圖吸收光譜曲線課件

紫外-可見分子吸收光譜法UltravioletandVisibleAbsorptionSpectrometryUltravioletandVisibleSpectrophotometryUV-VIS紫外-可見分子吸收光譜法UltravioletandV概述通過(guò)測(cè)定分子對(duì)紫外-可見光的吸收對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。λ

：190~750nm概述通過(guò)測(cè)定分子對(duì)紫外-可見光的吸收對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析一、光吸收定律1、朗伯-比爾定律

或一、光吸收定律1、朗伯-比爾定律或2、吸光度的加和性

當(dāng)溶液中含有多種對(duì)光產(chǎn)生吸收的物質(zhì)，且各組分之間不存在相互作用時(shí)，則該溶液對(duì)波長(zhǎng)λ光的總吸光度等于溶液中每一成分的吸光度之和，即吸光度具有加和性?？捎孟率奖硎荆?/p>

2、吸光度的加和性

當(dāng)吸收池的厚度b恒定時(shí)，以吸光度對(duì)濃度作圖應(yīng)得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。但在實(shí)際工作中，測(cè)得的吸光度和濃度之間的線性關(guān)系常出現(xiàn)偏差，即不再遵守比爾定律。3、比爾定律的局限性當(dāng)吸收池的厚度b恒定時(shí)，以吸光度對(duì)濃度作引起偏離比爾定律的原因嚴(yán)格的說(shuō)，比爾定律只適用于稀溶液（c<0.01mol/L)；當(dāng)c>0.01mol/L時(shí)，將引起吸收組分間的平均距離減小，以至于每個(gè)粒子都可影響其相鄰粒子的電荷分布，導(dǎo)致它們的摩爾吸收系數(shù)ε發(fā)生改變，從而吸收給定波長(zhǎng)的能力發(fā)生變化。由于相互作用的程度與其濃度相關(guān)，故使吸光度和濃度間的線性關(guān)系偏離了比爾定律。（1）比爾定律本身的局限性引起偏離比爾定律的原因嚴(yán)格的說(shuō)，比爾定律只適用于稀溶液（c<（2）化學(xué)偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、溶劑化反應(yīng)，產(chǎn)生的生成物與分析物具有不同的吸收光譜，出現(xiàn)化學(xué)偏離。這些反應(yīng)的進(jìn)行，會(huì)使吸光物質(zhì)的濃度與溶液的示值濃度不成比例變化，因而測(cè)量結(jié)果將偏離比爾定律。例如：未加緩沖劑的重鉻酸鉀溶液引起偏離比爾定律的原因（2）化學(xué)偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、（3）儀器偏離是由單色光不純引起的偏離引起偏離比爾定律的原因（3）儀器偏離是由單色光不純引起的偏離引起偏離比爾定律的原因二、紫外-可見分光光度計(jì)1、儀器的基本構(gòu)造

由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器、信號(hào)處理和讀出裝置五部分構(gòu)成2、儀器類型

主要有：?jiǎn)喂馐止夤舛扔?jì)、雙光束分光光度計(jì)、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)和多通道分光光度計(jì)二、紫外-可見分光光度計(jì)1、儀器的基本構(gòu)造（1）單光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池（1）單光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池（2）雙光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池?cái)毓馄鳎?）雙光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池?cái)毓馄鳎?）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)

只與待測(cè)物有關(guān)光源單色器1檢測(cè)器試樣池單色器2斬光器（3）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)

只與待測(cè)物有關(guān)光源單色器1檢測(cè)器試樣（4）多通道分光光度計(jì)

以光極管陣列作檢測(cè)器光源透鏡試樣池光柵光二極管陣列（4）多通道分光光度計(jì)

以光極管陣列作檢測(cè)器光源透鏡試樣池光三、紫外-可見吸收光譜最大吸收峰吸收光譜又稱吸收曲線，是以入射光的波長(zhǎng)λ為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)所繪制的A-λ曲線。三、紫外-可見吸收光譜最大吸收峰吸收光譜又稱吸1、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜從化學(xué)鍵的性質(zhì)看，與紫外-可見吸收光譜有關(guān)的價(jià)電子主要有三種：σ電子，π電子，n電子（孤對(duì)電子）。

根據(jù)分子軌道理論，這三種電子的能級(jí)高低為：σ<π<n<π*<σ*1、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜從化學(xué)鍵的性質(zhì)看σ→σ*，σ→π*，π→σ*對(duì)應(yīng)的吸收光譜處于遠(yuǎn)紫外區(qū)，研究少。三種價(jià)電子可能產(chǎn)生六種形式電子躍遷：σ→σ*，σ→π*，π→σ*對(duì)應(yīng)的吸收光譜處于遠(yuǎn)紫（1）

n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)某些含有氧、氮、硫、鹵素等雜原子的基團(tuán)（如—NH2、—OH、—SH、—X等）的有機(jī)物可產(chǎn)生n→σ*躍遷。例如：CH3OH：λmax=183nm、CH3NH2：λmax=213nmn→σ*躍遷的摩爾吸光系數(shù)ε較?。?）n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫（2）

π→π*躍遷：吸收峰處于近紫外光區(qū)，在200nm左右，摩爾吸收系數(shù)εmax>

104L·mol-1·cm-1，為強(qiáng)吸收帶。例如：含有π電子的基團(tuán)：（2）π→π*躍遷：吸收峰處于近紫外光區(qū)，在200nm（3）

n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L·mol-1·cm-1

例如：含有雜原子的不飽和基團(tuán)：（3）n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L（4）

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：某些分子同時(shí)具有電子給予體和電子接受體，它們?cè)谕鈦?lái)輻射照射下會(huì)強(qiáng)烈吸收紫外光或可見光，使電子從給予體軌道向接受體軌道躍遷，這種躍遷稱為電荷轉(zhuǎn)移躍遷，其相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。電荷轉(zhuǎn)移躍遷實(shí)質(zhì)上是一個(gè)內(nèi)氧化還原過(guò)程。（4）電荷轉(zhuǎn)移躍遷：某些分子同時(shí)具有電子給予體和電子接受例如：某些取代芳烴可產(chǎn)生這種分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移躍遷的吸收帶。電荷轉(zhuǎn)移吸收帶的特點(diǎn)：譜帶較寬；吸收強(qiáng)度大，ε>

104L·mol-1·cm-1

例如：某些取代芳烴可產(chǎn)生這種分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移躍遷的吸收帶。電1、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜（1）

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：許多無(wú)機(jī)絡(luò)合物也有電荷轉(zhuǎn)移躍遷M-中心離子：電子接受體L-配體：電子給予體Mn+—Lb-M(n-1)+—L(b-1)-h1、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜（1）電荷轉(zhuǎn)移躍遷：許多不少過(guò)渡金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反應(yīng)所生成的絡(luò)合物以及吸收許多水合無(wú)機(jī)離子，均可產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷。例如：hvCl-(H2O)nCl

(H2O)n-電子接受體電子給予體hv[Fe3+SCN-]2+[Fe2+SCN]2+電子接受體電子給予體不少過(guò)渡金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反應(yīng)例如：hvCl-(H一些具有d10電子結(jié)構(gòu)的過(guò)渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如AgBr、PbI2、HgS等，也可產(chǎn)生荷移光譜。[FeSCN]2+電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜圖一些具有d10電子結(jié)構(gòu)的過(guò)渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如荷移光譜的波長(zhǎng)位置，取決于電子給予體和電子接受體相應(yīng)的電子軌道的能量差。中心離子氧化能力越強(qiáng)，

或配體的還原能力越強(qiáng)，則電荷轉(zhuǎn)移躍遷時(shí)所需的能量越小，吸收光譜波長(zhǎng)紅移。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜的摩爾吸光系數(shù)較大，

一般εmax>

104L·mol-1·cm-1

荷移光譜的波長(zhǎng)位置，取決于電子給予體和中心離子氧化能力越強(qiáng)（2）

配位場(chǎng)躍遷：元素周期表中第4、第5

周期過(guò)渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系分別含有4f和5f軌道。這些軌道的能量通常是相等的。但在絡(luò)合物中，由于配體的影響，過(guò)渡元素的d軌道，及鑭系和錒系元素的f軌道分別分裂成幾組能量不等的d軌道及f軌道。如果軌道是未充滿的，當(dāng)它們的吸收光能后，可產(chǎn)生d-d躍遷和f-f躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場(chǎng)的作用下才有可能產(chǎn)生，因此又稱配位場(chǎng)躍遷。摩爾吸光系數(shù)小，

εmax<

100L·mol-1·cm-1

，光譜一般位于可見光區(qū)（2）配位場(chǎng)躍遷：元素周期表中第4、第5周期過(guò)渡元素分3、常用術(shù)語(yǔ)（1）

生色團(tuán)生色團(tuán)是指分子中能吸收紫外或可見光的基團(tuán)，它實(shí)際上是一些具有不飽和鍵和含有孤對(duì)電子的基團(tuán)。例如：3、常用術(shù)語(yǔ)（1）生色團(tuán)生色團(tuán)是指分子中能吸收紫外或可見如化合物分子含有數(shù)個(gè)生色團(tuán)，但它們之間無(wú)共軛作用，那么吸收光譜將包含這些個(gè)別生色團(tuán)原有的吸收帶。如兩個(gè)生色團(tuán)彼此相鄰形成共軛體系，那么原來(lái)各自生色團(tuán)的吸收帶就會(huì)消失，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)新的吸收帶。如化合物分子含有數(shù)個(gè)生色團(tuán)，但它們之如兩個(gè)生色團(tuán)彼此相鄰（2）

助色團(tuán)助色團(tuán)是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)相連時(shí)，能使生色團(tuán)的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，并使其吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的基團(tuán)。例如：—NH2

、—OH、—OR、—SH、—SR、—Cl、—Br等（2）助色團(tuán)助色團(tuán)是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)例如：（3）

紅移和藍(lán)移在有機(jī)化合物中，常常因取代基的變更或溶劑的改變，使其吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移（3）紅移和藍(lán)移在有機(jī)化合物中，常常因取代基的變更或溶劑（4）

增色效應(yīng)和減色效應(yīng)最大吸收帶的εmax增加，稱為增色效應(yīng)最大吸收帶的εmax減小，稱為減色效應(yīng)（5）

強(qiáng)帶和弱帶（4）增色效應(yīng)和減色效應(yīng)最大吸收帶的εmax增加，稱為增色（6）R帶含雜原子的生色團(tuán)的n→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶。例如：特點(diǎn)：強(qiáng)度弱，一般ε

<

100L·mol-1·cm-1；吸收峰通常位于200~400nm之間。（6）R帶含雜原子的生色團(tuán)的n→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點(diǎn)：強(qiáng)度大，一般ε

＞104L·mol-1·cm-1；吸收峰一般處于217~280nm范圍內(nèi)；K帶的波長(zhǎng)及強(qiáng)度與共軛體系的數(shù)目、位置、取代基的種類有關(guān)。

共軛體系加長(zhǎng)，λ增加，強(qiáng)度增加。（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點(diǎn)：（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收帶。例如：苯的B帶：摩爾吸光系數(shù)：200L·mol-1·cm-1

吸收峰的位置：230~270nm之間（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精（9）E帶芳香族化合物的π→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶，也是芳香族的特征吸收峰。苯的紫外吸收光譜（9）E帶芳香族化合物的π→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶，苯4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價(jià)電子的能級(jí)躍遷；分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；外部環(huán)境。4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價(jià)電子的能級(jí)躍遷；（1）

共軛效應(yīng)共軛不飽和鍵越多紅移越明顯吸收強(qiáng)度增強(qiáng)共軛效應(yīng)使共軛體系形成大π鍵，結(jié)果使各能級(jí)間的能量差減小，從而躍遷所需能量減小，使吸收波長(zhǎng)產(chǎn)生紅移。（1）共軛效應(yīng)共軛不飽和鍵越多共軛效應(yīng)使共軛體系形成大π（2）

溶劑效應(yīng)溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響溶劑極性增加溶劑與溶質(zhì)之相互作用增強(qiáng)溶質(zhì)分子的振動(dòng)受到限制振動(dòng)引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)消失/nmHCN

NN

NCH對(duì)稱四嗪水中環(huán)己烷中蒸汽中500 555對(duì)稱四嗪的吸收光譜（2）溶劑效應(yīng)溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響溶劑極性增加溶劑極性對(duì)π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時(shí)，由π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移。溶劑極性對(duì)π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時(shí)，由π→溶劑極性對(duì)n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大，由n→π*躍遷產(chǎn)生的吸收譜帶發(fā)生藍(lán)移。

max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)π→π*230238237243n→π*329315309305躍遷類型溶劑極性對(duì)異丙叉丙酮的π→π*和n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性對(duì)n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大，由n→π溶劑的選擇盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；能很好的溶解被測(cè)物，且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；溶劑在試樣的吸收光譜區(qū)無(wú)明顯吸收。溶劑的選擇盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；圖吸收光譜曲線課件（3）pH的影響如果化合物在不同的pH下存在的型體不同，則其吸收峰的位置會(huì)隨pH的改變而改變。苯胺：苯酚：（3）pH的影響如果化合物在不同的pH下存四、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用定性分析結(jié)構(gòu)分析定量分析物理化學(xué)常數(shù)的測(cè)定分子量絡(luò)合比，穩(wěn)定常數(shù)酸堿解離常數(shù)四、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用定性分析分子量1、定性分析無(wú)機(jī)元素：應(yīng)用較少原子發(fā)射光譜X射線熒光光譜ICP-MS經(jīng)典的化學(xué)分析方法有機(jī)化合物：應(yīng)用有一定的局限性簡(jiǎn)單，特征性不強(qiáng)大多數(shù)簡(jiǎn)單官能團(tuán)只有微弱吸收或無(wú)吸收主要適用于不飽和有機(jī)物，特別是共軛體系的鑒定1、定性分析無(wú)機(jī)元素：應(yīng)用較少（1）

比較法（2）

最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲線形狀吸收峰數(shù)目最大吸收波長(zhǎng)相應(yīng)摩爾吸光系數(shù)用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)（1）比較法（2）最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲2、結(jié)構(gòu)分析順反異構(gòu)體的判別互變異構(gòu)體的判別構(gòu)象的判別可以確定一些化合物的構(gòu)型和構(gòu)象2、結(jié)構(gòu)分析順反異構(gòu)體的判別可以確定一些化合物的構(gòu)型和構(gòu)象3、定量分析（1）

單組分定量方法吸收曲線工作曲線3、定量分析（1）單組分定量方法吸收曲線工作曲線（2）

多組分定量方法x、y吸收光譜不重疊x、y吸收光譜單向重疊x、y吸收光譜雙向重疊（2）多組分定量方法x、y吸收光譜不重疊雙組分混合物中某一組分的測(cè)定，可選擇兩個(gè)適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)，在這兩個(gè)波長(zhǎng)處干擾組分具有相等的吸光度，因而可達(dá)到消除干擾的效果。

若,則（3）

雙波長(zhǎng)分光光度法雙組分混合物中某一組分的測(cè)定，可選擇兩基本條件：（1）干擾組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)應(yīng)具有相同的吸光度（2）待測(cè)組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)的吸收差值應(yīng)足夠大，

ΔA足夠大基本條件：例1：2,4,6-三氯苯酚存在下苯酚的測(cè)定1＝270nm

2＝286or325nm例1：2,4,6-三氯苯酚存在下苯酚的測(cè)定52例2：間苯二甲酸存在下對(duì)苯二甲酸的測(cè)定

1＝262.5nm

2＝277.0nm應(yīng)用等吸收法時(shí)，其前提是干擾成分A1

＝A

2，然而對(duì)某些試樣的定量測(cè)定，由于干擾組分的吸收曲線只呈陡坡而沒有吸收峰，因而在波長(zhǎng)選擇上受到限制，如P35頁(yè)圖。例2：間苯二甲酸存在下對(duì)苯二甲酸的測(cè)定應(yīng)用等吸收法時(shí)，其前提雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)的改進(jìn)

差示信號(hào)：

ΔS＝K1Aλ1－K2Aλ2Aλ1＝aλ1＋bλ2Aλ2＝aλ2＋bλ2

ΔS＝K1(aλ1＋bλ2)－K2(aλ2＋bλ2)

＝(K1aλ1－K2aλ2)+(K1bλ1－K2bλ2)

若測(cè)定混合物中的A，消除B的干擾，

調(diào)節(jié)儀器的信號(hào)放大器，使

K1bλ1－K2bλ2＝0ΔS

＝K1aλ1－K2aλ2雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)的改進(jìn)（3）三波長(zhǎng)光度分析法基本概念（3）三波長(zhǎng)光度分析法基本概念55凈A2和分析成份濃度的關(guān)系∵⊿R3P∽⊿MNP∴又∵⊿P13∽⊿N33

∴凈A2和分析成份濃度的關(guān)系∵⊿R3P∽⊿MNP56三波長(zhǎng)光度法分析的應(yīng)用例：Sc－氨基酸偶氮膦

La－氨基酸偶氮膦測(cè)La。三波長(zhǎng)光度法分析的應(yīng)用例：Sc－氨基酸偶氮膦(4)導(dǎo)數(shù)吸收光譜分析

（DerivativeSpectroscopy)導(dǎo)數(shù)吸收光譜理論在雙波長(zhǎng)光度計(jì)上，如使用的兩波長(zhǎng)1和2很接近，進(jìn)行同時(shí)掃描，并保持兩波長(zhǎng)差Δ不變，便可獲得一階導(dǎo)數(shù)光譜。ΔA＝A1－A2

導(dǎo)數(shù)光譜即吸光度隨波長(zhǎng)變化率對(duì)波長(zhǎng)的曲線。對(duì)n階導(dǎo)數(shù)而言導(dǎo)數(shù)光譜(4)導(dǎo)數(shù)吸收光譜分析

（DerivativeSpe導(dǎo)數(shù)吸收光譜分析的優(yōu)點(diǎn):（1）導(dǎo)數(shù)光譜較原吸收光譜譜帶變窄，故其減少了與干擾譜帶交疊的可能性，減小干擾。（2）吸收光譜分析的背景光都為斜線，斜線一階導(dǎo)數(shù)為常數(shù)的，二階導(dǎo)數(shù)為0，故可消除背景干擾。導(dǎo)數(shù)吸收光譜分析的優(yōu)點(diǎn):當(dāng)I0為常數(shù)當(dāng)I0為常數(shù)60

吸收曲線峰值處吸收曲線峰值處61當(dāng)時(shí)以此類推對(duì)上式再求導(dǎo)，得：當(dāng)時(shí)以此類推對(duì)上式再求導(dǎo)，得：62導(dǎo)數(shù)信號(hào)與被測(cè)物濃度c的關(guān)系I0為常數(shù)導(dǎo)數(shù)信號(hào)與被測(cè)物濃度c的關(guān)系I0為常數(shù)二階導(dǎo)數(shù)方程式的推導(dǎo)：二階導(dǎo)數(shù)方程式的推導(dǎo)：64當(dāng)時(shí)，上式為：三階導(dǎo)數(shù)方程式的推導(dǎo)：由：得：當(dāng)時(shí)，上式為：三階導(dǎo)數(shù)方程式的推導(dǎo)：65光強(qiáng)對(duì)波長(zhǎng)的二階和三階導(dǎo)數(shù)與濃度成線性關(guān)系。推廣到n階：當(dāng)時(shí)光強(qiáng)對(duì)波長(zhǎng)的二階和三階導(dǎo)數(shù)與濃度成線性關(guān)系。當(dāng)66導(dǎo)數(shù)光譜的獲得

1、電子學(xué)方法（1）電子微分法用RC微分電路將儀器的輸出信號(hào)(I)對(duì)時(shí)間(t)微分得到(dI/dt)令波長(zhǎng)掃描速度d/dt為常數(shù)k導(dǎo)數(shù)光譜的獲得1、電子學(xué)方法令波長(zhǎng)掃描速度d67（2）數(shù)值微分法將譜線數(shù)據(jù)以數(shù)值形式表達(dá)并用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的平滑、平均和微分等數(shù)值處理，然后輸出導(dǎo)數(shù)信號(hào)。（2）數(shù)值微分法682、光學(xué)方法（1）雙波長(zhǎng)分光光度法在波長(zhǎng)間隔足夠少在掃描時(shí)保持Δ為k2、光學(xué)方法在掃描時(shí)保持Δ為k69（2）波長(zhǎng)調(diào)制是目前最廣泛應(yīng)用于獲得導(dǎo)數(shù)光譜的技術(shù)，最常見的是正弦調(diào)制。在吸收光譜中，透過(guò)光強(qiáng)度是波長(zhǎng)的函數(shù)，若在給定波長(zhǎng)0處用泰勒收斂展開，則有：當(dāng)表示為時(shí)間函數(shù)，即以（2）波長(zhǎng)調(diào)制當(dāng)表示為時(shí)間函數(shù)，即以70式中d為振幅，ω為調(diào)制頻率，寫成正弦和余弦的倍角形式得：即式中d為振幅，ω為調(diào)制頻率，寫成正弦和余弦的倍角形式得71在sin(ωt)的振幅中包含I(0)的n階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)（n為奇數(shù)），當(dāng)d值很小時(shí)，In(0)以外，d的其它高次方項(xiàng)可以忽略。此時(shí)sin(ωt)的振幅與I(1)(0)成正比。同樣，cos(2ωt)的振幅與I(2)(0)成正比……依次類推。同時(shí)只需將透過(guò)光中所含的sin(ωt)，cos(2ωt)……等的信頻成份進(jìn)行檢波，即可得到相應(yīng)的一階，二階……等導(dǎo)數(shù)信號(hào)。調(diào)制方法使波長(zhǎng)呈周期性變化，使波長(zhǎng)振蕩在sin(ωt)的振幅中包含I(0)的n階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)（n為奇數(shù)導(dǎo)數(shù)曲線的波型特征1、奇階導(dǎo)數(shù)2、偶階導(dǎo)數(shù)3、導(dǎo)數(shù)階數(shù)的增加，譜帶越加變銳，帶寬變窄4、譜帶的極值隨導(dǎo)數(shù)的階數(shù)增加而增大導(dǎo)數(shù)曲線的波型特征1、奇階導(dǎo)數(shù)圖

吸收光譜曲線（a）及其1階至4階導(dǎo)數(shù)曲線（b－e）

圖吸收光譜曲線（a）及其1階至4階導(dǎo)數(shù)曲線（b－e）四、導(dǎo)數(shù)的光譜求值方法1、峰谷法2、基線法（或正切法）

3、峰零法四、導(dǎo)數(shù)的光譜求值方法1、峰谷法圖

導(dǎo)數(shù)光譜的圖解測(cè)定法

圖導(dǎo)數(shù)光譜的圖解測(cè)定法導(dǎo)數(shù)光譜的分析應(yīng)用1、白蛋白的分析2、工業(yè)廢水中苯胺和苯酚的同時(shí)測(cè)定導(dǎo)數(shù)光譜的分析應(yīng)用1、白蛋白的分析紫外-可見分子吸收光譜法UltravioletandVisibleAbsorptionSpectrometryUltravioletandVisibleSpectrophotometryUV-VIS紫外-可見分子吸收光譜法UltravioletandV概述通過(guò)測(cè)定分子對(duì)紫外-可見光的吸收對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。λ

：190~750nm概述通過(guò)測(cè)定分子對(duì)紫外-可見光的吸收對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析一、光吸收定律1、朗伯-比爾定律

或一、光吸收定律1、朗伯-比爾定律或2、吸光度的加和性

當(dāng)溶液中含有多種對(duì)光產(chǎn)生吸收的物質(zhì)，且各組分之間不存在相互作用時(shí)，則該溶液對(duì)波長(zhǎng)λ光的總吸光度等于溶液中每一成分的吸光度之和，即吸光度具有加和性?？捎孟率奖硎荆?/p>

2、吸光度的加和性

當(dāng)吸收池的厚度b恒定時(shí)，以吸光度對(duì)濃度作圖應(yīng)得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。但在實(shí)際工作中，測(cè)得的吸光度和濃度之間的線性關(guān)系常出現(xiàn)偏差，即不再遵守比爾定律。3、比爾定律的局限性當(dāng)吸收池的厚度b恒定時(shí)，以吸光度對(duì)濃度作引起偏離比爾定律的原因嚴(yán)格的說(shuō)，比爾定律只適用于稀溶液（c<0.01mol/L)；當(dāng)c>0.01mol/L時(shí)，將引起吸收組分間的平均距離減小，以至于每個(gè)粒子都可影響其相鄰粒子的電荷分布，導(dǎo)致它們的摩爾吸收系數(shù)ε發(fā)生改變，從而吸收給定波長(zhǎng)的能力發(fā)生變化。由于相互作用的程度與其濃度相關(guān)，故使吸光度和濃度間的線性關(guān)系偏離了比爾定律。（1）比爾定律本身的局限性引起偏離比爾定律的原因嚴(yán)格的說(shuō)，比爾定律只適用于稀溶液（c<（2）化學(xué)偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、溶劑化反應(yīng)，產(chǎn)生的生成物與分析物具有不同的吸收光譜，出現(xiàn)化學(xué)偏離。這些反應(yīng)的進(jìn)行，會(huì)使吸光物質(zhì)的濃度與溶液的示值濃度不成比例變化，因而測(cè)量結(jié)果將偏離比爾定律。例如：未加緩沖劑的重鉻酸鉀溶液引起偏離比爾定律的原因（2）化學(xué)偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、（3）儀器偏離是由單色光不純引起的偏離引起偏離比爾定律的原因（3）儀器偏離是由單色光不純引起的偏離引起偏離比爾定律的原因二、紫外-可見分光光度計(jì)1、儀器的基本構(gòu)造

由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器、信號(hào)處理和讀出裝置五部分構(gòu)成2、儀器類型

主要有：?jiǎn)喂馐止夤舛扔?jì)、雙光束分光光度計(jì)、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)和多通道分光光度計(jì)二、紫外-可見分光光度計(jì)1、儀器的基本構(gòu)造（1）單光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池（1）單光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池（2）雙光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池?cái)毓馄鳎?）雙光束分光光度計(jì)

光源單色器參比池檢測(cè)器試樣池?cái)毓馄鳎?）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)

只與待測(cè)物有關(guān)光源單色器1檢測(cè)器試樣池單色器2斬光器（3）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)

只與待測(cè)物有關(guān)光源單色器1檢測(cè)器試樣（4）多通道分光光度計(jì)

以光極管陣列作檢測(cè)器光源透鏡試樣池光柵光二極管陣列（4）多通道分光光度計(jì)

以光極管陣列作檢測(cè)器光源透鏡試樣池光三、紫外-可見吸收光譜最大吸收峰吸收光譜又稱吸收曲線，是以入射光的波長(zhǎng)λ為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)所繪制的A-λ曲線。三、紫外-可見吸收光譜最大吸收峰吸收光譜又稱吸1、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜從化學(xué)鍵的性質(zhì)看，與紫外-可見吸收光譜有關(guān)的價(jià)電子主要有三種：σ電子，π電子，n電子（孤對(duì)電子）。

根據(jù)分子軌道理論，這三種電子的能級(jí)高低為：σ<π<n<π*<σ*1、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜從化學(xué)鍵的性質(zhì)看σ→σ*，σ→π*，π→σ*對(duì)應(yīng)的吸收光譜處于遠(yuǎn)紫外區(qū)，研究少。三種價(jià)電子可能產(chǎn)生六種形式電子躍遷：σ→σ*，σ→π*，π→σ*對(duì)應(yīng)的吸收光譜處于遠(yuǎn)紫（1）

n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)某些含有氧、氮、硫、鹵素等雜原子的基團(tuán)（如—NH2、—OH、—SH、—X等）的有機(jī)物可產(chǎn)生n→σ*躍遷。例如：CH3OH：λmax=183nm、CH3NH2：λmax=213nmn→σ*躍遷的摩爾吸光系數(shù)ε較?。?）n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫（2）

π→π*躍遷：吸收峰處于近紫外光區(qū)，在200nm左右，摩爾吸收系數(shù)εmax>

104L·mol-1·cm-1，為強(qiáng)吸收帶。例如：含有π電子的基團(tuán)：（2）π→π*躍遷：吸收峰處于近紫外光區(qū)，在200nm（3）

n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L·mol-1·cm-1

例如：含有雜原子的不飽和基團(tuán)：（3）n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L（4）

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：某些分子同時(shí)具有電子給予體和電子接受體，它們?cè)谕鈦?lái)輻射照射下會(huì)強(qiáng)烈吸收紫外光或可見光，使電子從給予體軌道向接受體軌道躍遷，這種躍遷稱為電荷轉(zhuǎn)移躍遷，其相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。電荷轉(zhuǎn)移躍遷實(shí)質(zhì)上是一個(gè)內(nèi)氧化還原過(guò)程。（4）電荷轉(zhuǎn)移躍遷：某些分子同時(shí)具有電子給予體和電子接受例如：某些取代芳烴可產(chǎn)生這種分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移躍遷的吸收帶。電荷轉(zhuǎn)移吸收帶的特點(diǎn)：譜帶較寬；吸收強(qiáng)度大，ε>

104L·mol-1·cm-1

例如：某些取代芳烴可產(chǎn)生這種分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移躍遷的吸收帶。電1、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜（1）

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：許多無(wú)機(jī)絡(luò)合物也有電荷轉(zhuǎn)移躍遷M-中心離子：電子接受體L-配體：電子給予體Mn+—Lb-M(n-1)+—L(b-1)-h1、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜（1）電荷轉(zhuǎn)移躍遷：許多不少過(guò)渡金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反應(yīng)所生成的絡(luò)合物以及吸收許多水合無(wú)機(jī)離子，均可產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷。例如：hvCl-(H2O)nCl

(H2O)n-電子接受體電子給予體hv[Fe3+SCN-]2+[Fe2+SCN]2+電子接受體電子給予體不少過(guò)渡金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反應(yīng)例如：hvCl-(H一些具有d10電子結(jié)構(gòu)的過(guò)渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如AgBr、PbI2、HgS等，也可產(chǎn)生荷移光譜。[FeSCN]2+電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜圖一些具有d10電子結(jié)構(gòu)的過(guò)渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如荷移光譜的波長(zhǎng)位置，取決于電子給予體和電子接受體相應(yīng)的電子軌道的能量差。中心離子氧化能力越強(qiáng)，

或配體的還原能力越強(qiáng)，則電荷轉(zhuǎn)移躍遷時(shí)所需的能量越小，吸收光譜波長(zhǎng)紅移。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜的摩爾吸光系數(shù)較大，

一般εmax>

104L·mol-1·cm-1

荷移光譜的波長(zhǎng)位置，取決于電子給予體和中心離子氧化能力越強(qiáng)（2）

配位場(chǎng)躍遷：元素周期表中第4、第5

周期過(guò)渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系分別含有4f和5f軌道。這些軌道的能量通常是相等的。但在絡(luò)合物中，由于配體的影響，過(guò)渡元素的d軌道，及鑭系和錒系元素的f軌道分別分裂成幾組能量不等的d軌道及f軌道。如果軌道是未充滿的，當(dāng)它們的吸收光能后，可產(chǎn)生d-d躍遷和f-f躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場(chǎng)的作用下才有可能產(chǎn)生，因此又稱配位場(chǎng)躍遷。摩爾吸光系數(shù)小，

εmax<

100L·mol-1·cm-1

，光譜一般位于可見光區(qū)（2）配位場(chǎng)躍遷：元素周期表中第4、第5周期過(guò)渡元素分3、常用術(shù)語(yǔ)（1）

生色團(tuán)生色團(tuán)是指分子中能吸收紫外或可見光的基團(tuán)，它實(shí)際上是一些具有不飽和鍵和含有孤對(duì)電子的基團(tuán)。例如：3、常用術(shù)語(yǔ)（1）生色團(tuán)生色團(tuán)是指分子中能吸收紫外或可見如化合物分子含有數(shù)個(gè)生色團(tuán)，但它們之間無(wú)共軛作用，那么吸收光譜將包含這些個(gè)別生色團(tuán)原有的吸收帶。如兩個(gè)生色團(tuán)彼此相鄰形成共軛體系，那么原來(lái)各自生色團(tuán)的吸收帶就會(huì)消失，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)新的吸收帶。如化合物分子含有數(shù)個(gè)生色團(tuán)，但它們之如兩個(gè)生色團(tuán)彼此相鄰（2）

助色團(tuán)助色團(tuán)是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)相連時(shí)，能使生色團(tuán)的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，并使其吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的基團(tuán)。例如：—NH2

、—OH、—OR、—SH、—SR、—Cl、—Br等（2）助色團(tuán)助色團(tuán)是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)例如：（3）

紅移和藍(lán)移在有機(jī)化合物中，常常因取代基的變更或溶劑的改變，使其吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移（3）紅移和藍(lán)移在有機(jī)化合物中，常常因取代基的變更或溶劑（4）

增色效應(yīng)和減色效應(yīng)最大吸收帶的εmax增加，稱為增色效應(yīng)最大吸收帶的εmax減小，稱為減色效應(yīng)（5）

強(qiáng)帶和弱帶（4）增色效應(yīng)和減色效應(yīng)最大吸收帶的εmax增加，稱為增色（6）R帶含雜原子的生色團(tuán)的n→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶。例如：特點(diǎn)：強(qiáng)度弱，一般ε

<

100L·mol-1·cm-1；吸收峰通常位于200~400nm之間。（6）R帶含雜原子的生色團(tuán)的n→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點(diǎn)：強(qiáng)度大，一般ε

＞104L·mol-1·cm-1；吸收峰一般處于217~280nm范圍內(nèi)；K帶的波長(zhǎng)及強(qiáng)度與共軛體系的數(shù)目、位置、取代基的種類有關(guān)。

共軛體系加長(zhǎng)，λ增加，強(qiáng)度增加。（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點(diǎn)：（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收帶。例如：苯的B帶：摩爾吸光系數(shù)：200L·mol-1·cm-1

吸收峰的位置：230~270nm之間（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精（9）E帶芳香族化合物的π→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶，也是芳香族的特征吸收峰。苯的紫外吸收光譜（9）E帶芳香族化合物的π→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶，苯4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價(jià)電子的能級(jí)躍遷；分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；外部環(huán)境。4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價(jià)電子的能級(jí)躍遷；（1）

共軛效應(yīng)共軛不飽和鍵越多紅移越明顯吸收強(qiáng)度增強(qiáng)共軛效應(yīng)使共軛體系形成大π鍵，結(jié)果使各能級(jí)間的能量差減小，從而躍遷所需能量減小，使吸收波長(zhǎng)產(chǎn)生紅移。（1）共軛效應(yīng)共軛不飽和鍵越多共軛效應(yīng)使共軛體系形成大π（2）

溶劑效應(yīng)溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響溶劑極性增加溶劑與溶質(zhì)之相互作用增強(qiáng)溶質(zhì)分子的振動(dòng)受到限制振動(dòng)引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)消失/nmHCN

NN

NCH對(duì)稱四嗪水中環(huán)己烷中蒸汽中500 555對(duì)稱四嗪的吸收光譜（2）溶劑效應(yīng)溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響溶劑極性增加溶劑極性對(duì)π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時(shí)，由π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移。溶劑極性對(duì)π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時(shí)，由π→溶劑極性對(duì)n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大，由n→π*躍遷產(chǎn)生的吸收譜帶發(fā)生藍(lán)移。

max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)π→π*230238237243n→π*329315309305躍遷類型溶劑極性對(duì)異丙叉丙酮的π→π*和n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性對(duì)n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大，由n→π溶劑的選擇盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；能很好的溶解被測(cè)物，且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；溶劑在試樣的吸收光譜區(qū)無(wú)明顯吸收。溶劑的選擇盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；圖吸收光譜曲線課件（3）pH的影響如果化合物在不同的pH下存在的型體不同，則其吸收峰的位置會(huì)隨pH的改變而改變。苯胺：苯酚：（3）pH的影響如果化合物在不同的pH下存四、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用定性分析結(jié)構(gòu)分析定量分析物理化學(xué)常數(shù)的測(cè)定分子量絡(luò)合比，穩(wěn)定常數(shù)酸堿解離常數(shù)四、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用定性分析分子量1、定性分析無(wú)機(jī)元素：應(yīng)用較少原子發(fā)射光譜X射線熒光光譜ICP-MS經(jīng)典的化學(xué)分析方法有機(jī)化合物：應(yīng)用有一定的局限性簡(jiǎn)單，特征性不強(qiáng)大多數(shù)簡(jiǎn)單官能團(tuán)只有微弱吸收或無(wú)吸收主要適用于不飽和有機(jī)物，特別是共軛體系的鑒定1、定性分析無(wú)機(jī)元素：應(yīng)用較少（1）

比較法（2）

最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲線形狀吸收峰數(shù)目最大吸收波長(zhǎng)相應(yīng)摩爾吸光系數(shù)用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)（1）比較法（2）最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲2、結(jié)構(gòu)分析順反異構(gòu)體的判別互變異構(gòu)體的判別構(gòu)象的判別可以確定一些化合物的構(gòu)型和構(gòu)象2、結(jié)構(gòu)分析順反異構(gòu)體的判別可以確定一些化合物的構(gòu)型和構(gòu)象3、定量分析（1）

單組分定量方法吸收曲線工作曲線3、定量分析（1）單組分定量方法吸收曲線工作曲線（2）

多組分定量方法x、y吸收光譜不重疊x、y吸收光譜單向重疊x、y吸收光譜雙向重疊（2）多組分定量方法x、y吸收光譜不重疊雙組分混合物中某一組分的測(cè)定，可選擇兩個(gè)適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)，在這兩個(gè)波長(zhǎng)處干擾組分具有相等的吸光度，因而可達(dá)到消除干擾的效果。

若,則（3）

雙波長(zhǎng)分光光度法雙組分混合物中某一組分的測(cè)定，可選擇兩基本條件：（1）干擾組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)應(yīng)具有相同的吸光度（2）待測(cè)組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)的吸收差值應(yīng)足夠大，

ΔA足夠大基本條件：例1：2,4,6-三氯苯酚存在下苯酚的測(cè)定1＝270nm

2＝286or325nm例1：2,4,6-三氯苯酚存在下苯酚的測(cè)定129例2：間苯二甲酸存在下對(duì)苯二甲酸的測(cè)定

1＝262.5nm

2＝277.0nm應(yīng)用等吸收法時(shí)，其前提是干擾成分A1

＝A

2，然而對(duì)某些試樣的定量測(cè)定，由于干擾組分的吸收曲線只呈陡坡而沒有吸收峰，因而在波長(zhǎng)選擇上受到限制，如P35頁(yè)圖。例2：間苯二甲酸存在下對(duì)苯二甲酸的測(cè)定應(yīng)用等吸收法時(shí)，其前提雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)的改進(jìn)

差示信號(hào)：

ΔS＝K1Aλ1－K2Aλ2Aλ1＝aλ1＋bλ2Aλ2＝aλ2＋bλ2

ΔS＝K1(aλ1＋bλ2)－K2(aλ2＋bλ2)

＝(K1aλ1－K2aλ2)+(K1bλ1－K2bλ2)

若測(cè)定混合物中的A，消除B的干擾，

調(diào)節(jié)儀器的信號(hào)放大器，使

K1bλ1－K2bλ2＝0ΔS

＝K1aλ1－K2aλ2雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)的改進(jìn)（3）三波長(zhǎng)光度分析法基本概念（3）三波長(zhǎng)光度分析法基本概念132凈A2和分析成份濃度的關(guān)系∵⊿R3P∽⊿MNP∴又∵⊿P13∽⊿N33

∴凈A2和分析成份濃度的關(guān)系∵⊿R3P∽⊿MNP133三波長(zhǎng)光度法分析的應(yīng)用例：Sc－氨基酸偶氮膦

La－氨基酸偶氮膦測(cè)La。三波長(zhǎng)光度法分析的應(yīng)用