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概述通過測定分子對紫外-可見光的吸收對物質進行定性和定量分析。λ

：190~750nm概述通過測定分子對紫外-可見光的吸收對物質進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

當溶液中含有多種對光產(chǎn)生吸收的物質，且各組分之間不存在相互作用時，則該溶液對波長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

當吸收池的厚度b恒定時，以吸光度對濃度作圖應得到一條通過原點的直線。但在實際工作中，測得的吸光度和濃度之間的線性關系常出現(xiàn)偏差，即不再遵守比爾定律。3、比爾定律的局限性當吸收池的厚度b恒定時，以吸光度對濃度作引起偏離比爾定律的原因嚴格的說，比爾定律只適用于稀溶液（c<0.01mol/L)；當c>0.01mol/L時，將引起吸收組分間的平均距離減小，以至于每個粒子都可影響其相鄰粒子的電荷分布，導致它們的摩爾吸收系數(shù)ε發(fā)生改變，從而吸收給定波長的能力發(fā)生變化。由于相互作用的程度與其濃度相關，故使吸光度和濃度間的線性關系偏離了比爾定律。（1）比爾定律本身的局限性引起偏離比爾定律的原因嚴格的說，比爾定律只適用于稀溶液（c<（2）化學偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、溶劑化反應，產(chǎn)生的生成物與分析物具有不同的吸收光譜，出現(xiàn)化學偏離。這些反應的進行，會使吸光物質的濃度與溶液的示值濃度不成比例變化，因而測量結果將偏離比爾定律。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1、儀器的基本構造

由光源、單色器、吸收池、檢測器、信號處理和讀出裝置五部分構成2、儀器類型

主要有：單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和多通道分光光度計二、紫外-可見分光光度計1、儀器的基本構造（1）單光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池（1）單光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池（2）雙光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池斬光器（2）雙光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池斬光器（3）雙波長分光光度計

只與待測物有關光源單色器1檢測器試樣池單色器2斬光器（3）雙波長分光光度計

只與待測物有關光源單色器1檢測器試樣（4）多通道分光光度計

以光極管陣列作檢測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

以光極管陣列作檢測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λ為橫坐標，以吸光度A為縱坐標所繪制的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、有機化合物的紫外-可見吸收光譜從化學鍵的性質看，與紫外-可見吸收光譜有關的價電子主要有三種：σ電子，π電子，n電子（孤對電子）。

根據(jù)分子軌道理論，這三種電子的能級高低為：σ<π<n<π*<σ*1、有機化合物的紫外-可見吸收光譜從化學鍵的性質看σ→σ*，σ→π*，π→σ*對應的吸收光譜處于遠紫外區(qū)，研究少。三種價電子可能產(chǎn)生六種形式電子躍遷：σ→σ*，σ→π*，π→σ*對應的吸收光譜處于遠紫（1）

n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)某些含有氧、氮、硫、鹵素等雜原子的基團（如—NH2、—OH、—SH、—X等）的有機物可產(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，為強吸收帶。例如：含有π電子的基團：（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：（3）n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L（4）

電荷轉移躍遷：某些分子同時具有電子給予體和電子接受體，它們在外來輻射照射下會強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移躍遷，其相應的吸收光譜稱為電荷轉移吸收光譜。電荷轉移躍遷實質上是一個內(nèi)氧化還原過程。（4）電荷轉移躍遷：某些分子同時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)電荷轉移躍遷的吸收帶。電荷轉移吸收帶的特點：譜帶較寬；吸收強度大，ε>

104L·mol-1·cm-1

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

電荷轉移躍遷：許多無機絡合物也有電荷轉移躍遷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、無機化合物的紫外-可見吸收光譜（1）電荷轉移躍遷：許多不少過渡金屬離子與含生色團的試劑反應所生成的絡合物以及吸收許多水合無機離子，均可產(chǎn)生電荷轉移躍遷。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渡金屬離子與含生色團的試劑反應例如：hvCl-(H一些具有d10電子結構的過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+電荷轉移吸收光譜圖一些具有d10電子結構的過渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如荷移光譜的波長位置，取決于電子給予體和電子接受體相應的電子軌道的能量差。中心離子氧化能力越強，

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

一般εmax>

104L·mol-1·cm-1

荷移光譜的波長位置，取決于電子給予體和中心離子氧化能力越強（2）

配位場躍遷：元素周期表中第4、第5

周期過渡元素分別含有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。但在絡合物中，由于配體的影響，過渡元素的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的作用下才有可能產(chǎn)生，因此又稱配位場躍遷。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）配位場躍遷：元素周期表中第4、第5周期過渡元素分3、常用術語（1）

生色團生色團是指分子中能吸收紫外或可見光的基團，它實際上是一些具有不飽和鍵和含有孤對電子的基團。例如：3、常用術語（1）生色團生色團是指分子中能吸收紫外或可見如化合物分子含有數(shù)個生色團，但它們之間無共軛作用，那么吸收光譜將包含這些個別生色團原有的吸收帶。如兩個生色團彼此相鄰形成共軛體系，那么原來各自生色團的吸收帶就會消失，同時會出現(xiàn)新的吸收帶。如化合物分子含有數(shù)個生色團，但它們之如兩個生色團彼此相鄰（2）

助色團助色團是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團相連時，能使生色團的吸收峰向長波方向移動，并使其吸收強度增強的基團。例如：—NH2

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

紅移和藍移在有機化合物中，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發(fā)生移動。向長波方向移動稱為紅移向短波方向移動稱為藍移（3）紅移和藍移在有機化合物中，常常因取代基的變更或溶劑（4）

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

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

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

共軛體系加長，λ增加，強度增加。（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點：（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細結構吸收帶。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電子的能級躍遷；分子的內(nèi)部結構；外部環(huán)境。4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價電子的能級躍遷；（1）

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

溶劑效應溶劑極性對光譜精細結構的影響溶劑極性增加溶劑與溶質之相互作用增強溶質分子的振動受到限制振動引起的精細結構消失/nmHCN

NN

NCH對稱四嗪水中環(huán)己烷中蒸汽中500 555對稱四嗪的吸收光譜（2）溶劑效應溶劑極性對光譜精細結構的影響溶劑極性增加溶劑極性對π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時，由π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移。溶劑極性對π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時，由π→溶劑極性對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異丙叉丙酮的π→π*和n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性對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；能很好的溶解被測物，且形成的溶液具有良好的化學和光化學穩(wěn)定性；溶劑在試樣的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。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用定性分析結構分析定量分析物理化學常數(shù)的測定分子量絡合比，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用定性分析分子量1、定性分析無機元素：應用較少原子發(fā)射光譜X射線熒光光譜ICP-MS經(jīng)典的化學分析方法有機化合物：應用有一定的局限性簡單，特征性不強大多數(shù)簡單官能團只有微弱吸收或無吸收主要適用于不飽和有機物，特別是共軛體系的鑒定1、定性分析無機元素：應用較少（1）

比較法（2）

最大吸收波長計算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲線形狀吸收峰數(shù)目最大吸收波長相應摩爾吸光系數(shù)用經(jīng)驗規(guī)則計算最大吸收波長（1）比較法（2）最大吸收波長計算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲2、結構分析順反異構體的判別互變異構體的判別構象的判別可以確定一些化合物的構型和構象2、結構分析順反異構體的判別可以確定一些化合物的構型和構象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定，可選擇兩個適當?shù)牟ㄩL，在這兩個波長處干擾組分具有相等的吸光度，因而可達到消除干擾的效果。

若,則（3）

雙波長分光光度法雙組分混合物中某一組分的測定，可選擇兩基本條件：（1）干擾組分在這兩個波長應具有相同的吸光度（2）待測組分在這兩個波長的吸收差值應足夠大，

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

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

1＝262.5nm

2＝277.0nm應用等吸收法時，其前提是干擾成分A1

＝A

2，然而對某些試樣的定量測定，由于干擾組分的吸收曲線只呈陡坡而沒有吸收峰，因而在波長選擇上受到限制，如P35頁圖。例2：間苯二甲酸存在下對苯二甲酸的測定應用等吸收法時，其前提雙波長分光光度計的改進

差示信號：

ΔS＝K1Aλ1－K2Aλ2Aλ1＝aλ1＋bλ2Aλ2＝aλ2＋bλ2

ΔS＝K1(aλ1＋bλ2)－K2(aλ2＋bλ2)

＝(K1aλ1－K2aλ2)+(K1bλ1－K2bλ2)

若測定混合物中的A，消除B的干擾，

調(diào)節(jié)儀器的信號放大器，使

K1bλ1－K2bλ2＝0ΔS

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

∴凈A2和分析成份濃度的關系∵⊿R3P∽⊿MNP56三波長光度法分析的應用例：Sc－氨基酸偶氮膦

La－氨基酸偶氮膦測La。三波長光度法分析的應用例：Sc－氨基酸偶氮膦(4)導數(shù)吸收光譜分析

（DerivativeSpectroscopy)導數(shù)吸收光譜理論在雙波長光度計上，如使用的兩波長1和2很接近，進行同時掃描，并保持兩波長差Δ不變，便可獲得一階導數(shù)光譜。ΔA＝A1－A2

導數(shù)光譜即吸光度隨波長變化率對波長的曲線。對n階導數(shù)而言導數(shù)光譜(4)導數(shù)吸收光譜分析

（DerivativeSpe導數(shù)吸收光譜分析的優(yōu)點:（1）導數(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，斜線一階導數(shù)為常數(shù)的，二階導數(shù)為0，故可消除背景干擾。導數(shù)吸收光譜分析的優(yōu)點:當I0為常數(shù)當I0為常數(shù)60

吸收曲線峰值處吸收曲線峰值處61當時以此類推對上式再求導，得：當時以此類推對上式再求導，得：62導數(shù)信號與被測物濃度c的關系I0為常數(shù)導數(shù)信號與被測物濃度c的關系I0為常數(shù)二階導數(shù)方程式的推導：二階導數(shù)方程式的推導：64當時，上式為：三階導數(shù)方程式的推導：由：得：當時，上式為：三階導數(shù)方程式的推導：65光強對波長的二階和三階導數(shù)與濃度成線性關系。推廣到n階：當時光強對波長的二階和三階導數(shù)與濃度成線性關系。當66導數(shù)光譜的獲得

1、電子學方法（1）電子微分法用RC微分電路將儀器的輸出信號(I)對時間(t)微分得到(dI/dt)令波長掃描速度d/dt為常數(shù)k導數(shù)光譜的獲得1、電子學方法令波長掃描速度d67（2）數(shù)值微分法將譜線數(shù)據(jù)以數(shù)值形式表達并用電子計算機進行原始數(shù)據(jù)的平滑、平均和微分等數(shù)值處理，然后輸出導數(shù)信號。（2）數(shù)值微分法682、光學方法（1）雙波長分光光度法在波長間隔足夠少在掃描時保持Δ為k2、光學方法在掃描時保持Δ為k69（2）波長調(diào)制是目前最廣泛應用于獲得導數(shù)光譜的技術，最常見的是正弦調(diào)制。在吸收光譜中，透過光強度是波長的函數(shù)，若在給定波長0處用泰勒收斂展開，則有：當表示為時間函數(shù)，即以（2）波長調(diào)制當表示為時間函數(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階導數(shù)項（n為奇數(shù)），當d值很小時，In(0)以外，d的其它高次方項可以忽略。此時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。同時只需將透過光中所含的sin(ωt)，cos(2ωt)……等的信頻成份進行檢波，即可得到相應的一階，二階……等導數(shù)信號。調(diào)制方法使波長呈周期性變化，使波長振蕩在sin(ωt)的振幅中包含I(0)的n階導數(shù)項（n為奇數(shù)導數(shù)曲線的波型特征1、奇階導數(shù)2、偶階導數(shù)3、導數(shù)階數(shù)的增加，譜帶越加變銳，帶寬變窄4、譜帶的極值隨導數(shù)的階數(shù)增加而增大導數(shù)曲線的波型特征1、奇階導數(shù)圖

吸收光譜曲線（a）及其1階至4階導數(shù)曲線（b－e）

圖吸收光譜曲線（a）及其1階至4階導數(shù)曲線（b－e）四、導數(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、導數(shù)的光譜求值方法1、峰谷法圖

導數(shù)光譜的圖解測定法

圖導數(shù)光譜的圖解測定法導數(shù)光譜的分析應用1、白蛋白的分析2、工業(yè)廢水中苯胺和苯酚的同時測定導數(shù)光譜的分析應用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概述通過測定分子對紫外-可見光的吸收對物質進行定性和定量分析。λ

：190~750nm概述通過測定分子對紫外-可見光的吸收對物質進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

當溶液中含有多種對光產(chǎn)生吸收的物質，且各組分之間不存在相互作用時，則該溶液對波長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

當吸收池的厚度b恒定時，以吸光度對濃度作圖應得到一條通過原點的直線。但在實際工作中，測得的吸光度和濃度之間的線性關系常出現(xiàn)偏差，即不再遵守比爾定律。3、比爾定律的局限性當吸收池的厚度b恒定時，以吸光度對濃度作引起偏離比爾定律的原因嚴格的說，比爾定律只適用于稀溶液（c<0.01mol/L)；當c>0.01mol/L時，將引起吸收組分間的平均距離減小，以至于每個粒子都可影響其相鄰粒子的電荷分布，導致它們的摩爾吸收系數(shù)ε發(fā)生改變，從而吸收給定波長的能力發(fā)生變化。由于相互作用的程度與其濃度相關，故使吸光度和濃度間的線性關系偏離了比爾定律。（1）比爾定律本身的局限性引起偏離比爾定律的原因嚴格的說，比爾定律只適用于稀溶液（c<（2）化學偏離分析物與溶劑發(fā)生締合、解離、溶劑化反應，產(chǎn)生的生成物與分析物具有不同的吸收光譜，出現(xiàn)化學偏離。這些反應的進行，會使吸光物質的濃度與溶液的示值濃度不成比例變化，因而測量結果將偏離比爾定律。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1、儀器的基本構造

由光源、單色器、吸收池、檢測器、信號處理和讀出裝置五部分構成2、儀器類型

主要有：單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和多通道分光光度計二、紫外-可見分光光度計1、儀器的基本構造（1）單光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池（1）單光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池（2）雙光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池斬光器（2）雙光束分光光度計

光源單色器參比池檢測器試樣池斬光器（3）雙波長分光光度計

只與待測物有關光源單色器1檢測器試樣池單色器2斬光器（3）雙波長分光光度計

只與待測物有關光源單色器1檢測器試樣（4）多通道分光光度計

以光極管陣列作檢測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

以光極管陣列作檢測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λ為橫坐標，以吸光度A為縱坐標所繪制的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、有機化合物的紫外-可見吸收光譜從化學鍵的性質看，與紫外-可見吸收光譜有關的價電子主要有三種：σ電子，π電子，n電子（孤對電子）。

根據(jù)分子軌道理論，這三種電子的能級高低為：σ<π<n<π*<σ*1、有機化合物的紫外-可見吸收光譜從化學鍵的性質看σ→σ*，σ→π*，π→σ*對應的吸收光譜處于遠紫外區(qū)，研究少。三種價電子可能產(chǎn)生六種形式電子躍遷：σ→σ*，σ→π*，π→σ*對應的吸收光譜處于遠紫（1）

n→σ*躍遷：吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)某些含有氧、氮、硫、鹵素等雜原子的基團（如—NH2、—OH、—SH、—X等）的有機物可產(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，為強吸收帶。例如：含有π電子的基團：（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：（3）n→π*躍遷：近紫外-可見光區(qū)，ε<100L（4）

電荷轉移躍遷：某些分子同時具有電子給予體和電子接受體，它們在外來輻射照射下會強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移躍遷，其相應的吸收光譜稱為電荷轉移吸收光譜。電荷轉移躍遷實質上是一個內(nèi)氧化還原過程。（4）電荷轉移躍遷：某些分子同時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)電荷轉移躍遷的吸收帶。電荷轉移吸收帶的特點：譜帶較寬；吸收強度大，ε>

104L·mol-1·cm-1

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

電荷轉移躍遷：許多無機絡合物也有電荷轉移躍遷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、無機化合物的紫外-可見吸收光譜（1）電荷轉移躍遷：許多不少過渡金屬離子與含生色團的試劑反應所生成的絡合物以及吸收許多水合無機離子，均可產(chǎn)生電荷轉移躍遷。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渡金屬離子與含生色團的試劑反應例如：hvCl-(H一些具有d10電子結構的過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+電荷轉移吸收光譜圖一些具有d10電子結構的過渡元素所形成的鹵化物及硫化物，如荷移光譜的波長位置，取決于電子給予體和電子接受體相應的電子軌道的能量差。中心離子氧化能力越強，

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

一般εmax>

104L·mol-1·cm-1

荷移光譜的波長位置，取決于電子給予體和中心離子氧化能力越強（2）

配位場躍遷：元素周期表中第4、第5

周期過渡元素分別含有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。但在絡合物中，由于配體的影響，過渡元素的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的作用下才有可能產(chǎn)生，因此又稱配位場躍遷。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）配位場躍遷：元素周期表中第4、第5周期過渡元素分3、常用術語（1）

生色團生色團是指分子中能吸收紫外或可見光的基團，它實際上是一些具有不飽和鍵和含有孤對電子的基團。例如：3、常用術語（1）生色團生色團是指分子中能吸收紫外或可見如化合物分子含有數(shù)個生色團，但它們之間無共軛作用，那么吸收光譜將包含這些個別生色團原有的吸收帶。如兩個生色團彼此相鄰形成共軛體系，那么原來各自生色團的吸收帶就會消失，同時會出現(xiàn)新的吸收帶。如化合物分子含有數(shù)個生色團，但它們之如兩個生色團彼此相鄰（2）

助色團助色團是指本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團相連時，能使生色團的吸收峰向長波方向移動，并使其吸收強度增強的基團。例如：—NH2

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

紅移和藍移在有機化合物中，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發(fā)生移動。向長波方向移動稱為紅移向短波方向移動稱為藍移（3）紅移和藍移在有機化合物中，常常因取代基的變更或溶劑（4）

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

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

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

共軛體系加長，λ增加，強度增加。（7）K帶由共軛體系的π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶。特點：（8）B帶由芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細結構吸收帶。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電子的能級躍遷；分子的內(nèi)部結構；外部環(huán)境。4、影響紫外-可見吸收光譜的因素分子中價電子的能級躍遷；（1）

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

溶劑效應溶劑極性對光譜精細結構的影響溶劑極性增加溶劑與溶質之相互作用增強溶質分子的振動受到限制振動引起的精細結構消失/nmHCN

NN

NCH對稱四嗪水中環(huán)己烷中蒸汽中500 555對稱四嗪的吸收光譜（2）溶劑效應溶劑極性對光譜精細結構的影響溶劑極性增加溶劑極性對π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時，由π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移。溶劑極性對π→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性增大時，由π→溶劑極性對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異丙叉丙酮的π→π*和n→π*躍遷譜帶的影響溶劑極性對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；能很好的溶解被測物，且形成的溶液具有良好的化學和光化學穩(wěn)定性；溶劑在試樣的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。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用定性分析結構分析定量分析物理化學常數(shù)的測定分子量絡合比，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用定性分析分子量1、定性分析無機元素：應用較少原子發(fā)射光譜X射線熒光光譜ICP-MS經(jīng)典的化學分析方法有機化合物：應用有一定的局限性簡單，特征性不強大多數(shù)簡單官能團只有微弱吸收或無吸收主要適用于不飽和有機物，特別是共軛體系的鑒定1、定性分析無機元素：應用較少（1）

比較法（2）

最大吸收波長計算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲線形狀吸收峰數(shù)目最大吸收波長相應摩爾吸光系數(shù)用經(jīng)驗規(guī)則計算最大吸收波長（1）比較法（2）最大吸收波長計算法鑒定依據(jù)：吸收光譜曲2、結構分析順反異構體的判別互變異構體的判別構象的判別可以確定一些化合物的構型和構象2、結構分析順反異構體的判別可以確定一些化合物的構型和構象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定，可選擇兩個適當?shù)牟ㄩL，在這兩個波長處干擾組分具有相等的吸光度，因而可達到消除干擾的效果。

若,則（3）

雙波長分光光度法雙組分混合物中某一組分的測定，可選擇兩基本條件：（1）干擾組分在這兩個波長應具有相同的吸光度（2）待測組分在這兩個波長的吸收差值應足夠大，

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

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

1＝262.5nm

2＝277.0nm應用等吸收法時，其前提是干擾成分A1

＝A

2，然而對某些試樣的定量測定，由于干擾組分的吸收曲線只呈陡坡而沒有吸收峰，因而在波長選擇上受到限制，如P35頁圖。例2：間苯二甲酸存在下對苯二甲酸的測定應用等吸收法時，其前提雙波長分光光度計的改進

差示信號：

ΔS＝K1Aλ1－K2Aλ2Aλ1＝aλ1＋bλ2Aλ2＝aλ2＋bλ2

ΔS＝K1(aλ1＋bλ2)－K2(aλ2＋bλ2)

＝(K1aλ1－K2aλ2)+(K1bλ1－K2bλ2)

若測定混合物中的A，消除B的干擾，

調(diào)節(jié)儀器的信號放大器，使

K1bλ1－K2bλ2＝0ΔS

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

∴凈A2和分析成份濃度的關系∵⊿R3P∽⊿MNP133三波長光度法分析的應用例：Sc－氨基酸偶氮膦

La－氨基酸偶氮膦測La。三波長光度法分析的應用