紫外可見分子熒光儀器分析

紫外可見分子熒光儀器分析1第一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日方法特點

基于物質(zhì)吸收紫外或可見光引起分子中價電子躍遷、產(chǎn)生分子吸收光譜與物質(zhì)組分之間的關(guān)系建立起來的分析方法，稱為紫外可見分光光度法（UV-vis）。1.用于無機物和有機物的定量分析，也可以進行有機物的定性及結(jié)構(gòu)分析2.較高的靈敏度（10-4～10-7g·mL-1）和較高準確度，選擇性好3.儀器操作簡單快速，應(yīng)用廣泛2第二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容一概述二光的吸收定律（朗伯－比爾定律）三儀器介紹四分析條件的選擇五應(yīng)用3第三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日一概述1.1電磁輻射的選擇吸收

當光照射到物體上，光與物質(zhì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生反射、散射、吸收或透射，對于均勻物體，光的散射可忽略．一束光通過某一有色溶液，一些波長的光被溶液吸收，另一些波長的光則透過．透過光或反射光刺激人眼而使人感覺到顏色存在．

4第四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日可見光：400-750nm；溶液的顏色由透射光波長決定；物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是物質(zhì)對不同波長的光選擇性吸收的結(jié)果．如CuSO4溶液，吸收白光(復合光)中的黃光而呈藍色．

單色光，復合光，互補色光5第五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補關(guān)系吸收光物質(zhì)顏色顏色波長/nm

黃綠紫400~450

黃藍450~480橙綠藍480~490紅藍綠490~500紫紅綠500~560紫黃綠560~580藍黃580~600綠藍橙600~650藍綠紅650~7806第六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

1.2分子吸收光譜的產(chǎn)生

在分子中，除了電子相對于原子核的運動外，還有核間相對位移引起的振動和轉(zhuǎn)動．這三種運動能量都是量子化的，并對應(yīng)有一定能級．若用△Ee,△Ev,△Er分別表示電子能級、振動能級轉(zhuǎn)動能級差，即有△Ee△Ev

△Er．分子躍遷時，分子中總的內(nèi)能變化：E分子=△Ee

+△Ev

+△Er一概述7第七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

對多數(shù)分子而言，ΔEe（電子）約為1-20ev，紫外可見(帶光譜）；ΔEv（振動）約為0.05-1ev，近紅外、中紅外區(qū)（帶光譜）；ΔEr（轉(zhuǎn)動）小于0.05ev，遠紅外、微波區(qū)8第八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日一概述1.3吸收的本質(zhì)--選擇性當入射光子的能量等于吸光物質(zhì)的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差時才會被吸收．由于物質(zhì)的分子（或離子）只有有限數(shù)目的量子化能級，所以物質(zhì)對輻射的吸收是有選擇性的．與光子碰撞發(fā)生能量轉(zhuǎn)移：

M+hvM*

基態(tài)激發(fā)態(tài)9第九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日由于分子中的量子化能級是有限的，不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的量子化能級，能級差不同，因此物質(zhì)對光的吸收具有選擇性．被激發(fā)的粒子在10-8s后又回到基態(tài)，并以熱的形式或熒光等形式釋放能量10第十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日一概述1.4吸收曲線１定義：將不同波長的光透過某一固定濃度和厚度的有色溶液，測量每一波長下對光吸收程度，以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，這種圖譜稱為該物質(zhì)的吸收曲線．描述了物質(zhì)對不同波長光的吸收能力．11第十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日定性依據(jù)

吸收峰→λmax吸收谷→λmin肩峰→3末端吸收→4次峰或第二峰→112第十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日２特征不同濃度的同一物質(zhì)，在吸收峰附近，吸光度隨濃度增加而增大，但最大吸收波長不變．在最大吸收波長處測定，靈敏度最高．吸收曲線是光度法中選擇測定波長的重要依據(jù)．

KMnO4溶液的最大吸收波長為525nm,吸收黃綠色的光，呈現(xiàn)紫紅色．13第十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日定性分析與定量分析的基礎(chǔ)定性分析基礎(chǔ)定量分析基礎(chǔ)ABA在一定的實驗條件下，物質(zhì)對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。AC增大物質(zhì)對光的選擇吸收14第十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日透過光的強度(Ⅰt)和入射光強度(Ⅰo)之比稱為透光度（T)：

T=Ⅰt/Ⅰo為表示物質(zhì)吸收光的程度引入吸光度(A)概念：2.1透光度和吸光度二光的吸收定律15第十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.2朗伯比爾定律朗伯定律（1760年）：光吸收與溶液層厚度成正比比爾定律（1852年）：光吸收與溶液濃度成正比當一束平行單色光垂直照射到任一均勻非散射的含有吸光物質(zhì)介質(zhì)時，吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比——朗伯比爾定律

16第十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

數(shù)學表達：A＝lg(1/T)=Kbc其中，A:吸光度，T:透射比，K:比例常數(shù)，b:溶液厚度，c:溶液濃度k與物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長及溫度等因素有關(guān)．吸光系數(shù)(a)

當c以g·L-1,b以cm表示時，常數(shù)K以a表示，稱為吸光系數(shù)，單位為L·g-1·cm-1

此時吸收定律為：A=abc17第十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日摩爾吸光系數(shù)(ε)

濃度c用mol·L-1，液層厚度b以cm為單位時，則K用另ε來表示，ε稱為摩爾吸光系數(shù)，其單位為L·mol-1·cm-1,摩爾吸光系數(shù)表示物質(zhì)濃度為1mol·L-1，液層厚度為1cm時，溶液的吸光度．此時，吸收定律為A=εbc不能直接取1mol·L-1這樣高濃度的吸光物質(zhì)溶液來測量其摩爾吸光系數(shù)，只能通過計算求得．18第十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日摩爾吸光系數(shù)表明物質(zhì)對某一波長光的吸收能力，ε愈大，表示該物質(zhì)對某波長光的吸收能力愈強，測定的靈敏度就愈高，因此進行吸收測量時，為了提高分析的靈敏度，必須選擇摩爾吸光系數(shù)大的化合物，以及選擇具有最大ε值的波長作入射光．實際上由實驗結(jié)果計算ε時，常以被測物質(zhì)的總濃度代替吸光物質(zhì)的濃度，則得到的ε值實際上是表觀摩爾吸光系數(shù)．19第十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日吸光度具有加和性．在某一波長，溶液中含有對該波長的光產(chǎn)生吸收的多種物質(zhì)，那么溶液的總吸光度等于溶液中各個吸光物質(zhì)的吸光度之和：A1=e1bc1

A2=e2bc2

A

=e1bc1+e2bc2根據(jù)吸光度的加和性可以進行多組分的測定以及某些化學反應(yīng)平衡常數(shù)的測定各物間無相互作用，則測得的吸光度為各種吸光物質(zhì)吸光度之和。20第二十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.3

吸收的測量

I0和I在實驗室中都不容易加以測量，這是因為待測溶液必須裝在吸收池內(nèi)，輻射和器壁將相互作用，從而會因反射或吸收在每個界面上造成輻射強度的損失，因此在實際測定工作中，取另一個完全相同的吸收池，裝溶劑作參比進行測定．21第二十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日22第二十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.4

應(yīng)用比爾定律的局限性

標準曲線應(yīng)當成直線，但是當濃度大時，標準曲線不成直線的情形，特別是明顯地看到標準曲線向濃度軸彎曲，個別情形也有向吸光度軸彎曲者．原因是多方面的，有的屬于定律本身的基本限制，有的則同測定吸收的方法有關(guān)，或者是濃度改變時伴隨著化學變化．23第二十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日24第二十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.4.1.比爾定律的基本限制１)朗伯定律總是適用的．吸光度與液層厚度成正比．２)比爾定律的條件比爾定律只有在描述稀溶液的吸收時才是正確．(原因）吸光物質(zhì)的高濃度（負偏離）電解質(zhì)的高濃度（負偏離）25第二十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日正偏差：

在理想狀況下，吸光物質(zhì)的光學性質(zhì)必須是均勻的，當試樣為膠體、乳狀液或有懸浮物質(zhì)存在時，入射光通過溶液后，有一部分光會因散射而損失，使吸光度增大，對Beer定律產(chǎn)生正偏差．質(zhì)點的散射強度是與入射光波長的四次方成反比的，所以散射對紫外區(qū)的測定影響更大．26第二十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.4.2.非單色光引起的偏離

比爾定律只適用于單色光，實際中入射光用的是復合光。實際上，在測量中，只要在入射光所包括的波長范圍內(nèi)，吸光物質(zhì)的吸光系數(shù)沒多大差別，對比爾定律的偏離一般是很小的．由于溶液在紫外及可見區(qū)的吸收曲線一般比較平滑且較寬，這個條件容易達到，只需要所選用的入射輻射波長不在吸收曲線陡變部分即可。

27第二十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日標準曲線是吸光度A與濃度c的關(guān)系曲線，其斜率

當ε1=ε2=ε時，即當入射光為單色光時，上式變?yōu)?/p>

dA/dc=εb

標準曲線的斜率為一定值，即符合比爾定律．28第二十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日當入射光為復合光時（ε1ε2），標準曲線不再是直線關(guān)系，將式（5）對c微分，則

上式右邊恒為負值，說明用復合光作入射光時，標準曲線向濃度軸彎曲，使發(fā)生對于比爾定律的偏離．

ε1與ε2相差愈大，吸收池愈厚，偏離比爾定律愈嚴重．29第二十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日30第三十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2.4.3溶液中化學反應(yīng)引起的偏離吸光物質(zhì)的離解、締合、形成新化合物及互變異構(gòu)等化學變化往往也造成偏離比爾定律的現(xiàn)象．依吸光物質(zhì)的性質(zhì)，溶液中化學平衡的知識，對偏離加以預(yù)防和終止，也必須嚴格控制顯色反應(yīng)的條件，獲得較好的測量結(jié)果．

31第三十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日三紫外及可見吸收測量用儀器

紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)是由五個部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)．32第三十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.1

光源白熾光源：鎢燈或鹵鎢燈－可見光源350～1000nm氣體放電光源：氫燈或氘燈－紫外光源200～600nm基本要求所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射足夠的輻射強度良好的穩(wěn)定性輻射能量隨波長的變化應(yīng)盡可能小33第三十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.2單色器

能從光源輻射的復合光中分出單色光的裝置其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的波長且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)．組成：狹縫、準直鏡、色散元件（棱鏡，光柵）棱鏡色散原理：依據(jù)不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開(1)玻璃棱鏡：由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)(2)石英棱鏡：石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域34第三十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(1)棱鏡的色散35第三十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

光柵原理：利用光的衍射與干涉作用制成的范圍：紫外、可見及紅外光域，而且在整個波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力優(yōu)點：它具有色散波長范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點缺點：各級光譜會重疊而產(chǎn)生干擾,可用二維色散技術(shù)克服（2）光柵的色散36第三十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.3試樣容器1.吸收池功能：用于盛放分析試樣2材料玻璃——能吸收UV光，僅適用于可見光區(qū)石英——不能吸收紫外光，適用于紫外和可見光區(qū)3要求：采用光程長度和透明性都相同的吸收池，以使能正確比較透過溶劑和試液的輻射強度匹配性（對光的吸收和反射應(yīng)一致），為減少光的損失，吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向37第三十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.4檢測器1功能：檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化的一種裝置2檢測器類型：光電池、光電管和光電倍增管3硒光電池：光的敏感范圍為300~800nm，其中500~600nm最為靈敏。一般用于低檔的分光光度計中4光電管：在紫外-可見分光光度計上應(yīng)用較為廣泛5光電倍增管：檢測微弱光最常用的光電元件，它的靈敏度比一般的光電管要高200倍，因此可使用較窄的單色器狹縫，從而對光譜的精細結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力38第三十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日對檢測器的要求響應(yīng)一個很大波長范圍內(nèi)的輻射能；對弱的輻射也應(yīng)有足夠的靈敏度；能快速回答一個容易放大而噪聲低的電信號；產(chǎn)生的電信號應(yīng)正比于投射到檢測器上的光束強度，且有寬的線性范圍．這是定量的基礎(chǔ)．39第三十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日光電管光電管是由封裝在真空透明泡中的一個半圓柱形陰極和一個絲（狀）陽極組成，陰極的凹面有光電發(fā)射材料層，在受光照射時，如果光子的能量超過陰極光電材料的功函數(shù)時，便有電子發(fā)射出來，所經(jīng)過的時間最多不超過10-9秒的數(shù)量級．當在兩級間加有電壓時，發(fā)射的電子就流向絲陽極而產(chǎn)生光電流，對于給定的照射光強度，它所產(chǎn)生電流大約為光電池的1/4，但光電管有很高的內(nèi)阻，所產(chǎn)生的光電流很容易放大．40第四十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日光電倍增管對于低輻射強度的測量，光電倍增管要比普通光電管優(yōu)越得多．一般說，它的靈敏度比光電管高200多倍．光電倍增管由陰極和多個附加極組成．光電倍增管易被強輻射損壞，所以只可用于低輻射強度的測量．因此光電倍增管必須安裝在暗室中，并仔細屏蔽雜散光的影響．41第四十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.5信號指示系統(tǒng)(讀數(shù)指示器)

作用：放大信號并以適當方式指示或記錄下來．常用的信號指示裝置：直讀檢流計、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動記錄裝置等．很多型號的分光光度計裝配有微處理機，一方面可對分光光度計進行操作控制，另一方面可進行數(shù)據(jù)處理．42第四十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.6紫外可見分光光度計的類型3.6.1單光束分光光度計單光束分光光度計光路示意如后圖所示(儀器部件)，經(jīng)單色器分光后的平行光通過吸收池，進入檢測器，進行吸光度的測定．其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適用于常規(guī)分析．屬于此類光度計的有國產(chǎn)72型、721型、723型、751型和752型等．結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析．43第四十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日單光束分光光度計可變波長單光束紫外-可見分光光度計示意圖44第四十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.6.2雙光束分光光度計45第四十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日將單色器所得的單色輻射，用切光器分成兩個光束，分別通過試樣溶液和溶劑溶液，這兩個光束可通過與前一切光器同步的另一切光器在不同時間內(nèi)交替由一個檢測器來接受，并通過一個光電計時信號系統(tǒng)把來自兩個光束的信號加以比較，獲得吸光度．46第四十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日雙光束分光光度計的優(yōu)點：雙光束分光光度計一般都能自動記錄吸收光譜曲線．雙光束儀器由于樣品溶液與溶劑的對比幾乎是同時進行的，光源和檢測系統(tǒng)的漂移可以得到一些補償．由于兩束光同時分別通過參比池和樣品池，還能自動消除光源強度變化所引起的誤差．47第四十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3.6.3雙波長分光光度計這種儀器是將一共同光源發(fā)出的輻射通過一特制的單色器，此單色器內(nèi)設(shè)有兩個可以單獨調(diào)節(jié)的光柵，經(jīng)光柵色散后，兩種波長的輻射交替通過切光器，又重新合并成同一光束，經(jīng)過試液后到達光電倍增管，儀器配有一個同步開關(guān)裝置以區(qū)別接通相應(yīng)于各光束的電信號，經(jīng)過儀器內(nèi)的電子學單元裝置可測量兩種波長的吸光度差值A(chǔ)，其方框圖如圖所示．48第四十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

根據(jù)兩波長λ1和λ2處吸光度差值A(chǔ)與吸光物質(zhì)濃度c的關(guān)系進行分析的．49第四十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日工作原理調(diào)節(jié)儀器使兩者入射光強度相同50第五十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日即在兩波長處吸光度差A(yù)與物質(zhì)濃度c成正比．51第五十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3-6光度測量誤差一、儀器測量誤差1測量誤差的來源光源的不穩(wěn)、檢測器不靈敏和光電流測量不準確等等，在儀器透光率讀數(shù)尺上表現(xiàn)為讀數(shù)誤差T．對于同一臺光度儀器，T基本上為一常數(shù)，一般為±0.01～±0.002．這個讀數(shù)誤差是限制光度分析準確度的主要原因．52第五十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日２透光率與濃度測量誤差T~c之間關(guān)系為對數(shù)性質(zhì)，同樣，T對不同濃度的溶液造成的c不同．當被測物質(zhì)濃度很小時，由T造成的c也很小，但由于濃度c本身很小，相對誤差c/c仍然較大．當被測物質(zhì)的濃度很大時，由T

造成的c很大，所以相對誤差c/c也較大．

53第五十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日只有當被測物質(zhì)濃度c在適當范圍時，即透光率T（或吸光度A）在適當范圍時，儀器的測量誤差所引起的結(jié)果的相對誤差才比較?。?/p>

依比爾定律

A=-lgT=abc

將上式寫成自然對數(shù)并微分54第五十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日濃度測量誤差不僅與儀器的絕對誤差有關(guān)，而且還與它本身的透光率有關(guān)．55第五十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日要使c/c最小，TInT應(yīng)最大，即：56第五十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日T=15~65%(A=0.2~0.8)范圍內(nèi)，濃度測量的相對誤差較?。瓵過大或過小，誤差非常大，不適于高含量或較低含量組分的測定．為了控制合適的讀數(shù)范圍，宜采取的方法有：1)控制溶液的濃度；2)選擇不同厚度的吸收池．57第五十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日二、測量條件的選擇１輻射波長和狹縫寬度的選擇根據(jù)吸收曲線，選擇溶液具有最大吸收時的波長為宜．優(yōu)點：摩爾系數(shù)大，測定靈敏度高；在此波長處的一個較小范圍內(nèi)，吸光度隨波長變化不大，不會造成對比爾定律的偏離，測定有較高的準確度．58第五十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日狹縫寬度

狹縫的寬度直接影響到測定的靈敏度和標準曲線的線性范圍．狹縫寬度增大，入射光的單色性降低，在一定程度上使靈敏度下降，標準曲線偏離比爾定律，狹縫的寬度以減小狹縫寬度時，試樣的吸光度不再增加為止．一般情況下，狹縫寬度約是吸收峰半寬度的1/10．59第五十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2控制適當?shù)奈舛确秶刂茦藴嗜芤汉捅粶y溶液的吸光度在0.2～0.8范圍內(nèi)．可以從控制溶液濃度和選擇不同厚度的吸收池來考慮．60第六十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3控制影響溶液吸收光譜的變量影響一種溶液吸收光譜的常見變量有溶液的酸度、溫度、高電解質(zhì)濃度、溶劑的性質(zhì)和存在的干擾物質(zhì)等．必須了解這些變量的影響，選擇控制這些變量的條件．61第六十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日4選擇適當?shù)膮⒈热芤嚎傇瓌t：試液的吸光度真正反映待測物的濃度．測量吸光度時，利用參比溶液來調(diào)節(jié)儀器的零點，可以消除由于吸收池器壁及溶劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差．

A=lgI0/I=I參比／I試液62第六十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日選擇參比溶液的原則僅待測物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤海麸@色劑或其它試劑略有吸收，應(yīng)用空白溶液（不加試樣）作參比．試樣中其它組份有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)，則當顯色劑無吸收時，選用試樣溶液作參比溶液（不加顯色劑）；當顯色劑略有吸收時，在試樣中加入適當掩蔽劑，再加顯色劑，以此溶液作參比溶液．63第六十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日三、顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇進行比色分析或光度分析時，常需把待測組份轉(zhuǎn)化為有色或有吸收的化合物，然后進行測定．顯色反應(yīng)：將待測組份轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)．顯色劑：與待測組份形成有色化合物的試劑．在分析工作中選擇合適的顯色反應(yīng)，并嚴格控制反應(yīng)條件，是十分重要的．64第六十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(一)顯色反應(yīng)的選擇

顯色反應(yīng)可分為兩大類，即絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，而絡(luò)合反應(yīng)是最重要的顯色反應(yīng)．同一組分常可與多種顯色劑反應(yīng)，生成不同的有色物質(zhì)，在分析時，究竟選用何種顯色反應(yīng)較適宜，應(yīng)考慮以下因素．65第六十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日1靈敏度足夠高光度法一般用于微量組分的測定，因此，選擇靈敏的顯色反應(yīng)是應(yīng)考慮的主要方面．摩爾吸光系數(shù)ε的大小是顯色色反應(yīng)靈敏度高低的重要標志，因此應(yīng)當選擇生成的有色物質(zhì)的ε較大的顯色反應(yīng)．一般來說，當ε值為104~105時，可認為該反應(yīng)靈敏度較高．66第六十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2選擇性好，干擾少，或干擾易消除選擇性好指顯色劑僅與一個組分或少數(shù)幾個組分發(fā)生顯色反應(yīng)．僅與某一種離子發(fā)生反應(yīng)者稱為特效的(或?qū)俚模╋@色劑．這種顯色劑實際上是不存在的，但是干擾較少或干擾易于除去的顯色反應(yīng)是可以找到的．67第六十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3顯色劑在測定波長處無明顯吸收這樣，試劑空白值小，可以提高測定的準確度．通常把兩種有色物質(zhì)最大吸收波長之差稱為“對比度”，一般要求顯色劑與有色化合物的對比度ΔL在60nm以上．68第六十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日4反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定，化學性質(zhì)穩(wěn)定對于形成不同絡(luò)合比的絡(luò)合反應(yīng)，必須注意控制實驗條件，使生成一定組成的絡(luò)合物，以免引起誤差．性質(zhì)穩(wěn)定，至少保證在測量過程中溶液的吸光度變化?。@就要求有色化合物不容易受外界環(huán)境條件的影響，如日光照射、空氣中的氧和二氧化碳的作用等，此外，亦不應(yīng)受溶液個其他化學因素的影響．否則將影響吸光度測定的準確度及再現(xiàn)性．69第六十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(二)顯色條件的選擇

吸光光度法是測定顯色反應(yīng)達到平衡時溶液的吸光度，因此要能得到準確的結(jié)果，必須從研究平衡著手，了解影響顯色反應(yīng)的因素，控制適當?shù)臈l件，使顯色反應(yīng)充全和穩(wěn)定．現(xiàn)對顯色的主要條件討論如下．70第七十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日1顯色劑用量顯色反從一般可用下式表示：

M十nR＝MRn(待測組分)

(顯色劑)(有色化合物)

或

71第七十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日式中M代表金屬離子，R為顯色劑，βn為絡(luò)合物的累積穩(wěn)定常數(shù)．由上式可見，當[R]固定時，從M轉(zhuǎn)化成MRn的轉(zhuǎn)化率將不發(fā)生變化．對穩(wěn)定性好的（即βn大）絡(luò)合物，只要顯色劑過量，顯色反應(yīng)即能定量進行．而對不穩(wěn)定的絡(luò)合物或可形成逐級絡(luò)合物時，顯色劑用量要過量很多或必須嚴格控制．72第七十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日根據(jù)溶液平衡原理，有色絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)愈大，顯色劑過量愈多，愈有利于待測組分形成有色絡(luò)合物．但是過量顯色劑的加入，有時會引起副反應(yīng)的發(fā)生，對測定反而不利．顯色劑的適宜用量常通過實驗來確定．73第七十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日其方法是將待測組分的濃度及其它條件固定，然后加入不同量的顯色劑，測定其收光度，繪制吸光度(A)濃度(c)關(guān)系曲線，一般可得到下圖所示三種不同的情況：

圖3-01吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系曲線74第七十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2酸度a)影響顯色劑的平衡濃度和顏色由于大多數(shù)有機顯色劑是有機弱酸，在溶液中存在著下列平衡：

M+HR＝MR+H+

增大H+，對顯色反應(yīng)不利．酸度改變，將引起平衡移動，從而影響顯色劑及有色化合物的濃度變化，可能引起配位基團(R-)數(shù)目的改變以致改變?nèi)芤旱念伾?5第七十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

b)影響被測金屬離子的存在狀態(tài)

酸度對待測離子存在狀態(tài)及是否發(fā)生水解也是有影響的．酸度太低，水解．水解反應(yīng)的存在對顯色反應(yīng)不利．發(fā)生成沉淀，則使顯色反應(yīng)無法進行．pH值增大會引起某些金屬離子水解而形成各種型體的羥基絡(luò)合物，甚至可能析出沉淀；或者由于生成金屬的氫氧化物沉淀而破壞了有色絡(luò)合物，使溶液的顏色完全退去．76第七十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日c)影響絡(luò)合物的組成對于生成逐級絡(luò)合物的顯色反應(yīng)，酸度不同，絡(luò)合物的絡(luò)合比往往不同，其顏色也往往不同．由于pH值不同，可形成具有不同配位數(shù)、不同顏色的配臺物．金屬離子與弱酸陰離子在酸性溶液中大多生成低配位數(shù)的配合物，可能并沒有達到陰離子的最大配位數(shù)．當pH值增大時，游離的陰離子濃度相應(yīng)增大，使得可能生成高配位效的化合物．77第七十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日如磺基水楊酸與Fe3+的顯色反應(yīng)，在不同酸度下，可能生成1:1、1:2和1:3三種顏色不同的絡(luò)合物，因此在用這類反應(yīng)進行測定時，控制溶液的pH至關(guān)重要．pH值范圍絡(luò)合物組成顏色1.8~4

Fe(C7H4O3)+

紫紅色

4~8

Fe(C7H4O3)2-棕褐色8~11.5Fe(C7H4O3)33-黃色78第七十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日一種金屬離子與某種顯色劑反應(yīng)的適宜酸度范圍，是通過實驗來確定的．確定的方法是固定待測組分及顯色劑濃度，改變?nèi)芤簆H值，測定其吸光度．作出吸光度與pH關(guān)系曲線，如圖所示．選擇曲線平坦部分對應(yīng)的pH值作為測定條件．79第七十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3顯色溫度顯色反應(yīng)一般在室溫下進行，有的反應(yīng)則需要加熱，以加速顯色反應(yīng)進行完全．有的有色物質(zhì)當溫度偏高時又容易分解．為此，對不同的反應(yīng)，應(yīng)通過實驗找出各自適宜的溫度范圍．80第八十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日4顯色時間大多數(shù)顯色反應(yīng)需要經(jīng)一定的時間，才能完成．時間的長短又與溫度的高低有關(guān)．有的有色物質(zhì)在放置時，受到空氣的氧化或發(fā)生光化學反應(yīng)，會使顏色減弱．因此必須通過實驗，作出在一定溫度下(一般是室溫下)的吸光度～時間關(guān)系曲線，求出適宜的顯色時間．81第八十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日5干擾的消除光度分析中，體系內(nèi)存在的干擾物質(zhì)的影響有以下幾種情況：1)共存離子如本身有顏色，或與顯色劑作用生成有色化合物，在測定條件下也吸收；2)在顯色條件下，干擾物質(zhì)水解，析出沉淀使溶液混濁，致使吸光度的測定無法進行；3)與待測離子或顯色劑形成更穩(wěn)定的絡(luò)合物，使顯色反應(yīng)不能進行完全．都將干擾測定．82第八十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日消除共存離子干擾的方法

(1)加入絡(luò)合掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑，使干擾離子生成無色絡(luò)合物或無色離子．(2)選擇適當?shù)娘@色條件以避免干擾．(3)利用校正系數(shù)．(4)利用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾．(5)選擇適當?shù)牟ㄩL．(6)分離干擾離子．83第八十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日四、顯色劑

1無機顯色劑無機顯色劑在光度分析中應(yīng)用不多，這主要是因為生成的絡(luò)物不夠穩(wěn)定，靈敏度和選擇性也不高．目前，應(yīng)用較多的僅有硫氰酸鹽、鉬酸銨和過氧化氫等．下表列出了它們的—些應(yīng)用．84第八十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日表3-02常用的無機顯色劑及應(yīng)用85第八十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2有機顯色劑

大多數(shù)有機顯色劑常與金屬離子生成穩(wěn)定的螯合物，顯色反應(yīng)的選擇性和靈敏度都較高．有些有色螯合物易溶于有機溶劑，故可進行萃取光度法，進一步提高測定的靈敏度和選擇性．它廣泛應(yīng)用于吸光光度分析中．正是由于有機顯色劑的研制和應(yīng)用，推動了吸光光度分析法的應(yīng)用和發(fā)展．目前研制高靈敏度和高選擇性的顯色劑仍然是吸光光度法研究中的重要課題．86第八十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日生色團和助色團有機顯色劑及其產(chǎn)物的顏色與它們的分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系．根據(jù)實踐得知分子中含有一個或一個以上的某些不飽和基團(共軛體系)的有機化合物，往往是有顏色的，這些基團稱為發(fā)色團(或生色團)．有機顯色劑中一般都含有生色團和助色團．87第八十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日生色團有機化合物分子中的不飽和鍵基團，能吸收波長大于200nm的光．這種基團稱為廣義的生色團．例如，偶氮基(一N=N一)、羰基(＞C=O)、硫碳基(＞C=S)、亞硝基(一N=O)等．88第八十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日助色團某些含有弧對電子的基團，雖然本身沒有顏色，但它們的存在卻會影響有機試劑及其與金屬離子的反應(yīng)產(chǎn)物的顏色，這些基因稱為助色團．助色團與生色團上的不飽和鍵相互作用，可以影響有機化合物對光的吸收，使顏色加深．例如，胺基(-NH2、RNH-或R2N-)、羥基(-OH)、巰基(-SH)、-Cl-、-Br-等．

89第八十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日1偶氮類顯色劑凡含有偶氮結(jié)構(gòu)的有機化合物，都是帶色的物質(zhì)．當偶氮基兩端與芳烴碳原子相連，而且在其鄰位上有一定的絡(luò)合基團(-OH，

-AsO3H2、-COOH，-N＝)時，此類化合物在一定的條件下就能與某些金屬離子作用，改變生色團的電子云結(jié)構(gòu)，使顏色發(fā)生明顯的變化．90第九十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日根據(jù)連接在偶氮基兩邊的芳香基團以及結(jié)合基團的不同，可得到一類品種繁多的顯色劑．偶氮類顯色劑具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對比度大等優(yōu)點，所以是目前應(yīng)用最廣泛的一類顯色劑．其中以偶氮胂III、PAR等最為突出．91第九十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3-7紫外及可見吸收測量的應(yīng)用吸收光譜法是測量微量組分的一種很好的方法，也能用于常量組分和多組分的測定，同時分光光度法還廣泛應(yīng)用于化學平衡的研究，以及有機物結(jié)構(gòu)的測定等等．92第九十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日一、定量分析方面的應(yīng)用特點１）應(yīng)用廣泛．２）靈敏度高．３）好的準確度．４）選擇性較好．５）儀器設(shè)備比較簡單，容易推廣應(yīng)用，采用現(xiàn)代儀器，測定容易掌握且快速．93第九十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日單組份定量方法1)標準曲線法2)標準對比法：是標準曲線法的簡化，即只配制一個濃度為Cs的標準溶液，并測量其吸光度，求出吸收系數(shù)k，然后由Ax=kcx求出cx該法只有在測定濃度范圍內(nèi)遵守L-B定律，且Cx與Cs大致相當時，才可得到準確結(jié)果．94第九十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日1溶液中多組分分析吸光度具有加和性．溶液中含有數(shù)種吸光物質(zhì)，則在給定波長處總吸光度等于各個成分吸光度的總和．對于含多組分的溶液，在各組分的吸收光譜互不干擾時，可以不經(jīng)分離，在各自最大吸收波長處進行測定，與單組分測定的情形相同．95第九十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日各組份相互重疊示例96第九十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日Cr2O72-的最大吸收波長為350nm,MnO42-的最大吸收波長為525nm，設(shè)在350nm(λ1)和525nm(λ2)所測得的和的吸光度分別為則解這個聯(lián)立方程式，即可求得兩種組分的含量．

97第九十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日2示差分光光度法適用于較高含量組份的測定．示差分光光度法采用一個比被測溶液濃度稍低的標準溶液作為參比溶液，以代替一般分光光度法所使用的參比溶液．98第九十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日示差光度法原理三束同一波長、相同強度的光，投射到三個完全相同的吸收池上．三個吸收池中各裝有純?nèi)軇?，吸光物質(zhì)濃度為cs的標準溶液和濃度為cx的未知溶液．將透過溶液以后的光的強度同透過溶劑的光的強度相比較，則以溶劑為參比溶液時比爾定律表示為99第九十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日而濃度為cs和cx兩個溶液透過光強度之比為100第一百頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日式中Af為濃度為cs的標準溶液作參比溶液時，溶液cx的表觀吸光度．上式表明在符合比爾定律的濃度范圍內(nèi)，示差分光光度法所讀取的表觀吸光度Af同濃度差c成正比，這就是示差法的基本原理．

101第一百零一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日相對誤差與表觀透光率之間的關(guān)系式中Tf為被測溶液以標準溶液cs為參比時的表觀透光率，Ts是標準溶液的透光率．102第一百零二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日表觀透光率與相對誤差的關(guān)系參比溶液的透光率Ts越小越好．但參比溶液越濃，Ts越小，透過溶液作用于檢測器的光的強度越弱．只有當儀器有足夠靈敏度時才能將透光率讀數(shù)調(diào)節(jié)到滿刻度（Ts＝100%），因此參比溶液的濃度，受儀器靈敏度的限制．103第一百零三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日3導數(shù)分光光度法導數(shù)光譜法是解決干擾物質(zhì)與被測物質(zhì)的吸收光譜重疊，消除膠體和懸浮物散射影響和背景吸收，提高光譜分辨率的一種技術(shù)．比爾定律：I＝I0exp(-εbc)對波長λ求一階導數(shù)104第一百零四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日通過儀器自動控制狹縫或通過放大的自動電路調(diào)節(jié)，使I0在整個波長范圍內(nèi)保持恒定，即使dI0／dλ＝0，則這時導數(shù)信號與濃度成正比，測定的靈敏度與dε／dλ有關(guān)．105第一百零五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日同樣，對波長λ求二階和三階導數(shù)，得當dε／dλ＝0時，上兩式變?yōu)榇藭r二階和三階導數(shù)信號與濃度成正比，測定的靈敏度分別與d2ε／dλ2和d3ε／dλ3有關(guān)．106第一百零六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日圖3-36為物質(zhì)的吸收光譜(零階導數(shù)光譜)和它的1～4階導數(shù)光譜圖．由圖可見，隨著導數(shù)的階次增加，譜帶變得更加尖銳，分辨率提高．107第一百零七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日二、絡(luò)合物組成及不穩(wěn)定常數(shù)的測定分光光度法是研究絡(luò)合物組成和測定不穩(wěn)定常數(shù)的十分有效的方法．它的優(yōu)點是進行吸光度測量時，體系的平衡狀態(tài)不受干擾．量比法、斜率比法、連續(xù)變化法和平衡移動法．吸光度的測定多采用單波長分光光度計．108第一百零八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日單波長法——物質(zhì)的量比法(飽和法)這種方法是固定金屬離子M的濃度，改變絡(luò)合劑L的濃度，得到[L]／[M]一系列比值不同的溶液，配制相應(yīng)的參比溶液，在選定的波長處測量吸光度．如果在這一波長絡(luò)合物有吸收而絡(luò)合劑和金屬離子沒有吸收，則吸光度與溶液中的絡(luò)離子濃度成正比，以吸光度A為縱坐標，[L]／[M]為橫坐標作圖（圖3-38）．109第一百零九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日當cL/cM<n，金屬離子沒有完全絡(luò)合，隨著絡(luò)合劑量的增加，生成的絡(luò)合物增多，吸光度不斷增大；當cL/cM>n，金屬離子幾乎全部生成絡(luò)合物MLn，吸光度不再改變，兩條直線的交點所對應(yīng)的橫坐標cL/cM比值若為n，則絡(luò)合物的絡(luò)合比為1:n．110第一百一十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日由于絡(luò)合物離解造成彎曲111第一百一十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日利用圖上“計量點”附近曲線彎曲的程度，可以用來計算絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)．對于1:1的絡(luò)合物的曲線可分析如下：溶液中M的總濃度為c，則在“計量點”時，L的總濃度也是c，這時溶液的吸光度為A．當L大量存在時，M應(yīng)全部形成ML，這時的吸光度可從圖3-38中找到，以Am表示，則112第一百一十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日因此不穩(wěn)定常數(shù)為[M]=[L]=c–[ML]=c(1

–A/Am))K不穩(wěn)113第一百一十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日連續(xù)變化法在保持溶液中cM+cR=c(定值)的前提下，改變cM與cR的相對比例，制備一系列溶液，以各自的空白溶液作參比，在絡(luò)合物的最大吸收波長下，測量它們的吸光度，以吸光度為縱坐標，以cM/c＝f為橫坐標，由作圖法求得絡(luò)合比．圖中的曲線，是由一組實驗數(shù)據(jù)繪成的．將曲線兩邊的直線部分延長，相交于B點，B點處的f值恰為0.5．表示M與R的絡(luò)合比為1:1．114第一百一十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日從圖中可以看出當形成1：1絡(luò)合物時，若當它全部以MR形式存在時，則應(yīng)該具有B點處的吸光度A．實際上它們僅具有B’，處的吸光度A’．基原因是絡(luò)合物有部分離解．115第一百一十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日根據(jù)A’與A差別可求得絡(luò)合物的離解度a為：a=(A-A’)/A絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)為：116第一百一十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日光度滴定光度測量可用于確定滴定的終點．光度滴定通常都是用經(jīng)過改裝的在光路中可插入滴定容器的分光光度計或光電比色計來進行的．測定滴定過程中溶液的吸光度，并繪制滴定劑體積和對應(yīng)的吸光度的曲線，根據(jù)滴定曲線就可確定滴定終點．117第一百一十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日下圖是用光度法確定EDTA連續(xù)Bi3+和Cu2+的終點的例子用光度法以0.1mol/LEDTA溶液滴定100ml0.02mol/LBi3+和Cu2+溶液的滴定曲線．(所用波長為745nm)118第一百一十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日三、有機物的定性分析1．有機化合物的吸收特性(1)幾個概念生色團從廣義來說，所謂生色團，是指分子中可以吸收光子而產(chǎn)生電子躍遷的原子基團．但是，人們通常將能吸收紫外、可見光的原子團或結(jié)構(gòu)系統(tǒng)定義為生色團．凡是在飽和碳氫化合物中，引入一個原子基團，而它能使該化合物在200～1000nm波長的光譜區(qū)內(nèi)產(chǎn)生吸收帶，這種基團叫做生色團，生色團都是具有π軌道的原子團．119第一百一十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日下面為某些常見生色團的吸收光譜120第一百二十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

主要的生色團有-C=O，-N=N-，-N=O等．助色團

助色團是指帶有非鍵電子對的基團，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等，它們本身不能吸收大于200nm的光，但是當它們與生色團相連時（與具有π軌道的生色團相結(jié)合），會使生色團的吸收峰向長波方向移動，并且增加其吸光度．121第一百二十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日紅移與藍移（紫移）某些有機化合物經(jīng)取代反應(yīng)引入含有未共享電子對的基團（-OH、-OR、-NH2、-SH、-Cl、-Br、-SR、-NR2

）之后，吸收峰的波長將向長波方向移動，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)．這種會使某化合物的最大吸收波長向長波方向移動的基團稱為向紅基團．122第一百二十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日那么影響紅移或藍移的因素有哪些呢？共軛體系的存在----紅移如CH2=CH2的-*躍遷，max=165~200nm;而1,3-丁二烯，max=217nm異構(gòu)現(xiàn)象：使異構(gòu)物光譜出現(xiàn)差異．如CH3CHO含水化合物有兩種可能的結(jié)構(gòu)：CH3CHO-H2O及CH3CH(OH)2;在已烷中，max=290nm,表明有醛基存在，結(jié)構(gòu)為前者；而在水溶液中，此峰消失，結(jié)構(gòu)為后者．123第一百二十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日空間異構(gòu)效應(yīng)---紅移如CH3I-258nm,CH2I2-289nm,CHI3-349nm基團取代如苯環(huán)或烯烴上的H被各種取代基取代，多產(chǎn)生紅移．pH值苯酚在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm兩個吸收帶；而在堿性溶液中，則分別紅移到235nm和287nm.124第一百二十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日溶劑的影響隨溶劑極性增加，吸收光譜變得平滑，精細結(jié)構(gòu)消失；可以改變max位置(由n-*躍遷產(chǎn)生的吸收峰，隨溶劑極性增加，形成H鍵的能力增加，發(fā)生藍移；由-*躍遷產(chǎn)生的吸收峰，隨溶劑極收增加，發(fā)生紅移)．125第一百二十五頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日（2）電子的躍遷形式圖3-41分子的電子能級躍遷形式

126第一百二十六頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日在紫外和可見光譜區(qū)范圍內(nèi)，有機化合物的吸收帶主要由*、*、n*、n*及電荷遷移躍遷產(chǎn)生．無機化合物的吸收帶主要由電荷遷移和配位場躍遷（即d-d躍遷和f-f躍遷）產(chǎn)生．

127第一百二十七頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日由于電子躍遷的類型不同，實現(xiàn)躍遷需要的能量不同，因此吸收光的波長范圍也不相同．其中*躍遷所需能量最大，n*及配位場躍遷所需能量最小，因此，它們的吸收帶分別落在遠紫外和可見光區(qū)．從圖中可知，*（電荷遷移）躍遷產(chǎn)生的譜帶強度最大，*、n*、n*躍遷產(chǎn)生的譜帶強度次之，配位躍遷的譜帶強度最?。?28第一百二十八頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(3)有機化合物的紫外—可見吸收光譜a)躍遷類型基態(tài)有機化合物的價電子包括成鍵電子、成鍵電子和非鍵電子（以n表示）．分子的空軌道包括反鍵*軌道和反鍵*軌道，因此，可能的躍遷為*、*、n*n*等．

(i)*躍遷它需要的能量較高，一般發(fā)生在真空紫外光區(qū)．飽和烴中的-C-C-鍵屬于這類躍遷，例如乙烷的最大吸收波長max為135nm．129第一百二十九頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(ii)n*躍遷實現(xiàn)這類躍遷所需要的能量較高，其吸收光譜落于遠紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)，如CH3OH和CH3NH2的n*躍遷光譜分別為183nm和213nm．(iii)*躍遷它需要的能量低于*躍遷，吸收峰一般處于近紫外光區(qū)，在200nm左右，其特征是摩爾吸光系數(shù)大，一般max104，為強吸收帶．如乙烯（蒸氣）的最大吸收波長max為162

nm．130第一百三十頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日(iv)n*躍遷這類躍遷發(fā)生在近紫外光區(qū)．它是簡單的生色團如羰基、硝基等中的孤對電子向反鍵軌道躍遷．其特點是譜帶強度弱，摩爾吸光系數(shù)小，通常小于100，屬于禁阻躍遷．

(v)電荷遷移躍遷所謂電荷遷移躍遷是指用電磁輻射照射化合物時，電子從給予體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷．因此，電荷遷移躍遷實質(zhì)是一個內(nèi)氧化—還原的過程，而相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷遷移吸收光譜．131第一百三十一頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日b)有機化合物紫外-可見吸收光譜1)飽和烴及其取代衍生物飽和烴類分子中只含有鍵，因此只能產(chǎn)生*躍遷，即電子從成鍵軌道（）躍遷到反鍵軌道（*）．飽和烴的最大吸收峰一般小于150nm，已超出紫外、可見分光光度計的測量范圍．132第一百三十二頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日飽和烴的取代衍生物如鹵代烴，其鹵素原子上存在n電子，可產(chǎn)生n*的躍遷．n*的能量低于*．例如，CH3Cl、CH3Br和CH3I的n*躍遷分別出現(xiàn)在173、204和258nm處．這些數(shù)據(jù)不僅說明氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相應(yīng)的吸收波長發(fā)生了紅移，而且顯示了助色團的助色作用．直接用烷烴和鹵代烴的紫外吸收光譜分析這些化合物的實用價值不大．但它們是測定紫外和（或）可見吸收光譜的良好溶劑．133第一百三十三頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日

2)不飽和烴及共軛烯烴

在不飽和烴類分子中，除含有鍵外，還含有鍵，它們可以產(chǎn)生*和*兩種躍遷．*躍遷的能量小于*躍遷．例如，在乙烯分子中，*躍遷最大吸收波長為180nm

在不飽和烴類分子中，當有兩個以上的雙鍵共軛時，隨著共軛系統(tǒng)的延長，*躍遷的吸收帶將明顯向長波方向移動，吸收強度也隨之增強．在共軛體系中，*躍遷產(chǎn)生的吸收帶又稱為K帶．134第一百三十四頁，共一百四十五頁，2022年，8月28日共軛