氫等B：有機顯色劑：如三苯甲烷類、偶氮類1、顯色反應(yīng)在分析工作中，要選擇合適的顯色反應(yīng),并嚴格控制反應(yīng)的條件。(1)幾個定義1、顯色反應(yīng)在分析工作中，要選擇合適的顯色反應(yīng)（2）顯色反應(yīng)類型1）配位反應(yīng)（主要的顯色反應(yīng)）2）氧化還原反應(yīng)（3）對顯色反應(yīng)的要求1）靈敏度高（反應(yīng)產(chǎn)物摩爾吸光系數(shù)足夠大）2）被測物質(zhì)和生成的有色物質(zhì)之間有明確的定量關(guān)系3）反應(yīng)產(chǎn)物穩(wěn)定性好4）選擇性好5）顯色劑在測定波長無明顯吸收，與有色物最大吸收波長之差（對比度），應(yīng)滿足>

60

nm。（2）顯色反應(yīng)類型（3）對顯色反應(yīng)的要求2、顯色條件的選擇（1）顯色劑的用量（要求顯色劑過量）AC顯色劑（2）溶液酸堿度ApH（3）顯色時間At（4）溫度AT（5）溶劑：直接影響被測組分對光的吸收（6）干擾的消除(均需通過實驗繪制相關(guān)曲線加以確定)2、顯色條件的選擇（1）顯色劑的用量（要求顯色劑過量）3、干擾的消除（1）干擾物質(zhì)的影響：1）干擾物質(zhì)本身有顏色。2）干擾物質(zhì)本身無色，但與顯色劑形成有色物質(zhì)。3）在顯色條件下，干擾物質(zhì)水解，析出沉淀使溶液組分渾濁導致無法測定。4）與待測離子或顯色劑形成更穩(wěn)定的配合物，使顯色反應(yīng)不能進行完全。3、干擾的消除（1）干擾物質(zhì)的影響：（2）消除干擾的方法1）控制酸度2）選擇合適的掩蔽劑選擇掩蔽劑的原則是：掩蔽劑不與待測組分反應(yīng)；掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測組分的測定。3）利用生成惰性配合物4）選擇適當?shù)臏y量波長5）選擇適宜的空白溶液溶劑空白、試劑空白、試樣空白等6）分離（2）消除干擾的方法3—5

UV-Vis的應(yīng)用一、定性鑒別（比較法）1、對比吸收光譜的一致性2、對比吸收光譜的特征數(shù)據(jù)3、對比吸光度比值二、純度檢查和雜質(zhì)限量測定1、純度檢查2、雜質(zhì)限量測定

三、定量分析1、單組分的定量方法2、多組分的定量方法

四、結(jié)構(gòu)分析3—5UV-Vis的應(yīng)用一、定性鑒別（比較法）二、純度一、定性鑒別定性鑒別的依據(jù)→吸收光譜具有特征性吸收光譜的形狀吸收峰的數(shù)目吸收峰的位置（波長）吸收峰的強度相應(yīng)的吸光系數(shù)一、定性鑒別定性鑒別的依據(jù)→吸收光譜具有特征性1、對比吸收光譜的一致性同一測定條件（同一溶劑、相同濃度）下，與標準對照物譜圖或標準譜圖進行對照比較注：只有在光譜曲線完全一致的情況下才有可能是同一物質(zhì)；同一物質(zhì)，在相同的測定條件下光譜應(yīng)該完全一致。一、定性鑒別1、對比吸收光譜的一致性同一測定條件（同一溶劑、相同濃度）下2、對比吸收光譜的特征值一、定性鑒別2、對比吸收光譜的特征值一、定性鑒別3、對比吸光度或吸光系數(shù)的比值例：一、定性鑒別3、對比吸光度或吸光系數(shù)的比值例：一、定性鑒別二、純度檢查和雜質(zhì)限量測定1、純度檢查（雜質(zhì)檢查）（1）峰位不重疊：找λ

→使主成分無吸收，雜質(zhì)有吸收→直接考察雜質(zhì)含量例：乙醇和環(huán)己烷中苯的檢查（256nm）（2）峰位重疊：A：主成分強吸收，雜質(zhì)無吸收/弱吸收→與純品比較，E↓B：雜質(zhì)強吸收>>主成分吸收→與純品比較，E↑，光譜變形二、純度檢查和雜質(zhì)限量測定1、純度檢查（雜質(zhì)檢查）（1）峰位2、雜質(zhì)限量的測定例：腎上腺素中微量雜質(zhì)——腎上腺酮含量計算在HCL溶液（0.05mol/L）中腎上腺素和腎上腺酮有顯著不同，在λ310nm下，腎上腺酮有吸收，而腎上腺素無吸收，故利用310nm測定腎上腺酮的含量。（已知：在HCl溶液中樣品含量2mg/mL，規(guī)定A310

≤

0.05）則雜質(zhì)限量：二、純度檢查和雜質(zhì)限量測定E=4352、雜質(zhì)限量的測定例：腎上腺素中微量雜質(zhì)——腎上腺酮含量計算三、定量分析1、單組分的定量方法（1）吸光系數(shù)法（2）標準曲線法（3）標準對照法：外標一點法定量依據(jù)：A

=

ECl三、定量分析1、單組分的定量方法（1）吸光系數(shù)法定量依據(jù)：（1）吸光系數(shù)法（絕對法）依據(jù)：比爾定律：AC1、單組分的定量方法（1）吸光系數(shù)法（絕對法）依據(jù)：比爾定律：AC1、單組分的練習1：維生素B12

的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為207，用1cm比色池測得某維生素B12

溶液的吸光度是0.414，求該溶液的濃度1、單組分的定量方法練習1：維生素B12的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為練習2：精密稱取B12樣品25.0mg，用水溶液配成100mL。精密吸取10.00mL，置100mL容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中，于361nm處測定吸光度為0.507，求B12的百分含量？（維生素B12

的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為207）1、單組分的定量方法練習2：精密稱取B12樣品25.0mg，用水溶液配成100m練習31、單組分的定量方法練習31、單組分的定量方法A、取系列濃度標準溶液，測定吸光度A。以濃度C為橫坐標，相應(yīng)的A為縱坐標，繪制標準曲線?；蚋鶕?jù)二者的數(shù)值求出回歸方程A

=

aC

+

bB、在相同條件下測定供試液的A，從標準曲線或回歸方程求出被測組分的濃度。維生素B12的標準曲線

C、制備一條標曲至少需要5—7個點（2）標準曲線法（工作曲線法、校正曲線法）1、單組分的定量方法A、取系列濃度標準溶液，測定吸光度A。以濃度C為橫坐標，相應(yīng)0.710

mg/25mL蘆丁含量測定0.710mg/25mL蘆丁含量測定（3）標準對照法：外標一點法注：當樣品溶液與標準品溶液的稀釋倍數(shù)相同時1、單組分的定量方法（3）標準對照法：外標一點法注：當樣品溶液與標準品溶液的1、練習：維生素B12的含量測定精密吸取B12注射液2.50mL，加水稀釋至10.00mL；另配制對照液，精密稱定對照品25.00mg，加水稀釋至1000mL。在361nm處，用1cm吸收池，分別測定吸光度為0.508和0.518，求B12注射液注射液的濃度以及標示量的百分含量（維生素B12

的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為207；該B12注射液的標示量為100μg/mL）A：對照法練習：維生素B12的含量測定A：對照法B：吸光系數(shù)法B：吸光系數(shù)法取咖啡酸，在165℃干燥至恒重，精密稱取10.00mg，加少量乙醇溶解，轉(zhuǎn)移至200mL容量瓶中，加水至刻度線，取此溶液5.00mL，置于50mL容量瓶中，加6mol/L的HCL4mL，加水至刻度線。取此溶液于1cm比色池中，在323nm處測定吸光度為0.463，已知該波長處的，求咖啡酸百分含量取咖啡酸，在165℃干燥至恒重，精密稱取10.00mg，加少精密稱取0.0500g樣品，置于250mL容量瓶中，加入0.02M

HCL溶解，稀釋至刻度。準確吸取2mL，稀釋至100mL。以0.02MHCl為空白，在263nm處用1cm吸收池測定透光率為41.7%，其摩爾吸光系數(shù)為12000，被測物分子量為100.0，試計算263nm處和樣品的百分含量。精密稱取0.0500g樣品，置于250mL容量瓶中，加入0.2、多組分的定量方法三種情況：1）兩組分吸收光譜不重疊（互不干擾）兩組分在各自λmax下不重疊→分別按單組分定量2、多組分的定量方法三種情況：2）兩組分吸收光譜部分重疊λ1→測A1→b組分不干擾→可按單組分定量測Caλ2→測A2→a組分干擾→不能按單組分定量測Cb

2、多組分的定量方法2）兩組分吸收光譜部分重疊2、多組分的定量方法3）兩組分吸收光譜完全重疊—混合樣品測定A：解線性方程組法B：等吸收雙波長消去法C：系數(shù)倍率法2、多組分的定量方法3）兩組分吸收光譜完全重疊—混合樣品測定A：解線性方程組法2A：解線性方程組法A：解線性方程組法B：等吸收雙波長法消除a的影響，測b:aB：等吸收雙波長法消除a的影響，測b:a消去b的影響測a注：須滿足兩個基本條件選定的兩個波長下干擾組分具有等吸收點選定的兩個波長下待測物的吸光度差值應(yīng)足夠大消去b的影響測a注：須滿足兩個基本條件C：系數(shù)倍率法前提：干擾組分b不成峰形無等吸收點C：系數(shù)倍率法前提：干擾組分b不成峰形步驟：b曲線上任找一點→λ1另一點→λ2優(yōu)點：同時將待測組分和干擾組分放大信號K倍，提高了待測組分測定靈敏度abλ1

λ2步驟：b曲線上任找一點→λ1優(yōu)點：同時將待測組分和干擾組分放四、有機化合物結(jié)構(gòu)的解析通過給出光譜分析識別分子主要發(fā)色圖，助色團，結(jié)構(gòu)注：不能單獨測結(jié)構(gòu)，只提供信息（1）從吸收光譜初步推斷官能團1）若在200~800nm無吸收，此化合物無共軛雙鍵系統(tǒng)，或為飽和化合物。2）若在210~250nm強吸收，二共軛單位。3）250~500nm弱吸收（ε

=10~100），若在200以上無其它吸收。則含帶有未共用電子的發(fā)色團，如羰基等。4）250~300nm中等強度吸收，具有芳香結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。有精細結(jié)構(gòu)（苯）；無（取代苯）；有發(fā)色團強度ε>1045）若有幾個吸收帶，甚至吸收帶出現(xiàn)在可見區(qū)，多為長鏈共軛（5個以上）或多環(huán)芳烴發(fā)色團（但一些含N化合物為硝基等例外）四、有機化合物結(jié)構(gòu)的解析通過給出光譜分析識別分子主要發(fā)色圖，（2）異構(gòu)體的推定1）結(jié)構(gòu)異構(gòu)體

松香酸（238nm）左旋松香酸（273nm）2）順反異構(gòu)體（三）化合物骨架的推定（2）異構(gòu)體的推定

3—1

概述3—2基本原理3—3紫外-可見分光光度計3—4分析條件的選擇3—5應(yīng)用第三章紫外—可見分光光度法Ultraviolet-Visible

Spectrophotometry3—1概述第三章紫外—可見分光光度法3—1概述一、分光光度法用具有連續(xù)光譜的光源照射樣品，其原子或分子選擇某些具有適宜能量的光子后，由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，在相應(yīng)的位置出現(xiàn)吸收線或吸收帶，所形成的光譜成為吸收光譜。依次測定樣品的吸光度隨波長（或相應(yīng)單位）的變化，所記錄的吸光度-波長曲線，稱為吸收曲線。利用物質(zhì)的吸收光譜進行定性、定量以及結(jié)構(gòu)分析的方法稱為分光光度法。3—1概述一、分光光度法3—1概述二、分類：1、可見分光光度法（400—800nm，可見光區(qū)）具有長共軛結(jié)構(gòu)的有機物分子或有色無機物分子外層價電子以量子化的形式吸收特定能量（400—800nm），由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，所形成的電子吸收光譜。在此過程中伴隨分子的振動能級躍遷（帶狀光譜）。用此吸收光譜進行定性、定量及結(jié)構(gòu)解析的方法稱為可見分光光度法。2、紫外分光光度法（200—400nm，近紫外區(qū)）具有共軛體系的有機化合物及芳香族化合物以量子化的形式吸收特定能量（200—400nm），由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，所形成的電子吸收光譜。在此過程中伴隨分子的振動能級躍遷（帶狀光譜）。用此吸收光譜進行定性、定量及結(jié)構(gòu)解析的方法稱為紫外分光光度法。3、紅外分光光度法（0.76—500μm，中紅外區(qū)）分子振動轉(zhuǎn)動光譜，主要用于有機化合物的定性分析3—1概述二、分類：三、紫外—可見分光光度法的特點：1、可見分光光度法用于有色或是經(jīng)顯色后生成有色物質(zhì)的測定；紫外分光光度法，波長范圍200—400nm，對有機物結(jié)構(gòu)分析的用處最大。共軛體系及芳香族化合物在此區(qū)域內(nèi)有吸收的、無色或近無色物質(zhì)是紫外光譜討論的主要對象。（UV-Vis可用于鑒定有機和無機物質(zhì)）2、紫外-可見分光光度法，其單色光譜帶寬度較窄，一般不超過3

nm。3、該法不僅能鑒定物質(zhì)及測定含量，還可與其它方法配合，研究物質(zhì)組成、推斷有機化合物的分子結(jié)構(gòu)。4．測定微量組分靈敏度可達10-4~10-7g/mL，準確度一般0.5%或0.2%。3-1概述三、紫外—可見分光光度法的特點：3-1概述四物質(zhì)對光的選擇性吸收1、光光是一種人類眼睛可以見到的電磁波（可見光），是電磁輻射的一部分。3-1概述四物質(zhì)對光的選擇性吸收1、光3-1概述2、物質(zhì)對光的選擇性吸收光照射某物質(zhì)，物質(zhì)能夠吸收光，使原有的基態(tài)轉(zhuǎn)為激發(fā)態(tài)，只有當輻射能量（h）與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差（E）相等時才能被吸收。M（基態(tài)）+h

M*（激發(fā)態(tài)）物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對不同波長的光具有選擇性吸收而產(chǎn)生的。若溶液選擇性地吸收了某種顏色的光，則溶液呈吸收光的互補光。四、物質(zhì)對光的選擇性吸收2、物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對不同波長的光具2、物質(zhì)對光的選擇性吸收1）物質(zhì)對光呈現(xiàn)選擇吸收的原因：單一吸光物質(zhì)的分子或離子只有有限數(shù)量的量子化能級的緣故。2）選擇吸收的性質(zhì)：反映了分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，各物質(zhì)分子能級千差萬別，內(nèi)部各能級間的間隔也不相同。3）形成吸收帶：電子躍遷時不可避免要同時發(fā)生振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷。四、物質(zhì)對光的選擇性吸收2、物質(zhì)對光的選擇性吸收四、物質(zhì)對光的選擇性吸收3—2

UV-Vis基本原理一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型三、UV-Vis術(shù)語四、UV-Vis吸收帶及其特征（1）R帶[來自德文Radikalartig(基團)]（2）K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]（3）B帶[來自德文Benzienoid(苯系)]和E帶[來自德文Ethylenic(乙烯型)]五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系六、Lambert-Beer定律

3—2UV-Vis基本原理一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生分子受電磁波輻射、吸收能量后其能量變化：E

=

E振

+

E轉(zhuǎn)

+

E電子則分子內(nèi)運動涉及三種躍遷能級，所需能量大小順序：E電子>E振>E轉(zhuǎn)UV-Vis光譜是電子光譜、分子光譜、吸收光譜、帶狀光譜UV-Vis光譜是討論分子中價電子在不同的分子軌道之間躍遷的能級關(guān)系一、UV-Vis光譜的產(chǎn)生分子受電磁波輻射、吸收能量后其能1、分子中價電子的類型參與成鍵的、*；、*電子未參與成鍵而仍處于原子軌道中的n電子二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型1、分子中價電子的類型二、UV-Vis光譜的電子躍遷類型能量大?。害摇?>

n→σ*>

π→π*>

n→π*ns

pp**sEl/nm200300400n-p*p-p*s-s*s-p*n-s*p-s*分子中價電子能級及躍遷示意圖2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型=

hc電子能級間隔越小，躍遷時吸收光子的能量越小、波長越長、波數(shù)越小、頻率越低能量大小：σ→σ*>n→σ*>π→π*>1）σ→σ*的躍遷發(fā)生在含有單鍵的飽和有機化合物，處于σ成鍵軌道上的電子吸收適當?shù)哪芰亢?，可以將σ電子激發(fā)到σ*反鍵軌道上，從而產(chǎn)生σ→σ*的躍遷。分子中σ鍵比較牢固，躍遷需要能量較高，吸收峰的波長一般都小于150nm，處于遠紫外區(qū)。在200～400nm范圍內(nèi)沒有吸收。飽和烴化合物的σ→σ*躍遷出現(xiàn)在遠紫外區(qū)2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型1）σ→σ*的躍遷發(fā)生在含有單鍵的飽和有機化合物，處于σ成2）π→π*躍遷特征：→*躍遷吸光系數(shù)值大（>104，強吸收）所需激發(fā)能量比σ→σ*要低孤立的π→π*吸收峰的波長在200nm附近，分子中若含有共軛雙鍵，使π→π*躍遷所需能量降低，共軛系統(tǒng)越長，越向長波方向移動，且吸收增強。例：乙烯：λmax

165，

10000；丁二烯：λmax

217，

21000對應(yīng)化合物：含有不飽和基團有機化合物C=C、C=N、C=O、CC等2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型π→π*躍遷一般出現(xiàn)在近紫外區(qū)2）π→π*躍遷特征：對應(yīng)化合物：含有不飽和基團有機化合物23）n→π*躍遷對應(yīng)化合物：含有雜原子不飽和基團C=O、C=N、—N=N—等化合物，特征：n→*躍遷吸光系數(shù)值非常?。?/p>

10—100，弱吸收最大吸收波長處于較長范圍：200-400nm吸收峰一般出現(xiàn)在近紫外區(qū)伴隨有→*躍遷2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型3）n→π*躍遷特征：2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型4）n→σ*的躍遷對應(yīng)化合物：含雜原子飽和基團—OH、—NH2、—X、—S等的化合物特征：n→*躍遷需要能量比σ→σ*小。n→*躍遷吸光波長在200nm左右。為末端吸收2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型4）n→σ*的躍遷特征：2、UV-Vis光譜的電子躍遷5）總結(jié)：化合物分子外層價電子可能產(chǎn)生的主要類型，也可歸成兩大類：N→V躍遷：由成鍵軌道向反鍵軌道躍遷包括π→π*和σ→σ*

N→Q躍遷：由非鍵軌道向反鍵軌道躍遷包括n→σ*和n→π*2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型5）總結(jié)：化合物分子外層價電子可能產(chǎn)生的主要類型，也可歸成兩5）總結(jié)：紫外光譜電子躍遷類型：n—π*躍遷

π—π*躍遷飽和化合物無紫外吸收（

σ→σ*、n→σ*）電子躍遷類型與分子結(jié)構(gòu)及存在基團有密切聯(lián)系：A、根據(jù)分子結(jié)構(gòu)→推測可能產(chǎn)生的電子躍遷類型；B、根據(jù)吸收譜帶波長和電子躍遷類型→推測分子中可能存在的基團（分子結(jié)構(gòu)鑒定）2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型5）總結(jié)：2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型A、n→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很小；

π→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很大。

B、根據(jù)溶劑極性不同來判斷：

極性增加，n→π*產(chǎn)生的吸收峰短移；

π→π*產(chǎn)生的吸收峰長移。2、UV-Vis光譜的電子躍遷類型6）如何區(qū)別躍遷類型A、n→π*產(chǎn)生的吸收峰，ε很??；

π→π*1、生色團（發(fā)色團）：能吸收紫外-可見光的基團有機化合物：含有n→π*躍遷和π→π*躍遷的不飽和基團注：當出現(xiàn)幾個發(fā)色團共軛，則幾個發(fā)色團分別所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長將比單個發(fā)色團的吸收波長長，強度也增強。三、UV

-Vis術(shù)語1、生色團（發(fā)色團）：能吸收紫外-可見光的基團注：當出現(xiàn)幾個2、助色團：本身無近紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強（εmax↑），

同時使吸收峰向長波長（λmax↑）方向移動的基團。特點：1）含有n電子的雜原子飽和基團，如：2）當它們與發(fā)色團相連時，能使該發(fā)色團的吸收峰向長波長方向移動，并使吸收強度增強的基團，例：三、UV

-Vis術(shù)語2、助色團：本身無近紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強（εm3、紅移和藍移紅移：由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛、引入助色團取代基）或采用不同溶劑后，吸收峰（max）位置向長波方向的移動的現(xiàn)象，叫紅移（長移）藍移：由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛和/或助色團取代基減少）或采用不同溶劑后，吸收峰（max）位置向短波方向移動的現(xiàn)象，叫藍移（紫移，短移）三、UV

-Vis術(shù)語3、紅移和藍移三、UV-Vis術(shù)語4、增色效應(yīng)和減色效應(yīng)由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因，吸收強度（max）：（1）增強的效應(yīng)，叫增色效應(yīng)，也叫濃色效應(yīng)。（2）減小的效應(yīng)，叫減色效應(yīng)，也叫減色效應(yīng)。5、強吸收和弱吸收根據(jù)摩爾吸光系數(shù)：εmax>104→強吸收εmax<102→弱吸收三、UV

-Vis術(shù)語4、增色效應(yīng)和減色效應(yīng)5、強吸收和弱吸收三、UV-Vis術(shù)1）將不同波長的單色光依次通過待測溶液，測量溶液的吸光度A。2）以波長為橫坐標，吸光度A為縱坐標作圖，得吸收曲線，或稱吸收光譜。3）曲線上吸光度最大處的地方叫吸收峰，對應(yīng)波長為最大吸收波長，max。4）峰與峰之間的部位叫谷，對應(yīng)波長為最小吸收波長，min。5）有的吸收峰較弱或者兩峰很接近不容易呈現(xiàn)出完整的吸收峰，而在一個吸收峰旁產(chǎn)生一個曲折，稱為肩峰，sh。6、吸收光譜（吸收曲線）橫坐標——波長λ，以nm表示?？v坐標——吸收強度，以A（吸光度）表示。

三、UV

-Vis術(shù)語1）將不同波長的單色光依次通過待測溶液，測量溶液的吸光度A。說明：在識別譜圖時，以峰頂對應(yīng)的最大吸收波長λmax和最大摩爾吸收系數(shù)εmax為準。有機化合物UV吸收的λmax和εmax在不同溶劑中略有差異。因此，有機物的UV吸收譜圖應(yīng)標明所使用的溶劑。吸收光譜特征：定性依據(jù)1）吸收峰→λmax2）吸收谷→λmin3）肩峰→λsh4）末端吸收一般，max是定性鑒別物質(zhì)的基礎(chǔ)。不同濃度的溶液，max不變，濃度與峰值成正比，這是進行定量分析的依據(jù)。說明：在識別譜圖時，以峰頂對應(yīng)的最大吸收波長λmax和最大摩四、吸收帶類型1、R帶[來自德文radikal（基團）]由含雜原子的不飽和基團的n→π*躍遷產(chǎn)生代表基團：C＝O、C＝N、—N＝N—、—NO2特征：E小，λmax250—500nm，εmax<

100，測定n→π*躍遷，要配成濃溶液溶劑極性↑，λmax↓，藍移（短移），判斷n→π*躍遷的存在；有強吸收峰在其附近，R帶有時長移，有時被掩蓋。吸收帶是說明吸收峰在紫外-可見光譜中的位置，與化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)電子和軌道類型，可以分為6類：四、吸收帶類型1、R帶[來自德文radikal（基團）]吸R帶舉例：四、吸收帶類型R帶舉例：四、吸收帶類型2、K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]起源：由π-π*躍遷引起。特指共軛體系的π-π*躍遷。

K帶是最重要的UV吸收帶之一，共軛雙烯、α,β－不飽和醛、酮，芳香族醛、酮以及被發(fā)色團取代的苯（如苯乙烯）等，都有K帶吸收。例如：特點：1）λmax>200nm，εmax＞10000；共軛鏈增長，λmax紅移，εmax2）溶劑極性↑時，λmax紅移3）用K帶可判斷共軛體系的存在情況四、吸收帶類型2、K帶[來自德文Konjugierte(共軛)]起源：由3、B帶和E帶起源：均由苯環(huán)的π-π＊躍遷引起。是芳香族（包括雜芳香族）化合物的UV特征吸收。特點：1）蒸氣狀態(tài)有精細結(jié)構(gòu)

(苯的B帶在230－270nm)在極性溶液中，B帶為寬峰，重心在256

nm，εmax偏低，200＜ε＜3000(苯的ε為215)當苯環(huán)被取代時，精細結(jié)構(gòu)也會消失。不僅苯環(huán)有精細結(jié)構(gòu)，同系物也有，B帶精細結(jié)構(gòu)對鑒定芳香化合物是一個有用特征。B—德文Benzenoid（苯系）E—德文Ethylenic（乙烯型）四、吸收帶類型3、B帶和E帶起源：均由苯環(huán)的π-π＊躍遷引起。是芳香族（包2）E1帶特強，

λmax180

nm左右(εmax>10000)；

E2帶中等強度，λmax

>

200

nm(2000＜εmax

＜10000)3）苯環(huán)上引入取代基時，E2紅移，但一般不超過210

nm。如果苯環(huán)上有發(fā)色團，并形成共軛，E2帶紅移超過210

nm，將衍變?yōu)镵帶?？偨Y(jié)：苯環(huán)的吸收帶包括B帶、E帶和K帶四、吸收帶類型2）E1帶特強，λmax180nm左右(εmax4、舉例四、吸收帶類型4、舉例四、吸收帶類型l450)B帶：max282nm(e4、舉例四、吸收帶類型l450)B帶：max282nm(e4、舉例四、吸收帶（1）飽和化合物1）飽和烷烴*躍遷（<150nm），遠紫外區(qū)2）含雜原子（O、N、S、X等）的飽和化合物*躍遷、n*躍遷，一般<

200nm，末端吸收注意：溶劑末端吸收的影響1、有機化合物的紫外吸收光譜有機化合物在紫外光區(qū)的吸收特性，取決于分子可能發(fā)生的電子躍遷類型及分子結(jié)構(gòu)對這種躍遷的影響。五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）飽和化合物1、有機化合物的紫外吸收光譜五、UV-Vis（3）共軛烯烴含—C=C—C=C—基團的化合物，

π-π＊躍遷，吸收帶為K帶特點：①λmax210－270nm，εmax＞10000（4）,β-不飽和羰基化合物含—C=C—C=O基團的化合物π-π＊躍遷（200—260

nm，強吸收)，吸收帶為K帶；n-π＊躍遷（310—350nm，弱吸收)，吸收帶為R帶；（2）只含一個不飽和鍵的化合物1）不飽和烴*躍遷，*躍遷（~200nm）2）C=O、C=Nn*躍遷，*躍遷（<200nm，強吸收）

n*躍遷（~280nm）

（3）共軛烯烴（4）,β-不飽和羰基化合物（2）只含一個不（1）溶劑效應(yīng)A、對λmax影響：

n-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓藍移（n電子與極性溶劑形成氫鍵，降低能量多）

π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑紅移（極性：激發(fā)態(tài)>基態(tài)）2、影響吸收帶位置的因素五、UV-Vis吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）溶劑效應(yīng)2、影響吸收帶位置的因素五、UV-Vis吸收光B、對吸收光譜精細結(jié)構(gòu)影響

溶劑極性↑，苯環(huán)精細結(jié)構(gòu)消失所以，測定溶劑的選擇——極性；純度高；截止波長<

λmax（1）溶劑效應(yīng)B、對吸收光譜精細結(jié)構(gòu)影響所以，測定溶劑的選擇——極性；純度（4）體系pH值影響：影響物質(zhì)存在型體，影響吸收波長例：苯酚酸性溶液：λmax

211，270

nm堿性溶液：λmax

235，287

nm（2）位阻影響：位阻越大，λmax、max均減小。例：順式二苯乙烯：λmax

280

nm，max

10500反式二苯乙烯：λmax

295

nm，max

29000（3）跨環(huán)效應(yīng)（4）體系pH值影響：影響物質(zhì)存在型體，影響吸收波長（2）位六、光吸收定律1、Lambert-Beer定律分光光度法基本定律，分光光度法分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。（1）幾個概念及有關(guān)公式1）光強度Iv：國際基本單位cd（I：透射光強，Io：入射光強）2）透光率T：無單位

3）百分透光率T%:無單位4）吸光度A：無單位（在溶液的配制中最好使其在0.2—0.7）

A，溶液對光的吸收越六、光吸收定律1、Lambert-Beer定律（1）幾個概念（2）Lambert-Beer定律1）Lambert定律即

A∝

l2）Beer定律即A∝

c物理意義：若溶液的濃度一定，則吸光度與液層厚度l成正比物理意義：若溶液的液層厚度l一定，則吸光度與濃度c成正比（2）Lambert-Beer定律1）Lambert定3）光吸收定律：Lambert-Beer定律數(shù)學表達式：（E：吸光系數(shù)，溶液厚度l，單位cm）A：討論1）公式的物理意義：當一束平行單色光通過均勻溶液時，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度和液層厚度成正比關(guān)系。2）公式成立條件：A：稀的均勻溶液；B：單色光（同一物質(zhì)對不同波長的光吸收系數(shù)值不等）；C：平行光3）該定律適用于固體、