儀器分析第2章紫外吸收光譜法課件

儀器分析第二章

紫外-可見吸收光譜法§2.1紫外-可見吸收光譜法基礎§2.2紫外-可見分光光度計§2.3吸收帶類型與溶劑效應§2.4紫外-可見吸收光譜的應用UV-VISspectrophotometry2022/11/19儀器分析第二章

紫外-可見吸收光譜法§2.1紫外1第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry2.1.1紫外-可見吸收光譜基礎2.1.3紫外-可見吸收光譜法基本原理2.1.3光吸收定律第一節(jié)

紫外-可見吸收光譜法基礎

BaseofUV-VISspectrometry2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr2第一節(jié)紫外-可見吸收光譜法基礎基于物質光學性質(電磁輻射或物質與輻射作用)而建立起來的分析方法稱之。吸收光譜分析、發(fā)射光譜分析光學分析法：在光(或能量)作用下，通過測定物質產生(發(fā)射、吸收或散射)光的波長和強度來進行定性、定量分析的方法。內部能級變化.光譜分析法或光譜法非光譜分析法改變電磁波的傳播方向、速度等物理性質進行分析的方法。內部能級不變化,僅電磁輻射性質改變分子光譜分析、原子光譜分析按作用物分:按能級躍遷方向：按波長不同分：紅外、可見光、紫外光譜法等2022/11/19第一節(jié)紫外-可見吸收光譜法基礎基于物質光學性質(電磁輻射或32.1.1概述（基本概念）（一）電磁輻射和電磁波譜1．電磁輻射（電磁波，光是其中一種）：以巨大速度通過空間、不需要任何物質作為傳播媒介的一種粒子流（能量）。2．電磁輻射的性質：具有波、粒二向性波動性：光的反射、折射、偏振、干涉衍射現(xiàn)象。微粒性：光的吸收、放射、光電效應等現(xiàn)象。光子能量:E∝1/λ，λ↓E↑σ是波數(shù)，C=2.9979×108m/s2022/11/192.1.1概述（基本概念）（一）電磁輻射和電磁波譜1．電磁輻4紫外--可見光在電磁波譜中的位置電磁輻射本質是一樣的，區(qū)別在于頻率不一樣。

按波長不同排列起來就形成電磁波譜。

高能輻射區(qū)γ射線能量最高，來源于核能級躍遷

χ射線來自內層電子能級的躍遷光學光譜區(qū)紫外光來自原子和分子外層電子能級的躍遷可見光紅外光來自分子振動和轉動能級的躍遷波譜區(qū)微波來自分子轉動能級及電子自旋能級躍遷無線電波來自原子核自旋能級的躍遷(10-3~10nm)(10nm~10μm)(0.1cm~1000m)電磁波譜：γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線電波10-20.1nm10nm102nm103nm0.1cm100cm1cm103m|||||||波長

短長2022/11/19紫外--可見光在電磁波譜中的位置電磁輻射本質是一樣的，區(qū)5（二）原子光譜與分子光譜1、原子光譜：氣態(tài)原子或離子外層電子在不同能級間躍遷而產生的光譜。包括：原子吸收、原子放射、原子熒光光譜等。原子吸收輻射能條件：原子光譜為一條條彼此分立的線狀光譜。2、分子光譜：在輻射能作用下，分子內能級間的躍起遷產生的光譜。包括：分子吸收、分子熒光光譜等。分子光譜產生的機制與原子光譜相同，但復雜得多，包括：電子運動、原子間振動、分子轉動三種不同運動。2022/11/19（二）原子光譜與分子光譜1、原子光譜：6分子吸收外來輻射能后，其能量改變（ΔE）為：ΔE=ΔEe+ΔEv+ΔEr對多數(shù)分子而言，ΔEe（電子）約為1-20ev，紫外可見ΔEv（振動）約為0.05-1ev，近紅外、中紅外區(qū)ΔEr（轉動）小于0.05ev，遠紅外、微波區(qū)ΔEe>ΔEv>ΔEr因無法獲得純粹的振動光譜和電子光譜，故分子光譜為帶狀光譜。分子光譜2022/11/19分子吸收外來輻射能后，其能量改變（ΔE）為：分子光譜20227（三）吸收光譜與發(fā)射光譜1、吸收光譜：物質由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)時，對輻射能選擇性吸收而得到的原子或分子光譜。(1)紫外分光光度法(UV):λ∈(200~400nm),用于有機物定性、定量、結構分析。(2)可見分光光度法(Vis):λ∈(400~760nm),用于有色物質定量分析。(3)紅外分光光度法(IR):λ∈(2.5~50μm),用于有機物結構分析。(4)核磁共振譜(NMR)：原子核吸收無線電波，發(fā)生核自旋級躍

遷，產生光譜。用于分子結構分析。2022/11/19（三）吸收光譜與發(fā)射光譜1、吸收光譜：物質由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)8原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級躍遷分子吸收/發(fā)射光譜法：分子外層電子能級躍遷物質由激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)而產生的原子或分子光譜。包括：原子發(fā)射光譜、原子或分子熒光光譜、分子磷光光譜等。2、發(fā)射光譜：2022/11/19原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級躍遷物質由激發(fā)態(tài)躍遷至92.1.2物質對光的選擇性吸收●物質的顏色由物質與光的相互作用方式?jīng)Q定。●人眼能感覺到的光稱可見光，波長范圍是：400~760nm。表13-2●讓白光通過棱鏡，能色散出紅、橙、黃、綠、藍、紫等各色光。●單色光：單一波長的光●復合光：由不同波長的光組合而成的光，如白光。●光的互補：若兩種不同顏色的單色光按一定比例混合得到白光，

稱這兩種單色光為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。2022/11/192.1.2物質對光的選擇性吸收●物質的顏色由物質與光的相互10物質的顏色：是由于物質對不同波長的光具有選擇性吸收而產生。

即物質的顏色是它所吸收光的互補色。無色溶液：透過所有顏色的光有色溶液：透過光的顏色黑色：吸收所有顏色的光白色：反射所有顏色的光物質的本色2022/11/19物質的顏色：是由于物質對不同波長的光具有選擇性吸收而產生。11完全吸收完全透過吸收黃光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復合光藍光無色黑色物質的顏色與光的關系2022/11/19完全吸收完全透過吸收黃光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復合光藍光無色黑12基于物質吸收紫外或可見光引起分子中價電子躍遷、產生分子吸收光譜與物質組分之間的關系建立起來的分析方法，稱為紫外可見分光光度法（UV-vis）。2.1.3紫外-可見分光光度法特點（1）靈敏度高，可測到10-7g/ml。（2）準確度好，相對誤差為1%-5%，滿足微量組分測定要求。（3）選擇性好，多種組分共存，無需分離直接測定某物質。（4）操作簡便、快速、選擇性好、儀器設備簡單、便宜。（5）應用廣泛，無機、有機物均可測定。2022/11/19基于物質吸收紫外或可見光引起分子中價電子躍遷、產生分子13第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry第二節(jié)

紫外-可見分光光度法的基本原理

2.2.1透光率（透光度）和吸收度2.2.2光的吸收定律2.2.3吸光系數(shù)2.2.4吸收光譜（吸收曲線）2.2.5偏離光的吸收定律原因2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr14第二節(jié)紫外-可見分光光度法的基本原理2.2.1透光率（透光度）和吸收度①透光率T定義：T取值為0.0%~100.0%T=0.0%：光全吸收T=100.0%：光全透過②吸光度（吸收度）AT=ItI0×100%顯然，T↑，溶液吸收度↓；T↓，溶液吸收度↑。即透光率T反映溶液對光吸收程度，通常用1/T反映吸光度。定義：A=lg1T=-lgT=lgI0ItA=-lgT,T=10-AtI0=It+Ia+Ir吸收光反射光透過光Ia③T與A關系：IrA∝1/T，T=0，A=∞，T=100%，A=02022/11/19第二節(jié)紫外-可見分光光度法的基本原理2.2.1透光率（152.2.2光的吸收定律朗伯(Lambert)和比爾(Beer)分別于1760年和1852年研究吸光度Ａ與溶液厚度Ｌ和其濃度Ｃ的定量關系：朗伯定律：A=k1×L比爾定律：A=k1×CA=kCL一束平行單色光通過一均勻、非散射的吸光物質溶液時，在入射光的波長、強度以及溶液溫度等保持不變時，該溶液的吸光度A與其濃度C及液層厚度L的乘積成正比。①入射光為單色光，適用于可見、紅外、紫外光。②均勻、無散射溶液、固體、氣體。③吸光度A具有加和性。Aa+b+c=Aa+Ab+Ac注意!適用范圍朗伯-比爾定律:L→2L時，A、T→？2AA=-lgT,T=10-A=10-kcL吸光系數(shù)濃度液層厚度T22022/11/192.2.2光的吸收定律朗伯(Lambert)和比爾(Be16（1）一定條件下是一個特征常數(shù)。（2）在溫度和波長等條件一定時，ε僅與物質本身的性質有關，與待測物濃度c和液層厚度L無關；（3）定性和定量分析依據(jù)：同一物質在不同波長時ε值不同。不同物質在同一波長時ε值不同。εmax表明了該物質在最大吸收波長λmax處的最大吸光能力。

2.2.3吸光系數(shù)1、摩爾吸光系數(shù)或Em：

在一定λ下，c=1mol/L，L=1cm時的吸光度。單位：L/(mol.cm)4、吸光系數(shù)的意義:2、百分吸光系數(shù)/比吸光系數(shù)：3、兩者關系:A=kcLk=A/cL

一定λ下,c=1%(W/V)，L=1cm時的吸光度。單位：100ml/g.cm1g/100ml當待測組分摩爾質量不清楚時采用百分吸光系數(shù)法更合適。簡單來說就是E1%1cm值無論待測物已知還是未知都可測得。2022/11/19（1）一定條件下是一個特征常數(shù)。2.2.3吸光系數(shù)1、摩爾171．定義：以A為縱坐標，λ為橫坐標，繪制的λ~A曲線。2.2.4吸收光譜（吸收曲線）2．吸收光譜術語：①吸收峰→λmax,②吸收谷→λmin③肩峰→λsh,④末端吸收⑤強帶：

max>104，弱帶：

max<103特征值2022/11/191．定義：以A為縱坐標，λ為橫坐標，繪制的λ~A曲線。2.18吸收光譜

特征值：

λmax

λmin

λsh

●同一物質的吸收光譜特征值相同,(每一波長處吸光系數(shù)相同)。同一物質相同濃度的吸收曲線重合。●同一物質不同濃度，其吸收曲線形狀相似,λmax相同。（定量）●不同物質相同濃度，其吸收曲線形狀,λmax不同。（定性）定性、定量分析：在吸收曲線λmax處測吸光度A。2022/11/19吸收光譜

特征值：

λmax

λmin

λsh●同一物192.2.5偏離光的吸收定律原因朗伯-比爾定律：A=kCL依據(jù)Beer定律，A與C關系應為經(jīng)過原點的直線（一）化學因素（二）光學因素

偏離Beer定律的主要因素表現(xiàn)為以下兩個方面：2022/11/192.2.5偏離光的吸收定律原因朗伯-比爾定律：A=kCL20該定律適用于稀溶液，溶質的離解、締合、互變異構及化學變化也會引起偏離。尤其濃度過高(>0.01mol/L)會使C與A關系偏離定律：①粒子相互作用加強，吸光能力改變。②溶液對光的折射率顯著改變。（二）光學因素1．非單色光的影響：入射光為單色光是應用該定律的重要前提：2．雜散光的影響：儀器本身缺陷；光學元件污染造成。3．反射和散色光的影響：散射和反射使T↓，A↑，吸收光譜變形。

通?？捎每瞻讓Ρ刃Ｕ?．非平行光的影響：使光程↑，A↑，吸收光譜變形。（一）化學因素朗—比耳定律假定所有的吸光質點之間不發(fā)生相互作用；2022/11/19該定律適用于稀溶液，溶質的離解、締合、互變異構及化學變化也會21第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry第三節(jié)

紫外-可見分光光度計

UV-VISspectrophotometer2.3.1儀器2.3.2基本組成2.3.3分光光度計的類型2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr222.2.1

儀器紫外-可見分光光度計§2.2紫外-可見分光光度計2022/11/192.2.1儀器紫外-可見分光光度計§2.2紫外-可見分23光路圖2022/11/19光路圖2022/11/9242.2.2基本組成generalprocess光源單色器試樣室檢測器顯示1.光源

在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強度，較好的穩(wěn)定性，較長的使用壽命。

可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在320～2500nm。

紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185～400nm的連續(xù)光譜。2022/11/192.2.2基本組成generalprocess光252.單色器

將光源發(fā)射的復合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學系統(tǒng)。①入射狹縫：光源的光由此進入單色器。②準光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束。③色散元件：將復合光分解成單色光；棱鏡或光柵。

④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫。⑤出射狹縫。2022/11/192.單色器將光源發(fā)射的復合光分解成單色光263.試樣室

試樣室：吸收池(比色皿)+池架附件。吸收池：石英池，玻璃池。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。4.檢測器

利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5.結果顯示記錄系統(tǒng)

檢流計、數(shù)字顯示、微機進行儀器自動控制和結果處理。2022/11/193.試樣室試樣室：5.結果顯示記錄系統(tǒng)2022/1272.2.3分光光度計的類型1.單光束

簡單，價廉，適于在給定波長處測量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測器具有很高的穩(wěn)定性。2.雙光束

自動記錄，快速全波段掃描?？上庠床环€(wěn)定，檢測器靈敏度變化等因素的影響，特別適合于結構分析。復雜，價高。2022/11/192.2.3分光光度計的類型1.單光束2.雙光束2022/128光

路

圖2022/11/19光

路

圖2022/11/9293.雙波長

將不同波長的兩束單色光(λ1、λ2)快束交替通過同一吸收池而后到達檢測器。產生交流信號。無需參比池。?=1～2nm。兩波長同時掃描即可獲得導數(shù)光譜。2022/11/193.雙波長將不同波長的兩束單色光(λ1、λ2)快束交替30第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry第三節(jié)

吸收帶類型與溶劑效應Kindsofabsorptionbandandsolventeffect2.3.1電子躍遷和吸收帶類型2.3.2紫外-可見吸收光譜常用術語2.3.3影響紫外-可見光譜的因素2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr31

有機化合物的紫外-可見吸收光譜是三種電子、四種躍遷的結果：σ電子、π電子、n電子。分子軌道理論：成鍵軌道—反鍵軌道，非鍵軌道。

當外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷，所需能量ΔΕ大小順序為：n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊

sp

*s

*RKE,BnpECOHnpsH§2.3吸收帶類型與溶劑效應2022/11/19有機化合物的紫外-可見吸收光譜是三種電子、四種躍遷的結322.3.1紫外-可見吸收光譜常用術語在200～800nm近紫外和可見區(qū)域內無吸收的基團。只具有σ鍵電子或具有σ鍵電子和n非鍵電子的基團為非發(fā)色團；一般指的是飽和碳氫化合物和大部分含有O，N，S，X等雜原子的飽和化合物；對應的躍遷類型σ→σ*躍遷和n→σ*躍遷，大部分都出現(xiàn)在遠紫外區(qū)。1.非發(fā)色團2022/11/192.3.1紫外-可見吸收光譜常用術語在200～80332.發(fā)色團

在近紫外和可見區(qū)域有特征吸收的基團。發(fā)色團的電子結構特征是具有π電子：

C＝C，C＝O，C≡N，N＝N，N＝O，NO2等。一個雙鍵：π→π*躍遷,強吸收，遠紫外區(qū)。多個發(fā)色團（共軛）：吸收出現(xiàn)在近紫外區(qū)。發(fā)色團對應躍遷類型是π→π*和n→π*。在紫外光譜中，發(fā)色團并非一定有顏色。2022/11/192.發(fā)色團在近紫外和可見區(qū)域有特征吸收的基團。2022/343.助色團

具有非鍵電子n的基團：—NH2，—NR2，—OH，—OR，—SR，—Cl，—SO3H，—COOH等；

本身在紫外和可見光區(qū)無吸收；至少有一對能與π電子相互作用的n電子；相當于共軛體系(ΔΕ)，使發(fā)色團λmax

（紅移），“助色”能力：F<CH3<Cl<Br<OH<OCH3<NH2<NHCH3<N(CH3)2<NHC6H5<O-。2022/11/193.助色團具有非鍵電子n的基團：—NH2，—NR2，—O354.紅移-藍移紅移：由取代基或溶劑效應引起的使吸收向長波長方向移動稱為紅移。藍移：使吸收向短波長方向移動稱為藍移。

增色效應—κmax；減色效應—κmax；強帶—κmax≥104

L·mol-1·cm-1

弱帶—κmax<103L·mol-1·cm-1

；

2022/11/194.紅移-藍移紅移：由取代基或溶劑效應引起的使吸收向長波長方362.3.2電子躍遷和吸收帶類型

有機化合物的紫外-可見吸收光譜是三種電子、四種躍遷的結果：σ電子、π電子、n電子。分子軌道理論：成鍵軌道—反鍵軌道，非鍵軌道。

當外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷，所需能量ΔΕ大小順序為：n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊

sp

*s

*RKE,BnpECOHnpsHCOHnpsH2022/11/192.3.2電子躍遷和吸收帶類型有機化合物的紫外-可見371.σ→σ＊躍遷

所需能量最大，σ電子只有吸收遠紫外線的能量才能發(fā)生躍遷。

飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外區(qū)。

吸收波長λ<200nm。例：甲烷λmax為125nm,乙烷λmax為135nm，環(huán)丙烷（飽和烴中最長）λmax為190nm。

飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外區(qū)，只能被真空紫外分光光度計檢測到；可作為溶劑使用。2.3.2電子躍遷和吸收帶類型2022/11/191.σ→σ＊躍遷所需能量最大，σ電子只有吸收遠紫外382.n→σ＊躍遷

所需能量較大,但比σ→σ＊小。

吸收波長為150～250nm，大部分在遠紫外區(qū)，近紫外區(qū)仍不易觀察到。

含非鍵電子的飽和烴衍生物(含N，O，S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。n→σ*躍遷所需能量取決于帶有n電子的原子的性質以及分子結構。

2022/11/192.n→σ＊躍遷所需能量較大,但比σ→σ＊小。2022/393.n

→π＊躍遷

由n→π*躍遷產生的吸收帶稱為R帶(德文Radikal)。

能量最??；200～700nm；

κmax<103L·mol-1·cm-1較?。ㄒ话阈∮?00），弱吸收，禁阻躍遷（躍遷概率極小）。

分子中同時存在雜原子和雙鍵時產生n→π*躍遷。C=O，N=N，N=O，C=S基團中氧原子被硫原子取代后吸收峰發(fā)生紅移；

C=O：n→π*，λmax280～290nm；C=S（硫酮）：n→π*，λmax400nm左右。

R

帶在極性溶劑中發(fā)生藍移。正己烷中：279nm；乙醇中：272nm；水中：264nm。

2022/11/193.n→π＊躍遷由n→π*躍遷產生的吸收帶稱為R帶(德文404.

π→π＊躍遷

所需能量較小，吸收波長處于遠紫外區(qū)的近紫外端或近紫外區(qū)，κmax一般在104L·mol-1·cm-1以上，屬強吸收。不飽和烴π→π*躍遷：C=C發(fā)色基團，

但

→

*，λmax200nm。乙烯π→π*躍遷的λmax為162nm，κmax為：1×104L·mol-1·cm-1。CCHHHH助色基團取代

*發(fā)生紅移。2022/11/194.π→π＊躍遷所需能量較小，吸收波長處于遠紫外區(qū)41共軛雙鍵體系的

π→π＊躍遷

共軛雙鍵結構的分子出現(xiàn)K吸收帶。能量小，近紫外區(qū)，κmax>104L·mol-1·cm-1

，強吸收。

（1）K帶（德Konjugation，共軛）

——非封閉共軛體系的

→*

躍遷丁二烯（CH2＝CH—CH＝CH2）

K帶：λmax=217nm，κmax=21000L·mol-1·cm-1

。極性溶劑使K

帶發(fā)生紅移。苯乙烯、苯甲醛、乙酰苯等，也都會出現(xiàn)K

帶。

2022/11/19共軛雙鍵體系的π→π＊躍遷共軛雙鍵結構的分子出現(xiàn)K42165nm217nm

?

?

?

(HOMOLUMO)

max

共軛烯烴（不多于四個雙鍵）

*躍遷吸收峰位置可由伍德沃德—菲澤規(guī)則估算。max=基+nii

基：由非環(huán)或六元環(huán)共軛二烯母體決定的基準值。共軛雙鍵體系的

π→π＊躍遷2022/11/19165nm217nm??43K

帶和R

帶的區(qū)別：①K

帶κmax﹥10000L·mol-1·cm-1以上，而R

帶κmax<103，通常在100以下。②

K帶在極性溶劑中發(fā)生紅移，而R

帶在極性溶劑中發(fā)生藍移；③K帶的λmax隨共軛體系的增大而發(fā)生紅移，而R

帶的變化不如K

帶明顯。2022/11/19K帶和R帶的區(qū)別：①K帶κmax﹥1000044B

吸收帶（苯吸收帶）

π→π*躍遷

——芳香族和雜芳香族化合物的特征譜帶

苯：B帶在230～270nm；寬峰，禁阻躍遷，弱吸收帶（κmax≈200L·mol-1·cm-1

）。包含多重峰或稱精細結構（由于振動次能級對電子躍遷的影響所引起的）。2022/11/19B吸收帶（苯吸收帶）π→π*躍遷

——芳香族和雜芳香族45B

吸收帶（苯吸收帶）當芳環(huán)上連有一個發(fā)色基團時（取代基與芳環(huán)間有π-π共軛），同時出現(xiàn)K吸收帶，B吸收帶；苯乙烯：二個吸收帶，B帶的吸收波長比K帶長，K吸收帶：λmax=244nm，κmax=12000

L·mol-1·cm-1

；B吸收帶：λmax=282nm，κmax=450

L·mol-1·cm-1

。芳環(huán)上有取代基時，B帶的精細結構減弱或消失。在極性溶劑中，由于溶質與溶劑的相互作用，B帶的精細結構也被破壞。2022/11/19B吸收帶（苯吸收帶）當芳環(huán)上連有一個發(fā)色基團時（取代基與46E

吸收帶

封閉共軛體系(芳香族和雜芳香族化合物)中，π→π*躍遷產生的K帶又稱為E帶(EthyleneicBand)。屬于躍遷概率較大或中等的允許躍遷；

E帶類似于B帶也是芳香結構的特征譜帶。其中E1帶κmax>104L·mol-1·cm-1

，而E2帶κmax≈103

L·mol-1·cm-1

。

2022/11/19E吸收帶封閉共軛體系(芳香族和雜芳香族化合物475.電荷轉移吸收帶

電荷轉移躍遷：一個電子從體系中的電子給予體（donator）部分轉移到該體系中的電子接受體（accepter）產生的躍遷。躍遷所產生的吸收帶稱為電荷轉移吸收帶。

特點：吸收強度大（κmax>104L·mol-1·cm-1

）。[Co(NH3)5X]n+的紫外—可見吸收光譜X=NH3時，n=3,X=F,Cl,Br,I時，n=2

2022/11/195.電荷轉移吸收帶電荷轉移躍遷：一個電子從體486.配位體場吸收帶

在配體的配位體場作用下過渡金屬離子的d

軌道和鑭系、錒系的f

軌道裂分，吸收輻射后，產生d-d

和

f-f

躍遷。

這種d-d躍遷所需能量較小，產生的吸收峰多在可見光區(qū)，強度較弱（κmax=0.1～100L·mol-1·cm-1

）。f-f

躍遷帶在紫外-可見光區(qū)，它是鑭系、錒系的4f

或5f軌道裂分出不同能量的f

軌道之間的電子躍遷而產生的。2022/11/196.配位體場吸收帶在配體的配位體場作用下過渡金屬離子49電子躍遷類型2022/11/19電子躍遷類型2022/11/9502.3.3影響紫外-可見光譜的因素1.共軛效應的影響

π電子共軛體系增大，電子離域到多個原子之間，導致π-π*能量降低。λmax紅移，κmax增大。取代基越大,分子共平面性越差，空間阻礙使共軛體系破壞，λmax藍移，κmax減小。2.取代基的影響

給電子基帶有未共用電子對的原子的基團。如-NH2,-OH等。未共用電子對的流動性很大，能夠和共軛體系中的π電子相互作用引起永久性的電荷轉移，形成p-π共軛，降低了能量，λmax紅移。

共軛體系中引入吸電子基團，也產生π電子的永久性轉移，λmax紅移。π電子流動性增加，吸收光子的吸收分數(shù)增加，吸收強度增加。給電子基與吸電子基同時存在時，產生分子內電荷轉移吸收，λmax紅移，κmax增加。2022/11/192.3.3影響紫外-可見光譜的因素1.共軛效應的影響202513.立體化學效應（1）順反異構例：順式和反式1，2二苯代乙烯的λmax不同。為什么？順式1，2-二苯代乙烯的兩個苯環(huán)由于空間位阻，使苯環(huán)和乙烯雙鍵的共平面性減??；而反式1，2-二苯代乙烯的兩個苯環(huán)和乙烯雙鍵共平面。所以，順式1，2-二苯代乙烯的

→

*共軛不如反式1，2-二苯代乙烯的完全，即順式

→

*躍遷所需能量較高。

反式1，2-二苯代乙烯的λmax和εmax一般比順式1，2-二苯代乙烯的大。

這一特征可用于順反異構體的鑒定。立體化學效應是指因空間位阻、構象、跨環(huán)共軛等因素導致吸收光譜紅移或藍移，并伴隨增色或減色效應。2022/11/193.立體化學效應（1）順反異構順式1，2-二苯代乙烯的兩個苯52（2）空間位阻例：下面兩個空間異構體：構型（a）和構型（b）構型（a）中兩個甲基非常接近，使兩個苯環(huán)不能共平面，共軛不完全。而構型（b）中兩個苯環(huán)可以共平面，共軛完全，因而強化了共軛作用，所以λmax和εmax都增大。2022/11/19（2）空間位阻例：下面兩個空間異構體：構型（a）和構型（b）53（3）構象異構例：α取代環(huán)己酮的α位Cl取代在橫鍵和豎鍵時λmax不同。2022/11/19（3）構象異構例：α取代環(huán)己酮的α位Cl取代在橫鍵和豎鍵時λ54（4）互變異構互變異構體有不同的紫外吸收帶位置。

例如：乙酰乙酸乙脂的酮-烯式互變異構體中，酮式異構體中的兩個羰基沒有共軛，其n→π*躍遷最大吸收波長λmax＝272nm，但在烯醇式異構體中羰基和乙烯的雙鍵發(fā)生共軛，其π→π*躍遷最大吸收波長λmax＝243nm。在極性溶劑（如水）中，由于酮式異構體可以和水分子締合形成溶劑氫鍵而增加其穩(wěn)定性，所以，在極性溶劑中以酮式異構體為主。

酮式：λmax=204nm

烯醇式：λmax=243nm

2022/11/19（4）互變異構互變異構體有不同的紫外吸收帶位置。酮式：554.溶液的pH值

改變溶液的pH值，化合物的紫外吸收光譜會發(fā)生變化。如化合物從中性變堿性時，吸收峰紅移，說明化合物為酸性物質，如果化合物從中性變酸性，吸收峰藍移，說明可能為苯胺。

例如：酚性化合物和苯胺類化合物，溶液由中性變成堿性時（加NaOH），若吸收帶發(fā)生紅移，則可以判斷其是酚性化合物（如苯酚、烯醇或不飽和酸）；變酸性，若吸收帶發(fā)生藍移，則表示為苯胺類化合物?；螾-π共軛消失，藍移助色效應增強，紅移2022/11/194.溶液的pH值改變溶液的pH值，化合物的紫外吸收光56（1）紫外-可見吸收常用的溶劑

常見溶劑：環(huán)己烷、95％的乙醇和二氧六環(huán)。雜質去除：活性硅膠過濾的方法來去除溶劑中微量的芳香烴和烯烴雜質。非極性溶劑：環(huán)己烷，“透明”極限波長210nm；極性溶劑：95％的乙醇，透明”極限波長是210nm。溶劑選擇時需要考慮的因素：

①溶劑本身的透明范圍；

②溶劑對溶質是惰性的；③溶劑對溶質要有良好的溶解性。

5.溶劑的選擇及影響2022/11/19（1）紫外-可見吸收常用的溶劑5.溶劑的選擇及影響2022572022/11/192022/11/958（2）溶劑的影響

對烯和炔影響較小，但使酮峰值位移。①極性溶劑對n→π*躍遷的影響規(guī)律：極性溶劑使n→π*吸收帶發(fā)生藍移，κmax；極性，藍移的幅度。

為什么？原因：Cδ+=Oδ-極性，激發(fā)態(tài)時易形成氫鍵，致O電子云密度，鍵極性；基態(tài)時的作用強，基態(tài)能量大，激發(fā)態(tài)能量小。能級間的能量差，藍移。

2022/11/19（2）溶劑的影響對烯和炔影響較小，但使酮峰值位59②極性溶劑對π→π*躍遷的影響規(guī)律：使π→π*吸收帶發(fā)生紅移，κmax略有降低。原因：C=C基態(tài)時，兩個π電子位于π成鍵軌道上，無極性；π→π*躍遷后，分別在成鍵π和反鍵π*軌道上，C+=C-，極性，與極性溶劑作用強，能量。能級間的能量差，紅移。2022/11/19②極性溶劑對π→π*躍遷的影響規(guī)律：使π→π*吸收帶發(fā)生紅60極性溶劑致使π→π*躍遷的K帶發(fā)生紅移。

既有K帶又有R帶時，溶劑極性越大則K帶與R帶的距離越近(K帶紅移,R帶藍移)，見圖(因為R在右，K在左)；而隨著溶劑極性的變小兩個譜帶則逐漸遠離。

2022/11/19極性溶劑致使π→π*躍遷的K帶發(fā)生紅移。既有K帶又有61溶劑的影響非極性→極性n

→

*躍遷：藍移，，κ

?！?躍遷：紅移，，κ。極性溶劑使精細結構消失。1：乙醚2：水12250300λ/nm乙酰丙酮的紫外-可見吸收光譜2022/11/19溶劑的影響非極性→極性極性溶劑使精細結構消失。1：乙醚262第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry第四節(jié)

紫外-可見分光光度法應用

ApplicationofUV-VISspectrophotometry

2.4.1分析條件的選擇2.4.2定量分析方法2.4.3應用示例2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr632.4.1分析條件的選擇一、測量條件的選擇1.吸光度的范圍：T∈20%~65%，A∈0.2～0.7之間吸收最大的波長為入射光，干擾最小三、顯色反應條件的選擇

顯色反應：將試樣組分轉變成有較強吸收的有色化合物的反應。顯色劑：與被測組分化合生成有色物質的試劑。1.顯色反應的條件：(1)定量反應、選擇性要好；干擾少。(2)靈敏度要高，摩爾吸光系數(shù)ε大。

(3)有色化合物的組成要恒定，化學性質要穩(wěn)定。(4)有色化合物與顯色劑的最大吸收波長之差≥60nm。(5)顯色反應的條件要易于控制。2.測定波長的選擇：M十R＝MR

（被測物）（顯色劑）（有色配合物）§2.4紫外-可見分光光度法應用2022/11/192.4.1分析條件的選擇一、測量條件的選擇1.吸光度的64b.溶液酸度c.顯色溫度及顯色時間T1(℃)T2(℃)t(min)A用量通過實驗來確定只能用于定性a.顯色劑用量：2022/11/19b.溶液酸度c.顯色溫度及T1(℃)T2(℃)t(mi65三、參比溶液（空白溶液）的選擇用于調節(jié)100%T，若選擇不適當，對測量讀數(shù)的影響較大。主要是消除溶液中其他組分對光的吸收等帶來的影響。1.溶劑參比液

當試液、試劑、顯色劑均無色時，用溶劑(通常是蒸餾水)作參比液；

3.試劑參比液

如果顯色劑或其他試劑略有吸收，可用不含待測組分的試劑溶液作參比溶液。2.試樣參比液

如果試樣中的其他組分也有吸收，但不與顯色劑反應，則當顯色劑無吸收時，可用試樣溶液作參比溶液。4.平等操作參比液用不含待測組分的溶液（如是衍生后的則在衍生前先把被衍生物掩蓋然后加顯色劑），在相同條件下與待測試樣同時進行處理，此為平行操作參比溶液。2022/11/19三、參比溶液（空白溶液）的選擇用于調節(jié)100%T，662.4.2定性和定量分析紫外-可見分光光度法主要用于有機物分析。定性分析：比較吸收光譜特征可以對純物質進行鑒定及雜質檢查；定量分析：利用光吸收定律進行分析（一）定性鑒別：2.4.1定性分析對比法：比較樣品化合物的吸收光譜特征與標準化合物的吸收光譜特征；或與文獻所載的化合物的標準譜圖進行核對。同一物質有相同吸收光譜圖，反之不一定是同一物質。2022/11/192.4.2定性和定量分析紫外-可見分光光度法主要用于有機物672、對比吸光度（或吸光系數(shù)）相同條件下，同一物質吸光度比值是吸光系數(shù)的比值。（二）純度檢查1、雜質檢查：有雜質時，吸收光譜變形。2、雜質限量檢查：①以某一波長吸光度值表示；②以峰谷吸光度比值表示。3、對比吸收光譜的一致性將試樣與已知標準樣品用同一溶劑配制成相同濃度的溶液，在同一條件下分別掃描吸收光譜，核對其一致性。1、對比吸收光譜特征數(shù)據(jù)：λmax（吸收峰）、λmin（谷）、λsh（肩峰）①不同基團化合物可能有相同的λmax值，但εmax有明顯差別；②有相同吸光基團同系物，其λmax、εmax值接近，但分子量不同，E1%1cm差別大。A1/A2=E1/E22022/11/192、對比吸光度（或吸光系數(shù)）相同條件下，同一物質吸光度比值是682.4.2定量分析分光光度法被廣泛的應用在各個領域，環(huán)境、醫(yī)藥、石油等測定無機、有機微量成份。由于操作簡單，儀器廉價，一般說是常用的首選方法。（一）單組分的定量分析1、標準曲線（工作曲線）法：配制一系列不同濃度的標準溶液，在同一條件下分別測定吸光度，然后以吸光度A為縱坐標，濃度C為橫坐標繪制A-C關系曲線?！穹侠?伯定律，則得到一條通過原點的直線。●根據(jù)測得樣品吸光度，從標準曲線中求得樣品溶液濃度，最后計算含量。原理:根據(jù)朗伯-比爾定律，選擇合適λ測A，求出濃度。2022/11/192.4.2定量分析分光光度法被廣泛的應用在各個69第三節(jié)紫外-可見分光光度法應用一、分析條件的選擇儀器測量條件選擇、溶液性質、參比二、定量分析方法紫外-可見分光光度法的最主要應用定量依據(jù)：a.標準對比法單點校正法1.單組份定量分析如何準確確定k？b.標準曲線法工作曲線法例：稱取0.432g鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]溶于水，再定容到500.0mL。取不同量標準溶液于50.0mL容量瓶中，加顯色劑定容后，測定其吸光度，結果見下表。測定某試液鐵含量時，吸取試液5.00mL，稀釋至250mL，再取此稀釋液2.00mL置于50mL容量瓶中，在上述相同條件下顯色定容，測得吸光度為0.450，計算試液中鐵含量(以g·L-1表示)

V(Fe)/mL1.002.003.004.005.006.00A0.0970.2000.3040.4080.5100.618解：標準溶液濃度：××××××由樣品溶液A=0.450，從標準曲線上查得：cx=8.80×10-3g·L-1試液中鐵含量為：(g·L-1)c0=1.00g·L-1標準顯色溶液濃度c(Fe)/10-3g·L-1：V(Fe)1.002.003.004.005.006.00c(Fe)2.004.006.008.0010.012.0繪制標準曲線2022/11/19第三節(jié)紫外-可見分光光度法應用一、分析條件的選擇儀器測量702、標準對照法以該物質吸收光譜圖中max為入射光，配制一個與被測溶液濃度相近的標準溶液cS，測其AS，再將樣品溶液推入光路，測其AX，則試樣溶液的濃度cX為：3、吸光系數(shù)法：根據(jù)朗-比定律，從已知的吸光系數(shù)K和液層厚度L，根據(jù)測得的吸光度值，求出溶液濃度和含量。此法適于非經(jīng)常性的分析工作，準確度不如標準曲線法。2022/11/192、標準對照法以該物質吸收光譜圖中max為入射光，71（二）多組分的定量分析法在含有多種組分的溶液中，如果要測定多個組分，可以根據(jù)情況的不同，采用不同的方法來進行測定。測量依據(jù)——吸光度的加和性：(1)(2)(3)2022/11/19（二）多組分的定量分析法在含有多種組分的溶液中，如果要72(1)圖計算法----兩組分吸收光譜不重疊（互不干擾）

a圖中，a,b組份最大吸收波長λmax不重迭，相互不干擾，可以按兩個單一組份處理。(2)圖計算法---兩組分吸收光譜部分重疊①a、b兩組分的吸收光譜部分重疊，此時λ1處按單組分測定a組分濃度，b組分此處無干擾。②在λ2處測得混合溶液的總吸光度A2a+b,根據(jù)加和性計算cb，假設液層厚度為1cm,則：A2a+b=A2a+A2b=E2a·ca+E2b·cb2022/11/19(1)圖計算法----兩組分吸收光譜不重疊（互不干擾）a73(3)圖計算法----兩組分吸收光譜完全重疊--混合樣品測定

(3)圖中，a,b吸收光譜雙向重迭，互相干擾，在最大波長處互相吸收。處理方法如下：1.解線性方程組法(雙波長法）過程：2022/11/19(3)圖計算法----兩組分吸收光譜完全重疊--混合樣品測742.等吸收雙波長法-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足夠大2022/11/192.等吸收雙波長法-注：須滿足兩個基本條件2022/11/75（三）示差分光光度法（示差法）普通分光光度法一般只適于測定微量組分，當待測組分含量較高時，將產生較大的誤差。需采用示差法。即提高入射光強度，并采用濃度稍低于待測溶液濃度的標準溶液作參比溶液。設：待測溶液濃度為cx，標準溶液濃度為cs(cs<cx)。則：

Ax=E·L·cxAs=E·L·csΔＡ＝Ａx－Ａs=E·b(cx－cs）=E·L·Δc測得的吸光度相當于普通法中待測溶液與標準溶液吸光度差ΔＡ。示差法測得的吸光度與Δc呈直線關系。由標準曲線上查得相應的Δc值，則待測溶液濃度cx

：cx=cs+Δc2022/11/19（三）示差分光光度法（示差法）普通分光光度法一般只適于76(4)導數(shù)分光光度法（一）根據(jù)吸收定律:若通過自動控制夾縫和自動電路調節(jié)，使I0在整個波長范圍內保持恒定，dI0/dλ＝0，則由上式可以知道導數(shù)信號與濃度成正比，所以可以用于定量測定，稱之為導數(shù)分光光度法。2022/11/19(4)導數(shù)分光光度法（一）根據(jù)吸收定律:若77如右圖：表示了近似高斯曲線的單一吸收曲線和它的一至四階導數(shù)曲線。

導數(shù)光譜特別使用于痕量分析，重疊光譜的分離，吸收背景的消除，以及渾濁液、乳濁物的研究及鑒別。（a）是它們的基本光譜。（b）是它們的四階導數(shù)光譜。圖

吸收曲線及一至四階導數(shù)曲線

2022/11/19如右圖：圖吸收曲線及一至四階導數(shù)曲線2022/1178例如：

廢水中的苯胺和苯酚可用導數(shù)光譜法同時測定。如圖2—20所示：從圖可以看出：苯胺和苯酚光譜已全分辨可認，因此可對它們進行連續(xù)測定。廢水有色和混濁對測定無影響。本法可測定低至2～5mg.L-1的含量。圖2－20廢水中苯酚和苯胺同時測定（a）含5mg?L－1苯胺和苯酚的基本光譜；（b）含5mg?L－1苯胺和苯酚的四階導數(shù)光譜2022/11/19例如：廢水中的苯胺和苯酚可用導數(shù)光譜法同時測定。如791.紫外-可見分光光度計由

、

、

和

組成。2.紫外-可見分光光度計在紫外區(qū)測量時，應選用

燈、

比色皿，在可見區(qū)測量時，使用

燈。3.引起朗伯比爾定律偏離主要因素有

和

。分光光度測量時以最大吸收波長為入射光波長的優(yōu)點為

和

。紫外-可見分光光度法練習2022/11/191.紫外-可見分光光度計由、80問題討論決定紫外—可見分光光度計性能優(yōu)劣的因素有哪些？實際測定時，應如何選擇光度計的光源及吸收池？如何選擇單光束和雙光束紫外—可見分光光度計？如何確定紫外-可見分光光度法測定條件？紫外-可見定量分析方法各自特點如何？2022/11/19問題討論決定紫外—可見分光光度計性能優(yōu)劣的因素有哪些？202812.4.3應用示例1.維生素B2的測定——GB/T7297-2006飼料添加劑維生素B22.亞硝酸鹽的測定——GB/T13085-2005飼料中亞硝酸鹽的測定2022/11/192.4.3應用示例1.維生素B2的測定——GB/T729821.維生素B2的測定GB/T7297-2006飼料添加劑維生素B2又名核黃素，人體必需的13中維生素之一微溶于水，在27.5℃下，溶解度為12mg/100mL可溶于氯化鈉溶液，易溶于稀的氫氧化鈉溶液。光照及紫外照射引起不可逆的分解。溶劑及溶液條件：維生素B2的結構及性質維生素B2測定條件的確定稀NaOH溶解，HAc-NaAc緩沖溶液中測定溶液的濃度正比與其在444nm(lmax)處的吸光度測定波長：2022/11/191.維生素B2的測定又名核黃素，人體必需的13中維生素之一831.維生素B2的測定GB/T7297-2006飼料添加劑維生素B2維生素B2測定步驟注意：避光操作500mL棕色容量瓶稱樣65.0mg5mL水潤濕5mLNaOH溶解2mol·L-1100mL水2.5mL冰醋酸定容，搖勻準確移取B10mLB100mL棕色容量瓶1.8mL乙酸鈉定容，搖勻測吸光度A1.4%參比:乙酸鈉維生素B2含量計算結果保留3位有效數(shù)字同一分析者對同一試樣同時兩次平行測定結果的相對誤差小于2%維生素B2在444時的吸收系數(shù)2022/11/191.維生素B2的測定維生素B2測定步驟注意：避光操作500842.亞硝酸鹽的測定GB/T13085-2005飼料中亞硝酸鹽的測定亞硝酸鹽具有防腐性，可與肉品中的肌紅素結合而更穩(wěn)定，所以常在食品加工業(yè)被添加在香腸和臘肉中作為保色劑，以維持良好外觀；其次，它可以防止肉毒梭狀芽孢桿菌的產生，提高食用肉制品的安全性。但是，人體吸收過量亞硝酸鹽，會影響紅細胞的運作，令到血液不能運送氧氣，口唇、指尖會變成藍色，即俗稱的“藍血病”，嚴重會令腦部缺氧，甚至死亡。亞硝酸鹽本身并不致癌，但在烹調或其他條件下，肉品內的亞硝酸鹽可與氨基酸降解反應，生成有強致癌性的亞硝胺。亞硝酸鹽的性質亞硝酸鹽自身對紫外-可見光的吸收很弱2022/11/192.亞硝酸鹽的測定亞硝酸鹽具有防腐性，可與肉85亞硝酸鹽的測定步驟：樣品制備樣品5g70mL水pH8-9200mL容量瓶0.5mol·L-110mLZnSO4NaOH沉淀放置0.5h過濾，棄20mL濾液11.2mLNaOH0.42mol·L-160oC10min冷卻、定容氫氧化鋅是蛋白質沉淀劑，可將溶液中蛋白質分離出來亞硝酸鹽的顯色原理lmax=538nm酸性條件下顯色2022/11/19亞硝酸鹽的測定步驟：樣品制備樣品5g70mL水pH8-9286亞硝酸鹽的測定步驟樣品制備標準曲線制作7個容量瓶25mL0、0.5、1.0-5.0mLNaNO22.5mL乙酸5mL顯色劑4.5mLpH9.6氯化銨緩沖液5mg·mL-160%定容、混勻避光20min測A(538nm)，繪制標準曲線10.0mL濾液A于25mL容量瓶中，同前操作。測得A110.0mL濾液A于25mL容量瓶中，加水定容。測得A0As=A1-A0m2樣品測定2022/11/19亞硝酸鹽的測定步驟樣品制備標準曲線制作7個容量瓶25mL0、872.亞硝酸鹽的測定GB/T13085-2005飼料中亞硝酸鹽的測定

亞硝酸鹽含量計算平行測定兩份樣品2022/11/192.亞硝酸鹽的測定亞硝酸鹽含量計算平行測定兩份樣品2022881.以物質

對紫外-可見光的

為基礎的一類儀器分析方法稱紫外-可見分光光度法2.什么是最大吸收波長？3.化合物分子吸收紫外-可見光引起分子

能級躍遷，產生紫外-可見吸收光譜4.化合物CH3CH=CHCOCH3中存在哪些電子躍遷？5.化合物CH3CH=CH2、CH3CH=CH-CH=CH2、CH3CH=CH-CH2CH=CH2中，哪一個的最大吸收波長最大？6.苯胺在強酸性還是堿性時最大吸收波長較大？7.紫外-可見分光光度計由哪幾部分組成？紫外-可見分光光度法練習2022/11/191.以物質對紫外-可見光的為基礎892022/11/192022/11/9902022/11/192022/11/991儀器分析第二章

紫外-可見吸收光譜法§2.1紫外-可見吸收光譜法基礎§2.2紫外-可見分光光度計§2.3吸收帶類型與溶劑效應§2.4紫外-可見吸收光譜的應用UV-VISspectrophotometry2022/11/19儀器分析第二章

紫外-可見吸收光譜法§2.1紫外92第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry2.1.1紫外-可見吸收光譜基礎2.1.3紫外-可見吸收光譜法基本原理2.1.3光吸收定律第一節(jié)

紫外-可見吸收光譜法基礎

BaseofUV-VISspectrometry2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr93第一節(jié)紫外-可見吸收光譜法基礎基于物質光學性質(電磁輻射或物質與輻射作用)而建立起來的分析方法稱之。吸收光譜分析、發(fā)射光譜分析光學分析法：在光(或能量)作用下，通過測定物質產生(發(fā)射、吸收或散射)光的波長和強度來進行定性、定量分析的方法。內部能級變化.光譜分析法或光譜法非光譜分析法改變電磁波的傳播方向、速度等物理性質進行分析的方法。內部能級不變化,僅電磁輻射性質改變分子光譜分析、原子光譜分析按作用物分:按能級躍遷方向：按波長不同分：紅外、可見光、紫外光譜法等2022/11/19第一節(jié)紫外-可見吸收光譜法基礎基于物質光學性質(電磁輻射或942.1.1概述（基本概念）（一）電磁輻射和電磁波譜1．電磁輻射（電磁波，光是其中一種）：以巨大速度通過空間、不需要任何物質作為傳播媒介的一種粒子流（能量）。2．電磁輻射的性質：具有波、粒二向性波動性：光的反射、折射、偏振、干涉衍射現(xiàn)象。微粒性：光的吸收、放射、光電效應等現(xiàn)象。光子能量:E∝1/λ，λ↓E↑σ是波數(shù)，C=2.9979×108m/s2022/11/192.1.1概述（基本概念）（一）電磁輻射和電磁波譜1．電磁輻95紫外--可見光在電磁波譜中的位置電磁輻射本質是一樣的，區(qū)別在于頻率不一樣。

按波長不同排列起來就形成電磁波譜。

高能輻射區(qū)γ射線能量最高，來源于核能級躍遷

χ射線來自內層電子能級的躍遷光學光譜區(qū)紫外光來自原子和分子外層電子能級的躍遷可見光紅外光來自分子振動和轉動能級的躍遷波譜區(qū)微波來自分子轉動能級及電子自旋能級躍遷無線電波來自原子核自旋能級的躍遷(10-3~10nm)(10nm~10μm)(0.1cm~1000m)電磁波譜：γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線電波10-20.1nm10nm102nm103nm0.1cm100cm1cm103m|||||||波長

短長2022/11/19紫外--可見光在電磁波譜中的位置電磁輻射本質是一樣的，區(qū)96（二）原子光譜與分子光譜1、原子光譜：氣態(tài)原子或離子外層電子在不同能級間躍遷而產生的光譜。包括：原子吸收、原子放射、原子熒光光譜等。原子吸收輻射能條件：原子光譜為一條條彼此分立的線狀光譜。2、分子光譜：在輻射能作用下，分子內能級間的躍起遷產生的光譜。包括：分子吸收、分子熒光光譜等。分子光譜產生的機制與原子光譜相同，但復雜得多，包括：電子運動、原子間振動、分子轉動三種不同運動。2022/11/19（二）原子光譜與分子光譜1、原子光譜：97分子吸收外來輻射能后，其能量改變（ΔE）為：ΔE=ΔEe+ΔEv+ΔEr對多數(shù)分子而言，ΔEe（電子）約為1-20ev，紫外可見ΔEv（振動）約為0.05-1ev，近紅外、中紅外區(qū)ΔEr（轉動）小于0.05ev，遠紅外、微波區(qū)ΔEe>ΔEv>ΔEr因無法獲得純粹的振動光譜和電子光譜，故分子光譜為帶狀光譜。分子光譜2022/11/19分子吸收外來輻射能后，其能量改變（ΔE）為：分子光譜202298（三）吸收光譜與發(fā)射光譜1、吸收光譜：物質由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)時，對輻射能選擇性吸收而得到的原子或分子光譜。(1)紫外分光光度法(UV):λ∈(200~400nm),用于有機物定性、定量、結構分析。(2)可見分光光度法(Vis):λ∈(400~760nm),用于有色物質定量分析。(3)紅外分光光度法(IR):λ∈(2.5~50μm),用于有機物結構分析。(4)核磁共振譜(NMR)：原子核吸收無線電波，發(fā)生核自旋級躍

遷，產生光譜。用于分子結構分析。2022/11/19（三）吸收光譜與發(fā)射光譜1、吸收光譜：物質由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)99原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級躍遷分子吸收/發(fā)射光譜法：分子外層電子能級躍遷物質由激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)而產生的原子或分子光譜。包括：原子發(fā)射光譜、原子或分子熒光光譜、分子磷光光譜等。2、發(fā)射光譜：2022/11/19原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級躍遷物質由激發(fā)態(tài)躍遷至1002.1.2物質對光的選擇性吸收●物質的顏色由物質與光的相互作用方式?jīng)Q定?！袢搜勰芨杏X到的光稱可見光，波長范圍是：400~760nm。表13-2●讓白光通過棱鏡，能色散出紅、橙、黃、綠、藍、紫等各色光?！駟紊猓簡我徊ㄩL的光●復合光：由不同波長的光組合而成的光，如白光。●光的互補：若兩種不同顏色的單色光按一定比例混合得到白光，

稱這兩種單色光為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。2022/11/192.1.2物質對光的選擇性吸收●物質的顏色由物質與光的相互101物質的顏色：是由于物質對不同波長的光具有選擇性吸收而產生。

即物質的顏色是它所吸收光的互補色。無色溶液：透過所有顏色的光有色溶液：透過光的顏色黑色：吸收所有顏色的光白色：反射所有顏色的光物質的本色2022/11/19物質的顏色：是由于物質對不同波長的光具有選擇性吸收而產生。102完全吸收完全透過吸收黃光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復合光藍光無色黑色物質的顏色與光的關系2022/11/19完全吸收完全透過吸收黃光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復合光藍光無色黑103基于物質吸收紫外或可見光引起分子中價電子躍遷、產生分子吸收光譜與物質組分之間的關系建立起來的分析方法，稱為紫外可見分光光度法（UV-vis）。2.1.3紫外-可見分光光度法特點（1）靈敏度高，可測到10-7g/ml。（2）準確度好，相對誤差為1%-5%，滿足微量組分測定要求。（3）選擇性好，多種組分共存，無需分離直接測定某物質。（4）操作簡便、快速、選擇性好、儀器設備簡單、便宜。（5）應用廣泛，無機、有機物均可測定。2022/11/19基于物質吸收紫外或可見光引起分子中價電子躍遷、產生分子104第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectrophotometry第二節(jié)

紫外-可見分光光度法的基本原理

2.2.1透光率（透光度）和吸收度2.2.2光的吸收定律2.2.3吸光系數(shù)2.2.4吸收光譜（吸收曲線）2.2.5偏離光的吸收定律原因2022/11/19第二章

紫外-可見吸收光譜法

UV-VISspectr105第二節(jié)紫外-可見分光光度法的基本原理2.2.1透光率（透光度）和吸收度①透光率T定義：T取值為0.0%~100.0%T=0.0%：光全吸收T=100.0%：光全透過②吸光度（吸收度）AT=ItI0×100%顯然，T↑，溶液吸收度↓；T↓，溶液吸收度↑。即透光率T反映溶液對光吸收程度，通常用1/T反映吸光度。定義：A=lg1T=-lgT=lgI0ItA=-lgT,T=10-AtI0=It+Ia+Ir吸收光反射光透過光Ia③T與A