紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件

5/9/20241紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件5/9/20242紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件5/9/20243紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件5/9/20244紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件5/9/20245紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件5/9/20246紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件在分子發(fā)生電子能級(jí)躍遷的同時(shí)，總是伴隨著振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。所以，在分子的電子光譜中，包含有不同振動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的若干吸收譜帶和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的若干吸收譜線。一般情況下由于,分辨不出電子光譜中振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的譜線結(jié)構(gòu)，觀察到的只是這些譜線展寬后合并在一起形成的較寬的吸收帶。所以通常又將分子的電子光譜稱為帶狀光譜。5/9/20247紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件有機(jī)化合物的紫外—可見吸收光譜1有機(jī)化合物的電子躍遷有機(jī)化合物的紫外吸收光譜，取決于分子中外層電子的性質(zhì)。與紫外—可見吸收光譜有關(guān)的電子有三種，即形成單鍵的σ電子、形成雙鍵的π電子以及未參與成鍵的n電子（孤對(duì)電子）。處于基態(tài)的分子在吸收一定波長(zhǎng)的光后，分子中的成鍵電子和非鍵電子可被激發(fā)躍遷至σ*和π*反鍵軌道，其躍遷類型有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四種，其相對(duì)能量大小次序?yàn)椋?/p>

σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*有機(jī)物最有用的吸收光譜是基于n→π*和π→π*躍遷而產(chǎn)生的，這兩類躍遷所需要的輻射能量大多處于波長(zhǎng)大于200nm的區(qū)域。它們要求分子中含有不飽和鍵，這種含有不飽和鍵的基團(tuán)稱為生色團(tuán)。5/9/20248紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件n→π*躍遷發(fā)生在含有雜原子的不飽和化合物中，其最大摩爾吸光系數(shù)εmax（表示物質(zhì)對(duì)光吸收能力大小的參量）比較小，吸收峰隨溶劑極性增加而向短波方向移動(dòng)，即產(chǎn)生藍(lán)移，下表列出了一些常見生色團(tuán)n→π*躍遷的吸收特性。生色團(tuán)化合物溶劑羰基正己烷28016羧基乙醇20441硝基CH3NO2異辛烷28022亞硝基C4H9NO乙醚665205/9/20249紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件π→π*躍遷可以發(fā)生在任何具有不飽和鍵的有機(jī)化合物分子中，其最大摩爾吸光率很大，吸收峰隨溶劑極性增加向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，即產(chǎn)生紅移。下表列出了一些常見生色團(tuán)π→π*躍遷的吸收特性。生色團(tuán)化合物溶劑羰基正己烷188900烯正庚烷17713000炔正庚烷178100005/9/202410紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件當(dāng)一個(gè)分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的生色團(tuán)時(shí)，按相互間的位置可以分為共軛和非共軛兩種情況：非共軛時(shí)，各個(gè)生色團(tuán)各自獨(dú)立吸收，吸收帶由各生色團(tuán)的吸收帶疊加而成；共軛時(shí)，生色團(tuán)原有的吸收峰會(huì)發(fā)生改變，可產(chǎn)生新的吸收峰。下表列出了一些有關(guān)共軛結(jié)構(gòu)的化合物的吸收特性。化合物共軛雙鍵數(shù)119550002200100002217210003254250003258350005/9/202411紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件另有一些基團(tuán)，本身并不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)共存于同一分子時(shí)，可引起吸收峰的位移和吸收強(qiáng)度的改變，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)。如苯環(huán)的一個(gè)氫原子被一些基團(tuán)取代后，苯環(huán)在254nm處的吸收帶的最大吸收位置和強(qiáng)度就會(huì)改變?；衔锶〈?54300氯苯264320溴苯262325苯酚2731780苯甲醚27222405/9/202412紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件有機(jī)化合物的吸收帶吸收帶(absorptionband):在紫外光譜中，吸收峰在光譜中的波帶位置。根據(jù)電子及分子軌道的種類，可將吸收帶分為四種類型。R吸收帶

K吸收帶

B吸收帶

E吸收帶5/9/202413紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜

鑭系和錒系元素的離子對(duì)紫外和可見光的吸收是基于內(nèi)層f電子的躍遷而產(chǎn)生的。其紫外可見光譜為一些狹長(zhǎng)的特征吸收峰，這些峰幾乎不受金屬離子的配位環(huán)境的影響。1.f電子躍遷吸收光譜5/9/202414紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件過渡金屬的電子躍遷類型為d電子在不同d軌道間的躍遷，吸收紫外或可見光譜。這些峰強(qiáng)烈受配位環(huán)境的影響。例如cu2+以水為配位體，吸收峰在794nm處，而以氨為配位體，吸收峰在663nm處。此類光譜吸收強(qiáng)度弱，較少用于定量分析。2.d電子躍遷吸收光譜5/9/202415紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件3.電荷遷移光譜某些分子既是電子給體，又是電子受體，當(dāng)電子受輻射能激發(fā)從給體外層軌道向受體躍遷時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的吸收，這種光譜稱為電荷遷移光譜。如苯酰基取代物在光作用下的異構(gòu)反應(yīng)。5/9/202416紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件影響紫外-可見吸收光譜的因素物質(zhì)的吸收光譜與測(cè)定條件有密切的關(guān)系。測(cè)定條件（溫度、溶劑極性、pH等）不同，吸收光譜的形狀、吸收峰的位置、吸收強(qiáng)度等都可能發(fā)生變化。1.溫度在室溫范圍內(nèi)，溫度對(duì)吸收光譜的影響不大。5/9/202417紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件2.溶劑

注意如下幾點(diǎn)：

（1）同一種物質(zhì)由于使用的溶劑不同，得到的紫外—可見吸收光譜的峰形和最大吸收位置可能不一樣，所以在測(cè)定物質(zhì)的吸收光譜時(shí)，一定要注明所使用的溶劑（2）盡量選用低極性溶劑；（3）能很好地溶解被測(cè)物，并且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；（4）溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。3.PH5/9/202418紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件朗伯-比爾定律

設(shè)入射光強(qiáng)度為I0，吸收光強(qiáng)度為Ia,透射光強(qiáng)度為It，反射光強(qiáng)度為Ir，則

I0=Ia+It+Ir由于反射光強(qiáng)度基本相同，其影響可相互抵消，上式可簡(jiǎn)化為：

I0=Ia+It一、吸光度和透光度5/9/202419紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件吸光度:為透光度倒數(shù)的對(duì)數(shù)，用A表示，即

A=lg1/T=lgI0/It透光度：透光度為透過光的強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比，用T表示：即T=It/I05/9/202420紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件二、朗伯-比爾定律朗伯-比爾定律：當(dāng)一束平行單色光通過含有吸光物質(zhì)的稀溶液時(shí)，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)濃度、液層厚度乘積成正比，即

A=κcl

式中比例常數(shù)κ與吸光物質(zhì)的本性，入射光波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。c為吸光物質(zhì)濃度，l為透光液層厚度。

朗伯-比爾定律是紫外-可見分光光度法的理論基礎(chǔ)。5/9/202421紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件三、吸光系數(shù)當(dāng)l以cm，c以g/L為單位，κ稱為吸光系數(shù)，用a表示。A=acla的單位為L(zhǎng)/(g.cm)5/9/202422紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件當(dāng)l以cm，c以mol/L為單位，κ稱為摩爾吸光系數(shù)，用ε表示。ε的單位為L(zhǎng)/mol.cm，它表示物質(zhì)的濃度為1mol/L，液層厚度為1cm時(shí)，溶液的吸光度。摩爾吸光系數(shù)比吸光系數(shù)比吸光系數(shù)是指百分含量為1%，l為1cm時(shí)的吸光度值，用表示。5/9/202423紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件四、偏離朗伯-比耳定律的因素（1）入射光為非單色光（3）光程的不一致性。光源不是點(diǎn)光源，比色皿光徑長(zhǎng)度不一致，光學(xué)元件的缺陷引起的多次反射等，均造成光徑不一致，從而與定律偏離。（2）溶液的不均性。實(shí)際樣品的混濁，加入的保護(hù)膠體，蒸餾水中的微生物，存在散射以及共振發(fā)射等，均可吸光質(zhì)點(diǎn)的吸光特性變化大。5/9/202424紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件紫外-可見分光光度計(jì)一、主要部件的性能與作用基本結(jié)構(gòu):光源→單色器→吸收池→檢測(cè)器→信號(hào)顯示系統(tǒng)↑

樣品5/9/202425紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件在紫外可見分光光度計(jì)中，常用的光源有兩類：熱輻射光源和氣體放電光源

1光源熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。5/9/202426紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件單色器的主要組成：入射狹縫、出射狹縫、色散元件和準(zhǔn)直鏡等部分。

2單色器單色器質(zhì)量的優(yōu)劣，主要決定于色散元件的質(zhì)量。色散元件常用棱鏡和光柵。5/9/202427紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件吸收池又稱比色皿或比色杯，按材料可分為玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于紫外區(qū)。

3吸收池吸收池的種類很多，其光徑可在0.1~10cm之間，其中以1cm光徑吸收池最為常用。5/9/202428紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件4檢測(cè)器檢測(cè)器的作用是檢測(cè)光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)?，F(xiàn)今使用的分光光度計(jì)大多采用光電管或光電倍增管作為檢測(cè)器。5信號(hào)顯示系統(tǒng)常用的信號(hào)顯示裝置有直讀檢流計(jì)，電位調(diào)節(jié)指零裝置，以及自動(dòng)記錄和數(shù)字顯示裝置等。5/9/202429紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用

紫外-可見吸收光譜除主要可用于物質(zhì)的定量分析外，還可以用于物質(zhì)的定性分析、純度鑒定、結(jié)構(gòu)分析。1.定性分析每一種化合物都有自己的特征光譜。測(cè)出未知物的吸收光譜，原則上可以對(duì)該未知物作出定性鑒定，但對(duì)復(fù)雜化合物的定性分析有一定的困難。5/9/202430紫外可見分光光度法簡(jiǎn)介課件2.純度的鑒定用紫外吸收光譜確定試