紫外可见吸收光谱基本原理
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紫外-可见吸收光谱的产生及基本原理
判别顺反异构体
H
H C C H
C C
H
顺式
反式 λmax=295nm εmax=27000
λmax=280nm εmax=13500
共平面产生最大共轭效应， εmax大
判别互变异构体
O CH3 C H O C C H OC2H5
H O O H O H O H
酮式:λmax=272nm,εmax=16
汞灯用于波长检定。
用积分球的检测器波长<2500nm。
单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波 长单色光的光学系统。 ①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅； ④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦 至出射狭缝； ⑤出射狭缝。
a
b c
比例常数，称为吸光系数
液层厚度，单位cm 浓度。当浓度 c 以 g· L-1 为单位，液层厚度 b 以 cm 为单位 时，吸光系数的单位为：L· g-1· cm-1
紫外分光光度法定性分析
比较吸收光谱曲线法：
可以将在相同条件下测得的未知物的吸收光谱与标准谱图 进行比较来作定性分析。如果吸收光谱的形状，包括吸收光谱 的λmax、λmin、吸收峰的数目、位置、拐点以及等完全一致，则 可以初步认为是同一化合物。
OH CH3 C H O C C OC2H5
O H
O
烯醇式:λmax=243nm,εmax=16000
纯度的控制和检验
a) 根据吸收光谱判断
含10-6M蒽的苯溶液
苯溶液
b) 根据lgε判断
4.10 例如：标准菲 lg 氯仿 max( 296 nm )
紫外可见吸收光谱法基本原理和解析
★用不同波长的单色光照射，测吸光度-- 吸
收曲线(最大吸收波长 max)。
2020/5/24
蓝 ➢黄 450~480nm 580~600nm
10
★吸收曲线的讨论
（1）同一种物质对不同波 长光的吸光度不同。 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。
物质可能达到的最大灵敏度。
2020/5/24
19
3.偏离朗白—比耳定律的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现： 标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高 时），这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。
引起这种偏离的原因： （1）入射光非单色光。
仪器的非理想引起的 （2）溶液不均匀。 （3）溶液中发生了化学变化
布格(Bouguer)和朗白(Lambert)先后于1729年
和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度
的关系。A∝b
1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸
收物浓度之间也具有类似的关系
A∝ c
二者的结合称为朗白—比耳定律，其数学表达
式为： A＝lg（I0 / It)= εb c
T It
AlgT
特征常数。 （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改
变。在温度和波长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待 测物浓度无关。 （3）可作为定性鉴定的参数。
2020/5/24
18
（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值 是不同的。在最大吸收波长λmax 处的摩尔吸光系数以εmax表示。
εmax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
收曲线(最大吸收波长 max)。
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蓝 ➢黄 450~480nm 580~600nm
10
★吸收曲线的讨论
（1）同一种物质对不同波 长光的吸光度不同。 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。
物质可能达到的最大灵敏度。
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3.偏离朗白—比耳定律的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现： 标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高 时），这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。
引起这种偏离的原因： （1）入射光非单色光。
仪器的非理想引起的 （2）溶液不均匀。 （3）溶液中发生了化学变化
布格(Bouguer)和朗白(Lambert)先后于1729年
和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度
的关系。A∝b
1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸
收物浓度之间也具有类似的关系
A∝ c
二者的结合称为朗白—比耳定律，其数学表达
式为： A＝lg（I0 / It)= εb c
T It
AlgT
特征常数。 （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改
变。在温度和波长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待 测物浓度无关。 （3）可作为定性鉴定的参数。
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（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值 是不同的。在最大吸收波长λmax 处的摩尔吸光系数以εmax表示。
εmax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
紫外吸收光谱的基本原理.
（4）、n→π*
n →π* 丙酮：280nm，15）ε≤100
饱和烃 σ→σ* ； 烯烃、炔烃 σ→σ*、π→π*； 脂肪醚σ→σ*、n →σ*； 醛酮 π→π* 、 n →σ* 、σ→ σ* 、 n → π*）
四、紫外光谱中常用的几个术语 1、发色基团和助色基团
发色基团：凡是能导致化合物在紫外及可见光区产 生吸收的基团，不论是否显示颜色都称 为发色基团。
§2 紫外吸收光谱的基本原理
一、紫外吸收光谱的产生
物质
电磁波1
电磁波 2
能量
n2
n1
ΔE=En2-En1=hν
二、紫外光谱的表示方法
A=log(I0/I1)
T= I1/I0 A=log(1/T)
A=εbc ε 为 摩 尔 吸 光 系 数 ， 它 是 浓 度 为 1mol/L 的 溶 液 在 1cm宽的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度； c为物质的浓度，单位为mol/L； b为液层厚度，单位为cm。
三、分子轨道与电子跃迁的类型
1、分子轨道
分子轨道
成键分子轨道 反键分子轨道
分子轨道
σ 轨道 π 轨道 n轨道
σ 电子 π 电子 n电子
2、电子跃迁的类型
分子轨道能级高低次序： σ* > π* > n > π > σ
σ*
σ*
π*
π*
E
n
E
n
π σ
π
σ
（1）、σ→σ* λ＜ 150nm 、环丙烷 190nm
abcabcd变化增色减色3吸收带ar吸收带跃迁所产生bk吸收带k吸收带波长大于200nm吸收强度强10含有氧硫氮等杂原子的发色基团羰基硝基乙醛290nm17吸收波长长吸收强度低共轭双键跃迁所产生cb吸收带吸收波长长吸收强度低苯256nm215闭合环状共轭双键的跃迁所产生的在非极性溶剂中或气态时b吸收大带会出现精细结构但有一些芳香化合物的b吸收带往往没有精细结构极性溶剂的使用会使精细结构消失
n →π* 丙酮：280nm，15）ε≤100
饱和烃 σ→σ* ； 烯烃、炔烃 σ→σ*、π→π*； 脂肪醚σ→σ*、n →σ*； 醛酮 π→π* 、 n →σ* 、σ→ σ* 、 n → π*）
四、紫外光谱中常用的几个术语 1、发色基团和助色基团
发色基团：凡是能导致化合物在紫外及可见光区产 生吸收的基团，不论是否显示颜色都称 为发色基团。
§2 紫外吸收光谱的基本原理
一、紫外吸收光谱的产生
物质
电磁波1
电磁波 2
能量
n2
n1
ΔE=En2-En1=hν
二、紫外光谱的表示方法
A=log(I0/I1)
T= I1/I0 A=log(1/T)
A=εbc ε 为 摩 尔 吸 光 系 数 ， 它 是 浓 度 为 1mol/L 的 溶 液 在 1cm宽的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度； c为物质的浓度，单位为mol/L； b为液层厚度，单位为cm。
三、分子轨道与电子跃迁的类型
1、分子轨道
分子轨道
成键分子轨道 反键分子轨道
分子轨道
σ 轨道 π 轨道 n轨道
σ 电子 π 电子 n电子
2、电子跃迁的类型
分子轨道能级高低次序： σ* > π* > n > π > σ
σ*
σ*
π*
π*
E
n
E
n
π σ
π
σ
（1）、σ→σ* λ＜ 150nm 、环丙烷 190nm
abcabcd变化增色减色3吸收带ar吸收带跃迁所产生bk吸收带k吸收带波长大于200nm吸收强度强10含有氧硫氮等杂原子的发色基团羰基硝基乙醛290nm17吸收波长长吸收强度低共轭双键跃迁所产生cb吸收带吸收波长长吸收强度低苯256nm215闭合环状共轭双键的跃迁所产生的在非极性溶剂中或气态时b吸收大带会出现精细结构但有一些芳香化合物的b吸收带往往没有精细结构极性溶剂的使用会使精细结构消失
紫外可见吸收光谱法
例：
-C-C- 如：乙烷: max=135nm C-H 如: 甲烷: max= 125nm
2) n * 跃迁
分子中未共用n电子跃迁到* 轨道
化合物种类：凡含有n电子的杂原子的饱和化合物
特点：跃迁所需要的能量较高
位置：远紫外光区和近紫外光区
150-250nm
ε=100 ～ 1000 L·cm-1 ·mol-1
Mn+-Lb- M(n+1)+-L(b+1)- (hν) [Fe3+-SCN-]2+ [Fe2+-SCN]2+ （这就是配合物λmax=490nm为血红色原因）
金属配合物的电荷转移吸收光谱，有三种类型：
1. 电子从配体到金属离子: 相当于金属的还原； 2. 电子从金属离子到配体； 产生这种跃迁的必要条件是金属离子容易被氧化
白炽光源: 热辐射光源：可见光区，340-2 500nm，影响因素：灯电压
如 钨丝灯和卤钨灯； 气体放电光源: 气体放电发光光源：紫外光
否相同。 在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。
三、紫外-可见分光光度计
光源 λ1、 λ2、 λ3、 …、 λn
分光系统
λmax
调制放大 记录系统→显示A
检测系统 光→电
I0→样品池→ It
紫外-可见分光光度计主要组成部件
光源
分光系统
样品池
检测系统
记录系统
1、光源
1.光源：提供入射光的元件。
3.电子从金属到金属
配合物中含有两种不同氧化态的金属时，电子可在其间转移，
这类配合物有很深的颜色，如普鲁士蓝 （磷、砷）钼蓝 H8 [SiMo2O5(Mo2O7)5 ]
-C-C- 如：乙烷: max=135nm C-H 如: 甲烷: max= 125nm
2) n * 跃迁
分子中未共用n电子跃迁到* 轨道
化合物种类：凡含有n电子的杂原子的饱和化合物
特点：跃迁所需要的能量较高
位置：远紫外光区和近紫外光区
150-250nm
ε=100 ～ 1000 L·cm-1 ·mol-1
Mn+-Lb- M(n+1)+-L(b+1)- (hν) [Fe3+-SCN-]2+ [Fe2+-SCN]2+ （这就是配合物λmax=490nm为血红色原因）
金属配合物的电荷转移吸收光谱，有三种类型：
1. 电子从配体到金属离子: 相当于金属的还原； 2. 电子从金属离子到配体； 产生这种跃迁的必要条件是金属离子容易被氧化
白炽光源: 热辐射光源：可见光区，340-2 500nm，影响因素：灯电压
如 钨丝灯和卤钨灯； 气体放电光源: 气体放电发光光源：紫外光
否相同。 在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。
三、紫外-可见分光光度计
光源 λ1、 λ2、 λ3、 …、 λn
分光系统
λmax
调制放大 记录系统→显示A
检测系统 光→电
I0→样品池→ It
紫外-可见分光光度计主要组成部件
光源
分光系统
样品池
检测系统
记录系统
1、光源
1.光源：提供入射光的元件。
3.电子从金属到金属
配合物中含有两种不同氧化态的金属时，电子可在其间转移，
这类配合物有很深的颜色，如普鲁士蓝 （磷、砷）钼蓝 H8 [SiMo2O5(Mo2O7)5 ]
紫外可见吸收光谱基本原理
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
11:51:47
2
σ→σ＊跃迁
所需能量最大；σ电子只有吸收远紫外光的能量
才能发生跃迁；
饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区； 吸收波长λ <200 nm； 例：甲烷的λ max为125nm , 乙烷λ max为135nm 。 只能被真空紫外分光光度计检测到； 作为溶剂使用；
max(甲醇) max(水) max(氯仿)
n → p*跃迁：蓝移； ；
max(正己烷)
p → p* n → p*
230 329
11:51:47
238 315
237 309
243 305
溶剂的影响
苯 酰 丙 酮 1 1：乙醚 2：水
2
250
300
极性溶剂使精细结构 消失；
11:51:47
11:51:47
11:51:47
精品课件！
11:51:47
精品课件！
11:51:47
(三) 金属离子影响下的配位体内π→π＊跃迁 金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和 强度的变化。变化与成键性质有关，若共价 键和配位键结合，则变化非常明显。 茜素磺酸钠： 弱酸性介质：黄色（λ max=420nm） 弱碱性介质：紫红色（λ max=560nm ）
一、有机物吸收光谱与电子跃迁
（一）电子跃迁类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果： σ电子、π电子、n电子。 s*
E p 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s
H
C H
OnKR Nhomakorabeap*
E,B
n
p
s
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反 键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：
现代仪器分析 第三章 紫外-可见吸收光谱法
(校准曲线)
cx
2.0 3.0
0 1.0 c(mg/mL)
4.0
第一节 概 述
应用举例
某有色物质溶液的浓度为4.5×10-3g· L-1,在530nm波长下2.0cm 的吸收池所测得的吸光度为0.300，试计算 （a）吸光系数； （b) 使用5cm的吸收池时溶液的百分透光度。
（a）K=A/Lc=0.300/2.0×4.5×10-3=33.3L· g-1· cm-1 （b）T=10-A T%=10-A’×100％=17.81％
第一节 概 述
（二） 紫外－可见分光光度法（紫外－可见吸收光 谱法）及其特点
（1）灵敏度高。适于微量组分测定。可测定10-6 g 级的物质。 （2）准确度高。 相对误差一般在1~5%之内。 （3）方法简便。操作容易、仪器设备简单、分 析速度快。 （4）应用广泛。主要用于无机化合物、有机化 合物的定量分析及配合物的组 成和稳定常数的测定；也能用
分光光度计只能获得近似于单色的狭窄光带。复合光 可导致对朗伯-比尔定律的正或负偏离。 非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗白-比 尔定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起 的偏离。
第一节 概 述
假设由波长为λ1和λ2的两单色光 组成的入射光通过浓度为c的溶液，则： A 1 ＝ lg(Ｉo1 /Ｉt1 ）＝K1Lc A 2 ＝ lg(Ｉo2 /Ｉt2 ）＝K2Lc
式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；（A无单位）
L：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位 mol· L-1； K()：摩尔吸光系数，单位 L· mol-1· cm-1；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；
紫外可见吸收光谱基本原理
紫外可见吸收光谱基本原理紫外可见吸收光谱的基本原理是物质吸收紫外可见光时，电子从低能级跃迁到高能级，吸收的光子能量与吸收带的能带宽度相符合，形成吸收峰。
在可见光区域的吸收通常是由于电子跃迁引起的。
在紫外区域，主要发生的是电子的径向跃迁或电子对的激发，而在可见光区域主要发生的是π-π*跃迁或n-π*跃迁。
紫外光谱仪一般由光源、刺激器、样品室和检测器组成。
光源产生能量较高的紫外光，刺激器通过选择合适的波长、宽度和形状的光束，将光束转化成单色光；样品室用于放置待测样品，并调节光束的强度和位置；检测器可以将吸收光转化成电信号并输出。
在紫外可见吸收光谱实验中，一般使用的溶液法测定。
首先，将待测样品溶解在适当的溶剂中，通过稀释制备一系列不同浓度的溶液。
然后，将样品溶液放入光谱仪样品室中，设置好波长范围和扫描速度等参数。
通过扫描整个波长范围，记录吸收光谱曲线。
根据光谱曲线中的吸收峰，可以确定化合物的电子能级跃迁情况以及其浓度。
紫外可见吸收光谱的分析应用非常广泛。
其中一个重要的应用是定量分析。
根据光谱测得的吸光度和已知浓度的标准溶液数据，可以建立吸光度与浓度之间的标准曲线，通过测量待测样品的吸光度，即可根据标准曲线计算出待测样品的浓度。
这种方法可用于药物和环境分析中。
另一个重要的应用是结构分析。
不同的化合物因为其分子结构的不同，会吸收不同波长的光，形成各自独特的吸收光谱曲线。
通过比对待测样品的光谱特征与已知化合物的光谱特征，可以确定待测样品的结构和成分。
这种方法在有机化学和材料科学领域具有重要意义。
总之，紫外可见吸收光谱是一种广泛应用的分析技术，可以从电子能级跃迁角度解释物质的吸收特性。
它具有快速、灵敏、经济以及非破坏性等优点，在化学研究、药物分析、环境监测等领域发挥着重要作用。
紫外-可见光谱
键轨道， π→π* 跃迁较复杂，可以有不同的激发态。苯 有三个吸收带。
取代苯 烷基取代苯：影响小，由于超共轭效应，导致红移，
降低B- 带的精细结构； 助色团取代苯：n 电子与苯环形成 p-π共轭，导致红移，
增强B-带的强度，降低B- 带的精细结构
连有推电子基团的红移强弱顺序为： CH3 < Cl < Br < OH < OCH3 < NH2 < O-
同环双键母体 253 两个延长双键 60 三个环外双键 15 五个取代烃基 25 —————————
353nm
IV
具有四个以上双键的共轭体系，K- 带λmax 和εmax 值按规则计算：
λmax = 114 + 5M + n(48.0-1.7n) – 16.5 Rendo -10 Rexo εmax = (1.74 x 104) n
红移 紫移
取代苯的λmax 值经验计算参数 λmax = 203.5 + 取代基位移值 （误差有时较大）
Scott 规则
多核芳香族化合物：总体红移。 多联苯以及苯并多环
杂环芳香族化合物
六元环：较苯的吸收加强；并产生 n→π* 跃迁；
五元环：类似双烯。
6. 影响紫外光谱的因素： 外部因素:
溶剂：纯度极其重要；极性影响复杂； 浓度：控制吸光度为0.7-1.2范围； 样品池：应不影响样品对紫外的吸收；
内部因素： 位阻：
平衡体系的紫外光谱：
一些极性化合物，在极性或pH 不同的溶剂中 光谱有较大的变化，如互变异构平衡及酸碱平衡：
中性
碱性
7. 紫外光谱解析
缺点：只提供分子中共轭体系和一些基团的结构信 息，不能推知分子结构。
取代苯 烷基取代苯：影响小，由于超共轭效应，导致红移，
降低B- 带的精细结构； 助色团取代苯：n 电子与苯环形成 p-π共轭，导致红移，
增强B-带的强度，降低B- 带的精细结构
连有推电子基团的红移强弱顺序为： CH3 < Cl < Br < OH < OCH3 < NH2 < O-
同环双键母体 253 两个延长双键 60 三个环外双键 15 五个取代烃基 25 —————————
353nm
IV
具有四个以上双键的共轭体系，K- 带λmax 和εmax 值按规则计算：
λmax = 114 + 5M + n(48.0-1.7n) – 16.5 Rendo -10 Rexo εmax = (1.74 x 104) n
红移 紫移
取代苯的λmax 值经验计算参数 λmax = 203.5 + 取代基位移值 （误差有时较大）
Scott 规则
多核芳香族化合物：总体红移。 多联苯以及苯并多环
杂环芳香族化合物
六元环：较苯的吸收加强；并产生 n→π* 跃迁；
五元环：类似双烯。
6. 影响紫外光谱的因素： 外部因素:
溶剂：纯度极其重要；极性影响复杂； 浓度：控制吸光度为0.7-1.2范围； 样品池：应不影响样品对紫外的吸收；
内部因素： 位阻：
平衡体系的紫外光谱：
一些极性化合物，在极性或pH 不同的溶剂中 光谱有较大的变化，如互变异构平衡及酸碱平衡：
中性
碱性
7. 紫外光谱解析
缺点：只提供分子中共轭体系和一些基团的结构信 息，不能推知分子结构。
紫外吸收光谱基本原理
07:18:51
光的互补：蓝 黄
07:18:51
2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h 基态 → M* 激发态 M + 热
M + 荧光或磷光
E1
（△E）
E2
• E = E2 - E1 = h
• 量子化 ；选择性吸收 • 吸收曲线与最大吸收 波长 max • 用不同波长的单色光 照射，测吸光度;
也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩
尔吸光系数ε max也作为定性的依据。不同物质的λ max有时
可能相同，但ε max不一定相同；
（6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定 量分析的依据。
07:18:51
二、有机物吸收光谱与电子跃迁
ultraviolet spectrometry of organic compounds
07:18:51
苯环上助色基团对吸收带的影响
07:18:51
苯环上发色基团对吸收带的影响
07:18:51
2. 立体结构和互变结构的影响
H C C H
顺反异构： 顺式：λmax=280nm；
εm；εmax=29000
H C C H
O H 3C C OH H 3C C H C H2 C
极性
非极性
n → p*跃迁：兰移； ；e
max(正己烷) max(氯仿)
p → p*跃迁：红移； ；e
max(甲醇) max(水)
pp np
230 329
07:18:51
238 315
237 309
243 305
溶剂的影响
苯 酰 丙 酮 1 1：乙醚 2：水
紫外-可见吸收光谱
6.生化反应动力学的研究
如果某生化反应中一种反应物的浓度发生变化， 则可以利用紫外-可见吸收光谱研究反应进行的快慢 即反应的动力学。例如在酶反应中，底物的减少会使 其吸收幅度下降，产物的吸收峰幅度增加，因此可以 利用底物或产物吸收峰的变化来研究反应的进行情况 及其反应速度。
乳酸脱氢酶
乳酸盐 + NHD+
2. 纯度的检验
如果有机物在紫外可见光区没有明 显的吸收峰，而杂质在紫外区区有较强 的吸收，则可利用紫外光谱检验化合物 的纯度。
3. 样品浓度的测定
根据吸收定律: A=εcl
同一物质的消光系数ε是一定的，因 此在光径相同的样品池中，A与样品浓度c 成正比。
• 比较法
• 标准曲线
配置一系列不同浓度的标准溶液，在波 长最佳处分别测定标准溶液的吸光度A，然后 一浓度为横坐标，以相应的A为纵坐标绘制出 标准曲线。
1. 化合物的鉴定
利用紫外光谱可以推导有机化合物的分子骨架 中是否含有共轭体系，如CH2=CH-CH=CH2 ， CH2=CH-CH=O ，CH2=CH-C≡N ，苯环等，利用 紫外光谱鉴定有机化合物远不如利用红外有效，因 为紫外光谱特征性不强。
苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸
具有环状共轭双键
鉴定的方法
时，测量到的透射光的强度与入射光强度之差即为样品 对入射光的吸收。
Io
It
A=lg（Io/It）
二.紫外光谱的特点
1. 紫外吸收光谱所对应的电磁波波长短，能量大， 反映分子中价电子能级跃迁的情况，主要用于
共轭体系及芳香族化合物的分析。
2. 但是由于谱峰宽，重叠多，而不是像红外吸收 光谱或核磁共振谱那样得到的是各个特定化学 键的峰。
丙酮酸盐 + NADH + H+
有机波谱解析-第二章 紫外光谱
中，极性溶剂对电荷分散体系的稳定能力使激发态的能量降低 程度大于基态能量降低程度。导致，△E较在非极性溶剂中减 小，吸收带红移。
C
Hale Waihona Puke n<pOC
C
p*
n > p p*
n
n C
p* p
p*
n
p n 非极性
p
O 非极性
C C
p
极性
极性
n → p*跃迁：兰移； ； pp np
（4）尽量和文献中所用的溶剂一致。
（5）溶剂挥发性小、不易燃、无毒性、价格便宜。
5. 电子跃迁的类型
紫外吸收光谱是由价电子的能级跃迁而产生的，有机化 合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、 π电子、n电子。 s* n p* H C O
s
p E 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
各种电子能级的能量及电子跃迁类型如右图
3. 紫 外 光 谱 图
横坐标：波长或频率 纵坐标：吸光度（A) 或 透过率(T)
紫外光谱（图）的特点： 吸收谱带少； 吸收谱带宽； 通常以谱带吸收最强的波长表示谱带位置，称 为最大吸收波长（λmax) ，是分子的特征常数， 与分子电子结构相关，可推测化合物中生色团类 型和共轭大小； 吸收强度以最大吸收波长处的摩尔吸光系数 （εmax）表示，也是分子特征常数和鉴定化合物 的重要依据。
H H c H
取代基 红移距离 -SR 45(nm)
c H
max=162nm 助色基团取代 p
-NR2 40(nm) -OR 30(nm)
p*（K带)发生红移。
-Cl 5(nm) CH3 5(nm)
（2）共轭烯烃中的
p → p*
C
Hale Waihona Puke n<pOC
C
p*
n > p p*
n
n C
p* p
p*
n
p n 非极性
p
O 非极性
C C
p
极性
极性
n → p*跃迁：兰移； ； pp np
（4）尽量和文献中所用的溶剂一致。
（5）溶剂挥发性小、不易燃、无毒性、价格便宜。
5. 电子跃迁的类型
紫外吸收光谱是由价电子的能级跃迁而产生的，有机化 合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、 π电子、n电子。 s* n p* H C O
s
p E 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
各种电子能级的能量及电子跃迁类型如右图
3. 紫 外 光 谱 图
横坐标：波长或频率 纵坐标：吸光度（A) 或 透过率(T)
紫外光谱（图）的特点： 吸收谱带少； 吸收谱带宽； 通常以谱带吸收最强的波长表示谱带位置，称 为最大吸收波长（λmax) ，是分子的特征常数， 与分子电子结构相关，可推测化合物中生色团类 型和共轭大小； 吸收强度以最大吸收波长处的摩尔吸光系数 （εmax）表示，也是分子特征常数和鉴定化合物 的重要依据。
H H c H
取代基 红移距离 -SR 45(nm)
c H
max=162nm 助色基团取代 p
-NR2 40(nm) -OR 30(nm)
p*（K带)发生红移。
-Cl 5(nm) CH3 5(nm)
（2）共轭烯烃中的
p → p*
紫外可见吸收光谱基本原理
p
R带max =205nm ；10-100
p
p
p
③不饱和醛酮 K带红移：165250nm R 带兰移：290310nm
165nm n p
n
p
p
p
cc
cO
cO
13:02:19
（4）芳香烃及其杂环化合物
苯：
E1 带 1 8 0 1 8 4 nm； =47000
E2 带 2 0 0 2 0 4 nm =7000 苯环上三个
13:02:19
苯环上助色基团对吸收带的影响
13:02:19
苯环上发色基团对吸收带的影响
13:02:19
(三) 溶剂对吸收光谱的影响
n<p
CO
p
C
C
n
p
>p
p
p
n
p
n
n
p
p p
CO
CC
非极性 极性
非极性 极性
n → p*跃迁：蓝移； ； p → p*跃迁：红移； ；
p → p*
max(正己烷)
第三章 紫外-可见吸收
光谱法
一、 有机化合物的 紫外可见吸收光谱
第二节
二、无机化合物的吸 收光谱
紫外-可见吸收光谱
13:02:18
一、有机物吸收光谱与电子跃迁
（一）电子跃迁类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ
电子、π电子、n电子。
s*
HC O
n
s
Hp
p*
K
R
E
E,B
n
p
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
并，红移；
取代基使B带简化；
紫外-可见吸收光谱
过渡金属离子(中心离子)具有能量相等的d轨道，而 H2O，NH3之类的偶极分子或Cl-，CN-这样的阴离子(配 位体)按一定的几何形状排列在过渡金属离子周围(配位)， 使中心离子的d轨道分裂为能量不同的能级。
若d轨道原来是未充满的，则可以吸收电磁波， 电子由低能级的d轨道跃迁到高能级的d*轨道而产 生吸收谱带。所以这类跃迁吸收能量较小，多出现 在可见光区。
分子轨道 对称 波函数ψ 操作
符号不变 符号改变
g型轨道，ψg，对称波函数 u型轨道，ψu，反对称波函数
允许跃迁要求电子只能在对称性不同性的不同能级之间跃迁
例：g→u 允许 g→g 禁阻 u→u 禁阻
1.3.1 有机化合物的电子跃迁类型
现以羰基C=O为例来说明电子跃迁类型。
HC O n
s
Hp
碳上2个电子，氧上4个电子，形成σ、π、n、π*、σ*轨道
即 E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
(1) ΔEr=0.005～0.050eV λ = 250~25μm 远红外光谱
(2) ΔEv=0.05～１eV λ = 25~1.25μm 红外吸收光谱
(3) ΔEe=1～20eV λ = 0.06~1.25μm 紫外-可见光谱
分子吸收 光谱的产生
紫外-可见吸收 光谱
组员：贺小云 吕丹丹
第一节 紫外光谱基本原理
1.1 概述 1.2 紫外可见吸收光谱的产生 1.3 电子的跃迁类型 1.4 常用光谱术语及谱带分类 1.5 影响因素
1.1 概述
分子吸收紫外-可见光区190~800nm的电磁波，使其电 子从基态跃迁到激发态，从而产生的吸收光谱称紫外-可见 吸收光谱(Ultraviolet-Visible Absorption Spectra)。简称紫 外光谱(UV-Vis)。又称为电子吸收光谱。
若d轨道原来是未充满的，则可以吸收电磁波， 电子由低能级的d轨道跃迁到高能级的d*轨道而产 生吸收谱带。所以这类跃迁吸收能量较小，多出现 在可见光区。
分子轨道 对称 波函数ψ 操作
符号不变 符号改变
g型轨道，ψg，对称波函数 u型轨道，ψu，反对称波函数
允许跃迁要求电子只能在对称性不同性的不同能级之间跃迁
例：g→u 允许 g→g 禁阻 u→u 禁阻
1.3.1 有机化合物的电子跃迁类型
现以羰基C=O为例来说明电子跃迁类型。
HC O n
s
Hp
碳上2个电子，氧上4个电子，形成σ、π、n、π*、σ*轨道
即 E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
(1) ΔEr=0.005～0.050eV λ = 250~25μm 远红外光谱
(2) ΔEv=0.05～１eV λ = 25~1.25μm 红外吸收光谱
(3) ΔEe=1～20eV λ = 0.06~1.25μm 紫外-可见光谱
分子吸收 光谱的产生
紫外-可见吸收 光谱
组员：贺小云 吕丹丹
第一节 紫外光谱基本原理
1.1 概述 1.2 紫外可见吸收光谱的产生 1.3 电子的跃迁类型 1.4 常用光谱术语及谱带分类 1.5 影响因素
1.1 概述
分子吸收紫外-可见光区190~800nm的电磁波，使其电 子从基态跃迁到激发态，从而产生的吸收光谱称紫外-可见 吸收光谱(Ultraviolet-Visible Absorption Spectra)。简称紫 外光谱(UV-Vis)。又称为电子吸收光谱。
材料分析测试第十章紫外可见吸收光谱法
(a)吸光度对波长的关系图
(b)百分透光率对波长的关系图
1.吸收峰 ；2.谷；3.肩峰；4.末端吸收
吸收曲线的吸收高峰（称最大吸收峰）所对应的波长称
为最大吸收波长，常用max表示
整理ppt
34
2. 无机固体光学吸收谱的类型
无机固体（含矿物）的光学吸收光谱（紫外-可见-近红外 吸收光谱），主要分为三种类型，它们分别用三种理论来 解释：晶体场光谱（晶体场理论）、电荷转移光谱（分子 轨道理论）和吸收边（能带理论）。
摩尔吸收系数（）比较小，即吸收峰强度
比较小，很少在近紫外区观察到。
整理ppt
5
一些化合物n-*跃迁所产生吸收的数据
化合物 H2O
max/nm max
样品为气态
167 1480
CH3OH CH3Cl
184 150 max最大吸收波长 173 200
CH3I
258
(CH3)2S(乙醇溶液) 229
365 max最大摩尔吸收系数 140
利用吸收光谱的这一性质，可用来判断化合物的跃迁类型及谱带的归属。
整理ppt
12
共扼效应对max的影响
共扼烯烃及其衍生物的-*跃迁均为强吸收带，104，这
类吸收带称为K带。
在分子轨道理论中，电子被认为是通过共扼而进一步离 域化的，这种离域效应降低了*轨道的能级，光谱吸收峰
移向长波方向，即红移。
，-不饱和醛、酮中羰基双键和碳-碳双键-共扼也有类
实线-苯
虚线-甲苯
苯及其衍生物的长波区谱带(B带) 为一组尖锐吸收蜂，这是振动跃 迁叠加在电子跃迁上的结果。
苯和甲苯的紫外光谱图 (在环己烷中)
极性溶剂可以减少或消除这种精 细结构。
紫外吸收光谱基本原理
15:36:00
图3.1 电子跃迁图
15:36:00
• 其中б→б* 跃迁所需能量最大，n→π*及 配位场跃迁所需能量最小，因此，它们 的吸收带分别落在远紫外和可见光区。
• 从图中纵坐标可知π→π*及电荷迁移跃迁 产生的谱带强度最大，n→π*、n→б*跃 迁产生的谱带强度次之，配位跃迁的谱 带强度最小。
15:36:00
一、有机化合物的紫外—可见吸收光谱 （一）电子跃迁类型
*
反键*轨道
*
反键*轨道
E
n→ * → * n→ * → *
n
N非键轨道
成键轨道
成键轨道
图3.2 分子的电子能级和跃迁
15:36:00
15:36:00
15:36:00
15:36:00
15:36:00
4. n→π＊跃迁
15:36:
不同波长的光
L
图3-1 紫外可见吸收光谱示意图
A
末端吸收
最强峰
肩 峰
次强峰 峰谷
15:36:00
max
min
A
分析吸收曲线 可以看到：
1.同一浓度的 待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
max
min
2. 对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；
3. 对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰所对应的 波长(最大吸收波长 λmax) 不变。并且曲线的形状也完 全相同。
含有杂原子的双键化合物中杂原子的n电子 跃迁到π*轨道。
所需能量小，εmax很小，一般在小于100
L·mol-1·cm-1以上，属于弱吸收。
例如：丙酮 n→π*跃迁的λmax为280nm， εmax为: 10～30 L·mol-1·cm-1。
图3.1 电子跃迁图
15:36:00
• 其中б→б* 跃迁所需能量最大，n→π*及 配位场跃迁所需能量最小，因此，它们 的吸收带分别落在远紫外和可见光区。
• 从图中纵坐标可知π→π*及电荷迁移跃迁 产生的谱带强度最大，n→π*、n→б*跃 迁产生的谱带强度次之，配位跃迁的谱 带强度最小。
15:36:00
一、有机化合物的紫外—可见吸收光谱 （一）电子跃迁类型
*
反键*轨道
*
反键*轨道
E
n→ * → * n→ * → *
n
N非键轨道
成键轨道
成键轨道
图3.2 分子的电子能级和跃迁
15:36:00
15:36:00
15:36:00
15:36:00
15:36:00
4. n→π＊跃迁
15:36:
不同波长的光
L
图3-1 紫外可见吸收光谱示意图
A
末端吸收
最强峰
肩 峰
次强峰 峰谷
15:36:00
max
min
A
分析吸收曲线 可以看到：
1.同一浓度的 待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
max
min
2. 对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；
3. 对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰所对应的 波长(最大吸收波长 λmax) 不变。并且曲线的形状也完 全相同。
含有杂原子的双键化合物中杂原子的n电子 跃迁到π*轨道。
所需能量小，εmax很小，一般在小于100
L·mol-1·cm-1以上，属于弱吸收。
例如：丙酮 n→π*跃迁的λmax为280nm， εmax为: 10～30 L·mol-1·cm-1。