第10章紫外-可见分光光度法 [兼容模式]
紫外-可见分光光度法
紫外 - 可见分光光度法紫外 - 可见分光光度法是在 190～800nm 波长范围内测定物质的汲取度，用于鉴识、杂质检查和定量测定的方法。
当光穿过被测物质溶液时，物质对光的汲取程度随光的波长不一样而变化。
所以，经过测定物质在不一样波优点的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的汲取光谱。
从汲取光谱中，可以确立最大汲取波长λ max和最小汲取波长λ mim。
物质的汲取光谱拥有与其构造有关的特点性。
所以，能够经过特定波长范围内样品的光谱与比较光谱或比较品光谱的比较，或经过确立最大汲取波长，或经过丈量两个特定波优点的汲取比值而鉴识物质。
用于定量时，在最大汲取波优点丈量必定浓度样品溶液的吸光度，并与必定浓度的比较溶液的吸光度进行比较或采纳汲取系数法求算出样品溶液的浓度。
仪器的校订和检定1.波长因为环境要素对机械部分的影响，仪器的波长常常会略有改动，所以除应按期对所用的仪器进行全面校订检定外，还应于测定前校订测定波长。
常用汞灯中的较强谱线 237.83nm、253.65nm、275.28nm、296.73nm、313.16nm、334.15nm、365.02nm、404.66nm、435.83nm、546.07nm 与 576.96nm，或用仪器中氘灯的 486.02nm与 656.10nm谱线进行校订，钬玻璃在波长 279.4nm、287.5nm、333.7nm、360.9nm、418.5nm、460.0nm、484.5nm、536.2nm 与 637.5nm 处有尖锐汲取峰，也可作波长校订用，但因根源不一样或跟着时间的推移会有细小的变化，使用时应注意；最近几年来，试试由高氯酸狄溶液校订双光束仪器，以10%高氯酸溶液为溶剂，配置含氧化狄（Ho2O3）4%的溶液，该溶液的汲取峰波长为241.13nm,278.10nm,287.18nm,333.44nm,345.47nm,361.31nm,416.28nm,451.30nm, 485.29nm,536.64nm和 640.52nm。
第十章 紫外可见分光光度法
如果用△ E电子，△ E振动以及△E转动表示各能级 差，则：
E电 E振 E转
能级差 E h h c
由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产 生的光谱称分子吸收光谱。
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及电子能级、振动能级和转动
能级三种跃迁能级，
E电 E振 E转
对应的波谱区范围如下：
吸收曲线与最大吸收波长 max
①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。如KMnO4在400nm吸收少， 在525nm吸收最大，吸光度最大处 对应的波长称为最大吸收波长λmax ②不同浓度的同一种物质，其吸收曲 线形状相似,λmax不变。而对于不同 物质，它们的吸收曲线形状和λmax 则不同。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，
电子的基团。 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N— 注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的
吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强。
下面为某些常见生色团的吸收光谱
生色团 烯 炔 羧基 酰胺基 羰基 偶氮基 硝基 亚硝基 硝酸酯
溶剂 正庚烷 正庚烷 乙醇 水 正己烷 乙醇 异辛酯 乙醚
称最小吸收波长(λmin) 。
3.肩峰:在一个吸收峰旁边 产生的一个曲折。 4.末端吸收:只在图谱短波 呈现强吸收而不成峰形的
部分。
5. 生色团
所谓生色团，是指有机化合物分子结构中含有p -
p*和n-p*中跃迁的基团,即能在紫外-可见光范围内产 生吸收的原子团。 对有机化合物：主要为具有不饱和键和未成对
概述
一、紫外-可见分光光度法：是研究物质在紫外可见光区(200 ~ 800 nm)分子吸收光谱的分析方 法。
可见光区 400~760nm；紫外光区200~400nm。 二.紫外—可见分光光度法的特点 （1）灵敏度较高：灵敏度可达10-5~10-7g/mL （2）选择性较好：多组分共存溶液中，无需化学
紫外-可见分光光度法教学课件
定义和概述
定义
紫外-可见分光光度法是一种基于 物质分子对紫外-可见光的吸收特 性来进行定量和定性分析的方法 。
概述
该方法通过测量物质在特定波长 下的吸光度，分析其光谱特征， 从而确定物质的结构和含量。
02
基础知识
光的性质
光的波动性
光是一种电磁波，具有振幅、频率和波长等特性。
光的粒子性
光同时具有粒子性质，表现为能量和动量。
数据处理和分析
01 数据导入 将实验数据导入到数据处理软件中。
02 基线校正 对光谱数据进行基线校正，消除背景干扰。
03 峰识别 识别光谱中的特征峰，确定特征波长和吸光度值。
04
浓度计算
根据标准曲线或已知浓度样品的数据，计算待测物质 的浓度或含量。
05
结果分析
对实验结果进行分析和解释，评估实验的准确性和可 靠性。
未来发展方向和挑战
发展方向
随着科技的不断进步，紫外-可见分光光度法将朝着高灵敏度、高分辨率和多元素同时测定的方向发展。新技术 和方法的应用将进一步提高该方法的检测能力和应用范围。
挑战
尽管紫外-可见分光光度法已经取得了显著的进展，但仍面临一些挑战。例如，复杂样品中干扰物质的消除、痕 量物质的准确测定以及新型光学器件的开发和应用等。为了解决这些挑战，需要不断进行研究和探索，加强跨学 科的合作与交流。
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分子结构和光谱的关系
分子结构决定了物质对光的吸 收和散射能力，从而影响其光 谱特征。
共轭双键、芳香环和生色团等 结构因素对紫外-可见光谱有显 著影响。
通过分析物质的光谱特征，可 以推断其分子结构，进而用于 物质的鉴别和结构分析。
04
第十章 紫外-可见分光光度法
第十章 紫外—可见分光光度法一、选择题1．所谓真空紫外区，所指的波长范围是( )。
A 、200～400nmB 、400～800nmC 、1000nmD 、100～200nm2．在紫外可见分光度计中，用于紫外光区的光源是（ ）A 、钨灯B 、卤钨灯C 、氘灯D 、能斯特灯3．指出下列化合物中，哪个化合物的紫外吸收波长最大（ ）A 、CH 3CH 2CH 3B 、CH 3CH 2OHC 、 CH 2＝CHCH 2CH ＝CH 2D 、 CH 3CH ＝CHCH ＝CHCH 34．符合比耳定律的有色物质溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（ ）A 、向长波方向移动B 、不移动，但峰高值降低C 、向短波方向移动D 、不移动，但峰高值增大5．下列化合物中，同时有n→л﹡、л→л﹡、 σ→σ﹡跃迁的化合物是（ ）A 、一氯甲烷B 、丙酮C 、 l ，3丁二烯D 、甲醇6．双光束分光光计与单光束分光光计相比，其突出的优点是（ ）A 、扩大波长的应用范围B 、可以采用快速响应的监测系统一C 、可以抵消吸收池所带来的误差D 、可以抵消因光源强度的变化而产生的误差7．某化合物入max （正己烷为溶剂）＝ 329nm ，入max （水为溶剂）= 305nm ，该跃迁类型为（ ）A 、n→л﹡B 、л→л﹡C 、σ→σ﹡D 、 n→σ﹡8．丙酮在乙烷中的紫外吸收λmax =279nm ，ε=14．8，此吸收峰由( )能级跃迁引起的。
A 、n →л﹡B 、л→л﹡C 、n →σ*D 、σ→σ*9．下列四种化合物中，在紫外光区出现两个吸收带的是（ ）A 、乙烯B 、l ，4一戊二烯C 、1，3一丁二烯D 、丙烯醛10．助色团对谱带的影响是使谱带（ ）A 、波长变长B 、波长变短C 、波长不变D 、谱带蓝移11．某物质在给定波长下的摩尔吸光系数（ε）很大，则表明（ ）A 、物质对该波长光的吸收能力很强B 、物质的摩尔浓度很大C 、光通过物质溶液的光程长D 、物质的摩尔质量很大12．符合比耳定律的溶液稀释时，其浓度、吸光度和最大吸收波长的关系为（ ）A 、减小，减小，减小B 、减小，减小，不变C 、减小，不变，减小D 、减小，不变，增加13．下列叙述正确的是（ ）A 、透光率与浓度成线性关系B 、一定条件下，吸光系数随波长变化而变化C 、浓度相等的x ，y 两物质，在同一波长下，其吸光度定相等D 、质量相等的x ，y 两物质，在同一波长下，其吸光系数一定相等14．吸光性物质的摩尔吸光系数与下列( )因素有关。
紫外-可见分光光度法
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10 10
物质的颜色：是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生。 即物质的颜色是它所吸收光的互补色。
物质的本色
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无色溶液：透过所有颜色的光 有色溶液：透过光的颜色 黑色： 吸收所有颜色的光 白色： 反射所有颜色的光
按波长不同分： 红外、可见光、紫外光谱法等
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一、基本概念
（一）电磁辐射和电磁波谱
1．电磁辐射（电磁波，光是其中一种） ：以巨大速度通过空间、 不需要任何物质作为传播媒介的一种粒子流（能量）。
2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性
➢波动性：光的反射、折射、偏振、干涉衍射现象。
γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波
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10-2 0.1nm 10 nm 102 nm 103nm 0.1 cm 100cm 1 cm 103 m
紫 外--可见 光在电磁波谱中的位置
高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁
波长
短
(10-3~10nm) χ射线 来自内层电子能级的跃迁
c ， 1
σ是波数，C=2.9979×108m/s
➢微粒性：光的吸收、放射、光电效应等现象。光子能量:
E h h c
例1:P153
E∝ 1/λ，λ ↓ E ↑
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➢电磁波谱： 电磁辐射本质是一样的，区别在于频率不一样。 按波长不同排列起来就形成电磁波谱。表13-1
紫外可见分光光度法
由图可见ΔT =1%, T 在20%～ 65%之间时, 浓度相对误差较小, 此为 最佳读数范围。
所以要求选择适宜的吸光度范围 （0.2-0.7）, 以使测量结果的误差最 小。
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措施: （a）控制溶液的浓度；（b） 选择不同厚度的比色
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2
溶液颜色与光吸收的关系
当一束太阳光照射某一溶液时, 太阳光中某一颜色的光 被吸收, 其互补色光透过溶液, 刺激人的眼睛, 使人感觉到它 的颜色。
实例:
1)高锰酸钾吸收绿光显紫 红色；
2)重铬酸钾吸收蓝光显黄 色；
3)邻菲罗啉铁溶液吸收蓝 绿光显红色。
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可见光波长及其互补光
(如国产710型，730型)； 3.双波长双光束分光光度计
(如国产WFZ800-5型）
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紫外可见分光光度的使用
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721分光光度计操作步骤
➢ 1.预热仪器。为使测定稳定, 将电源开关打开, 使仪器预热20min, 为了防止光电管疲劳, 不要连续光照。预热仪器和不测定时应将比 色皿暗箱盖打开, 使光路切断。
ε: 摩尔吸收系数，单位L·mol -1·cm-1。（讲解78页 例题）
摩尔吸收系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测
定该物质的灵敏度越高。
ε > 105: 超高灵敏；
ε = (6～10）×104 : 高灵敏；
ε < 2×104
: 不灵敏。
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吸光度的加和性
(完整word版)紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法1 简述紫外-可见分光光度法是在190-800nm 波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。
定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。
物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。
有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm ）或可见光区（400~850nm ）产生吸收。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为190~900nm 。
紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。
朗伯-比尔（Lambert-Beer ）定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为: A=logT1=ECL 式中 A 为吸光度;T 为透光率;E 为吸收系数;C 为溶液浓度;L 为光路长度。
如溶液的浓度（C ）为1%（g/ml ），光路长度（L ）为lcm ，相应的吸光度即为吸收系数以%11cm E 表示。
如溶液的浓度（C ）为摩尔浓度（mol/L ），光路长度为lcm 时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以ε表示。
2 仪器紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系统和数据处理系统等部分组成。
为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。
单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。
色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~40Onm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。
紫外可见分光法
A Kcl
l: 吸收光程（液层厚度），cm。 c: 吸光物质浓度。 K: 吸光系数
注意
1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
➢ 入射光为单色光
➢ 溶液是稀溶液
2．该定律适用于固体、液体和气体样品
3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
吸收定律（标准曲线）与吸收光谱的区别
吸A 收 定 律
吸 A或 收 光 谱
C
一定，一般是在 max时测得
C一定时测得
第二节 紫外可见分光光度计
➢ 一、基本构造：五个单元组成
光源
0.575
单色器 吸收池 检测器 显示器
紫外-可见分光光度计组件
光源
氢灯，氘灯，150 ~ 400 nm； 卤钨灯，> 350 nm. 基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定
第十章 紫外-可见分光光度法
第一节 紫外-可见分光光度法 的基本原理和概念
利用被测物质的分子对紫外-可见光具有 选择性吸收的特性而建立的分析方法。
电子能级 跃迁
紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-760 nm)
10－200 nm:远紫外；200－400 nm:近紫外 400－760 nm:可见光
物质为什么会有颜色？ 为什么不同的物质会呈现不同的颜色？
末端吸收
吸收峰
最大吸收
最小吸收 特征值→定性依肩据 峰
肩峰
末端吸收
分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构，不
同分子的内部结构不同，吸收光谱不同。因此，分子
吸收谷光谱是物质定性的依据。
在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一
紫外可见分光光度法
T与A的关系
T 100% 50% 25% 10% 1.0% 0.1% 0.01% 0.001% 0%
A 0 0.301 0.602 1.00 2.0 3.0 4.0
5.0
上述说明： T值为0％至100％内的任何值。 A值可以取任意的正数值。
入射光强度 I0
等 条件一定时， E 仅与吸收物质本身的性质有关， 与待测物浓度无关； （3）同一吸收物质在不同波长下的E 值是不同的。在最大 吸收波长λmax处的摩尔吸收系数E max表明了该 吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法 测定该物质可能达到的最大灵敏度。
（4）可作为定性鉴定的参数；
（5）物质的吸光能力的度量
? EK2带
B带 R带
苯乙酮的紫外吸收光谱
四、影响吸收带的因素
• 位阻影响 • 跨环效应
共轭系统共平面性↓→共轭效应↓ → max ↓（短移）， ↓
• 溶剂效应 溶剂极性↑→ K带长移，R带短移
• pH影响
max 210.5nm,270nm
235nm,287nm
位阻影响
顺式
反式
二苯乙烯顺反异构体 的紫外吸收光谱
最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax。 吸收曲线的形状、λmax及吸收强度等与分子 的结构密切相关。
在吸收曲线上，最大吸收峰所对应的是最大吸收波长 （λmax），为不同化合物的特征波长。吸收曲线的形状是物 质定性的主要依据，在定量分析中可提供测定波长，一般以灵 敏度较大的λmax为测定波长。
峰与峰之间的部位叫谷，该处对应波长为最小吸收波长。 在图谱短波端只呈现强吸收但不成峰的部分称为末端吸收 （end absorption）。
紫外可见光分光光度法
紫外-可见分光光度法是在190～800nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。
当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。
因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。
从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax和最小吸收波长λmin。
物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。
因此，可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。
用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。
紫外——可见分光光度法教学课件PPT
KMnO4
530nm
AB 2
B 2
cBL
B 2cA B B 2 L 1 1 0 0 .4 2 4 1 4 2 0 0 L m o l 1c m 1
在 T = 36.8%(A=0.434)时，浓 度测定的相对误差最小。 在 实际测定时，常将吸光度控 制在0.2 ~ 0.7(T=20% ~65%) 之间。
测定相对误差与透光率的关系
3、参比溶液的选择
样
未考虑吸收池和溶剂对光
品
子的作用
参
I0
比
原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。
利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射和吸收带 来的误差。
例：用光程为1cm的吸收池，在两个测定波长处测定含有
K2Cr2O7和KMnO4两种物质溶液的吸光度。混合物在 450nm处的吸光度为0.38，在530nm处的吸光度为0.71，求 混合物的组成。已知1.010-3 mol/L的K2Cr2O7 在450nm处 吸光度为0.20，而在530nm处为0.05； 1.0 10-4mol/L的 KMnO4在450nm处无吸收，在530nm处吸光度为0.42。
c5 2..0 0 0 5 1 1 6 3 0 0 L g5 .0 0 1 （ 4 0gL 1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
a b A c 2 .0 c m 5 .0 0 .3 1 0 0 4 g 0 0 L 1 3 .1 0 -2 L 0 0 - 1 .c .g 1 m
Fe(SCN)3
Fe3+ + 3SCN－
溶液稀释时一倍时，上述平衡向右，离解度增大。所以
Fe(SCN)3的浓度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，导致 偏离朗伯—比尔定律。
紫外可见分光
⒉π→π＊跃迁：
处于π成键轨道上的电子跃迁到π＊反键轨 道。 特点：
①所需能量小于σ→σ＊跃迁所需能量，孤立的
π→π＊跃迁一般发生在200nm左右；
②﹥104，为强吸收；
③共轭体系越长跃迁所需能量越小。
例：
CH2=CH2 ,max=165nm, =104 L·mol-1·cm－1 ； CH2=CH-CH=CH2, max=217nm, =21000 L·mol-1·cm－1
当物质溶解在非极性溶剂中时，其光谱与该物质的 气态的光谱相似，可以观测到孤立分子产生的转动-振 动的精细结构。
A
3 2 1
对称四嗪的吸收光谱图 ⒈蒸气状态 ⒉环己烷中 ⒊水中
H C NN ︱‖ NN C H
λ
⒋体系pH的影响 体系的pH值对紫外吸收光谱的影响是比较
普遍的无论是对酸性、碱性或中性样品都有明 显的影响。
—OH OH-
H+
—O-
λmax为210.5～270nm λmax为235.5～287nm
习题：
⒈某化合物λmax（正己烷）= 329nm,
λmax(水）=304nm,该吸收跃迁类型为（ ）
A. n→σ＊
B. n→π＊
C. σ→σ＊
D.π→π＊
2.丙酮在乙烷中的紫外吸收λmax=279nm ，
εmax=14.8， 此吸收峰由哪种能级跃迁引起的
·= n电子
分子中外层价电子跃迁产生的分子吸收光谱称为
紫外—可见吸收光谱。
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
有机化合物分子的电子跃迁
⒈σ→σ＊跃迁:
处于σ成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到σ＊
反键轨道。 特点： ①吸收峰小于150nm ②在200～400nm范围内没吸收
紫外-可见分光光度法——(最终版)PPT演示课件
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
1、※σ→σ*跃迁 跃迁所需能量最大 λ<150nm ε＞104 饱和烃（远紫外区） C-H共价键，如CH4（ λmax 125nm） C-C键，如 C2H6 (λmax 135nm)
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
2、π→π*跃迁 跃迁所需能量较大
T,
T A
C
三
者
0.5
的
关
系
0
c
100
T = 0.0 %
A=∞
50
T = 100.0 %
A = 0.0
0
溶液的T越大,说明对光的吸收越小,浓度低; T越小，溶液对光的吸收越大，浓度高
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
吸光度的加合性
在多组分体系中如果各吸光物质之间无相互作 用这时体系总的吸光度等于各个吸光物质的吸 光度之和。
仪器分析
2.※百分吸光系数：在一定波长下，
溶液中吸光物质浓度为1%（W/V），液
层厚度为1cm的吸光度。用 E1% 表示， 1cm
单位：ml/cm·g。
将两者之间的转换关系用公式来表达
M E1%
10 1cm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
※摩尔吸光系数ε 的讨论
（1）吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
大部分在远紫外区
含非键电子饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原
子)
一氯甲烷 n→σ*跃迁：λmax 173nm 甲醇 n→σ*跃迁：λmax 183nm
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
4、n→ π*跃迁
(完整版)10紫外-可见分光光度法习题参考答案
紫外－可见分光光度法思考题和习题1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。
吸光度：指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数，用来衡量光被吸收程度的一个物理量。
吸光度用A表示。
透光率：透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。
吸光系数：单位浓度、单位厚度的吸光度摩尔吸光系数：一定波长下C为1mol/L ，l为1cm时的吸光度值百分吸光系数：一定波长下C为1%(w/v) ，l为1cm时的吸光度值发色团：分子中能吸收紫外或可见光的结构单元，含有非键轨道和n分子轨道的电子体系，能引起π→π*跃迁和n→ π*跃迁，助色团：一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团，如-OH、-NH3、-SH及一些卤族元素等。
这些基团中都含有孤对电子，它们能与生色团中n电子相互作用，使π→π*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。
红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）；吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。
这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。
由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。
3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。
而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。
分析化学紫外可见光分光光度法-ppt课件
• 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射 法
(3) 光谱法与非光谱法的区别：
➢ 光谱法：内部能级发生变化 (波长改动) ➢ 原子吸收/发射光谱法:原子外层电子能级跃迁
分子吸收/发射光谱法:分子外层电子能级跃迁
第十章 吸光光度法
化学分析法总结
• 酸碱滴定法 • 配位滴定法 • 氧化-复原滴定法 • 沉淀滴定法 • 分量分析法
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析
准确度高
常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2%
根据化学反响, 运用玻璃仪器
仪器分析
灵敏度高
微量组分(<1%), Er 1%～5%
根据物理或物理化学性质, 需求特殊的仪器
〔4〕εmax越大阐明该物质的吸光才干越强，用 光度法测定该物质的灵敏度越高。
ε>105：超高灵敏； ε=(6～10〕×104 ：高灵敏； ε<2×104 ：不灵敏。 〔5〕ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为 1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 5〕朗伯-比尔定律的适用条件 1) 单色光: 应选用max处或肩峰处测定 2) 吸光质点方式不变：离解、络合、缔合会破坏 线性关系， 应控制条件(酸度、浓度、介质等) 3) 稀溶液： 浓度增大，分子之间作用加强
操作简便快速 运用广泛
2。溶液中溶质分子对光的吸收
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
蓝 绿蓝 蓝绿
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O
• 指非共轭基团之间的相互作用。 • 当分子中两个非共轭发色团处于一 定的空间位置（环状体系）→发色 团分子轨道间相互作用 团分子轨道间相互作用。 • 产生的光谱既非两个发色团的加合， 也不同于二者共轭的光谱。
结论：Ⅲ、Ⅳ有位阻， λmax和ε均有改变。
39 40
例：
..
溶剂效应
• 有机化合物在溶液中的紫外吸收光谱易受 溶剂的影响，可引起其吸收峰位置、吸收 强度和光谱形状的改变。其中： • n→π* 随溶剂极性的增大， 吸收峰向短波移动 吸收峰向短波移动。 • π→π* 随溶剂极性的增大， 吸收峰向长波移动。 • 用途：可区别两种跃迁引起的吸收谱带
在吸收曲线上一个吸收峰旁边产生 的一个曲折，称为肩峰。
• 末端吸收：
吸收曲线上短波端只呈现强吸收而 不成峰形的部分 。
• 弱带：
紫外可见光谱中摩尔吸光系数 ε＜102的吸收峰
23 24
4
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• 生色团（发色团） 有机化合物分子结构中含有 π→π*或n→π*跃迁的基团，能 在紫外可见光范围内产生吸收 在紫外可见光范围内产生吸收。
15
16
电子跃迁类型及特点
跃迁 类型 出现波段 吸收 强度 化合物 结构 单键 C－ C C－ H 不饱和键 C＝ C C≡C C＝ O C＝ N等
C－OH C－NH2 C－ S C－ X
特点 饱和烃类，对紫外无贡献， 但可作溶剂 有共轭双键存在时，π→π* 跃迁所需能量降低，波长 跃迁所需能量降低 波长 红移 必须是杂原子直接连在双 键上
41 42
H2C
O
O C .. S ..
λmax 214nm，284nm（R带）
λmax 238nm，ε2535
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溶剂极性对异丙叉丙酮的两种跃迁吸收峰的影响 跃迁 类型 π→π* n→π* 正己烷 230nm 329nm 氯仿 238nm 315nm 甲醇 237nm 309nm 水 243nm 305nm 迁移 长移 短移
• 位阻效应 • 跨环效应 • 溶剂效应 • 体系pH值的影响
33 34
P240表10-1电子结构和跃迁
空间位阻（P241）
若化合物中两个发色团产生共轭，会
例：发色团－发色团产生共轭→ λmax长移，若立体位阻 妨碍共平面，就会降低其共轭程度。
使λmax长移，但若立体位阻妨碍它们 共平面？？？？？？？？？？？
9
（二）电子跃迁的常见类型
1）σ→σ*跃迁 2）π→π*跃迁 3） n →π*跃迁 4） n →σ*跃迁
10
• 有机化合物分子的价电子： σ电子→单键电子 π电子→复键电子 n 电子→未成键电子
分子轨道 • 当两个原子靠近结合成分子时， 两个原子的原子轨道可以线性 组合成两个分子轨道 组合成两个分子轨道。
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10.1 基本概念
10.1.1 跃迁类型
6
1
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（一）紫外可见吸收光谱的产生
• 原子或分子中的电子总是处于某一种 运动状态之中，每一种状态都具有一 定的能量，属于一定的能级。 • 实质：吸收外来幅射→被激发→从低 能级跃迁到较高能级（从基态跃迁到 电子激发态） → 电子光谱 电子光谱。
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第10 10章 章
一、定 义
概 述
紫外可见分光光度法 UVUV -Vis
紫外-可见分光光度法：以紫外可见光为光源 照射被测物质 可见光为光源，照射被测物质， 研究其吸收光谱的分析方法。
• 属于电子光谱 ----分子中（价）电子能级跃迁
1 2
二、常用的波长范围
• 紫外光区：200～400nm • 可见光区：400～800nm
203，254 7500，160
• 10.2.2 偏离Beer定律的因素
当N上未成对电子与H＋离子形成配位键后， 苯胺共轭酸的吸收光谱与苯类似。可用该法鉴 别苯胺及其衍生物。 苯： λmax（nm） 200， 255 ε 8000 ， 215
47 48
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10.2.1 Lambert Lambert-Beer定律
• 在溶解度允范围内尽可能选用非极性溶剂或极性小的溶剂。
43
44
• 体系pH值的影响
体系的pH值对酸性、碱性的样品都 有明显影响，引起吸收峰位置、吸 收强度和光谱形状的改变 收强度和光谱形状的改变。
例：
OH OHH+ O-
λmax ε
211，270 6200，1450
235，287 9400，2600
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顺反异构
• 指双键或环上取代基在空间排列的 异构体。（空间位置的不同）
• 紫外光谱有明显差别
图
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二苯乙烯顺反式异构体的紫外吸收光谱
38
例： Ⅰ
O
Ⅱ
O
跨环效应
λmax 239nm ε＝12000
λmax 214nm ε＝16600 Ⅳ
O
Ⅲ
λmax 244nm ε＝6300
λmax 240nm ε＝5200
3.
(CH3 )2
N
CH
CH2
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σ→σ*，π→π*，n→σ*
3
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10.1.2. 常用术语
• 吸收曲线（吸收光谱） • 吸收峰、吸收谷 • 最大吸收波长、最小吸收波长 • 肩峰、末端吸收 • 强带、弱带 • 生色团、助色团 • 蓝移、红移 • 浓色效应、淡色效应
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• 吸收曲线（吸收光谱）
2. Lambert-Beer定律 (1)Lambert-Beer定律数学表达式 (2)Lambert-Beer定律物理意义 (3)Lambert-Beer定律的适用条件
(4)透光率与吸光度关系
A lg T
T % 10 A 100%
51 52
(1) Lambert-Beer定律数学表达式
54
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(3)Lambert-Beer定律的适用条件 1)平行单色光（入射光） 2)稀溶液：10－5～10－2mol/L
3. 吸收度的加合性
I0 I l ( Ea ca Eb cb Ec cc ) A lg Aa Ab Ac
7
• 分子总能量： • E总=E内+E平+E振+E转+E电子 • 吸收辐射能： • △E= △E振+△E转+△E电子 • 其中： △E电子最大 一般1 ~ 20eV →λ=1250 ~60nm → 紫外可见区
8
• 小结
1．分子只能吸收等于两个能阶之差的 能量，即具有量子化的特征。 2．分子价电子跃迁而产生的光谱位于 紫外 紫外可见光区。 光区 （200～800nm） 3．电子光谱包含着振、转光谱，使谱 带变宽，所以紫外可见吸收光谱为带 状光谱。
• • • • 1.光吸收度的表示方法 2. Lambert-Beer定律 3 吸收度的加合性 3. 4.吸光系数
1.光吸收度的表示方法
I0 Ix s I
dx b
图3-7 光辐射吸收示意图
50
49
光吸收度的表示方法
(1)透光率 (2)百分透光率 (3) 吸光度
I A lg 0 I
I I0 I T % 100% I0 T
• 如： • C＝C、C≡C
简单的双键或三键
• C＝O、C＝N、C＝S、N＝O、－NO2 等有杂原 渗 的 键或 轭 键 等有杂原子渗入的双键或共轭双键
26
25
• 助色团
含有非键电子的杂原子饱和基团,本 身不能吸收波长大于200nm的辐射， 但与发色团或饱和烃相连时，能使该 发色团或饱和烃的吸收峰向长波移动， 并使吸收强度增加的基团。 • 如：－OH、－NH2、－Cl（Br、I）、
当有酚羟基存在时，化合物的吸收峰在碱性 介质中将红移且吸收强度增加；若滴加HCl溶液， 则吸收峰的位置和强度又恢复原状。据此可推断 芳香族化合物是否有羟基直接连在苯环上。
46
45
例：
NH2 H+ OH+ NH3
10.2 基本原理
• 10.2.1 Lambert-Beer定律
λmax ε
230，280 8600，1470
（一）吸收带
• R带——Radikal(基团) • K带——Konjugation( Konjugation(共轭作用) • B带——benzenoid(苯的) • E带——芳香族化合物特征吸收带
R K B E1 E2
n→π*
弱
π→π* 苯环骨架 振动＋ π→π* π→π*
苯环中三个 CH＝CH 组成的环状 共轭系统
含有未共用电子对的基团连接 在σ键上 杂原子极性↑，λ红移 17 杂原子数目↑，λ红移
1.
• σ→σ*
CH2 CH CH2 CH2 O CH3
CH3 C O CH3
＜200nm
弱
σ→σ*，π→π*，n→σ*
π→π* n→π* n→σ*
≈200nm 250～ 500nm ≈200nm
强 弱 弱
2.
σ→σ*，n→π*
由于共轭效应，电子离域到多个原 子之间，导致π→π* 能量降低。同 时跃迁几率增大，εmax增大。
35
λmax（nm） ε
247 17000
λmax（nm） 237 ε 10250
231 5600
227（肩峰） －
结论：随着邻位取代基增加，空间位阻造成连接 两个苯环的单键扭转，使两个苯环不在同一平面， 36 不能有效共轭，使吸收峰蓝移。
－SH、－SR、－OR等
• 助色团－饱和烃相连 • 助色团－苯环相连 • 助色团－共轭双键相连