仪器分析课件 紫外可见分光光度法

二、生色团、助色团和吸收带 1、生色团
含有不饱和键，能吸收紫外，可见光产生 * 或 n * 跃迁的基团称为生色团。
2、助色团 含有未成键电子，本身不产生吸收峰，但与生 色团相连时，能使生色团吸收峰波长向长波长方向 移动，吸收强度增强的杂原子基团称为助色团。
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3、吸收带
E E0 E平 E 转 +E 振 +E电
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1
v 0
B
4
3
2
1
v 0
A
双原子分子的三种能级跃迁示意图
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电池波谱
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二、紫外可见吸收光谱法的特点
(1)灵敏度高 适于微量组分的测定，一般可测定
10-6g级的物质。
(2)准确度较高 其相对误差一般在1％～5％之内。
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四、各类有机化合物的紫外—可见吸收光谱 1、饱和有机化合物
饱和碳氢有机物
*
2、不饱和有机化合物 （1）含有孤立双键（或三键）的化合物吸收峰位
于远紫外区。 *
（2）含有共轭双键（或三键）的化合物 吸收峰向长波长方向移动，吸收强度增强。
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3、芳香族化合物

能 量
成键轨道
成键轨道
有机化合物中的电子能级和跃迁类型
各种跃迁所需能量大小为：
* n * * n *
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1 、 * 跃迁
需能量大 吸收峰——远紫外区 饱和烃类做紫外—可见吸收光谱分析时的溶剂
2 、n *跃迁
含有n电子的杂原子（O、N、S）的饱和化合物; 吸收峰——150～250nm的紫外区; k—102～103L●moL-1 ●cm-1; 中等强度吸收。
法，称为分子吸光分析法它包括比色法和分子吸收
分光光度法。 1.比色法 基于比较待测溶液颜色的分子吸光分析法称为
比色法，它分为目视比色和光电比色法。
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绿
黄 青
橙
白光 蓝
青蓝
红
紫
2.分子吸收光谱法
互补光示意图
紫外吸收分光光度法、可见吸收分光光度法和红外吸收 光谱法。 3.分子吸收光谱产生原因
11400 为强E带掩盖
第四节 紫外——可见分光光度计
光源 单色器 吸收池 检测器
显示器
单光束分光光度计测量示意图
参比池 光源 单色器 样品池
斩光器 显示器
双光束分光光度计测量示意图
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单色器1
1
光源 单色器2 2 斩光器
样品池 检测器
双波长分光光度计测量示意图
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第五节 紫外—可见吸收光谱法的应用
1.定性分析 在相同测定条件下，比较待测物与已知标 准物的光谱，吸收光谱完全相同，同一物质。 2.有机化合物分子结构的推断 （1）推测有机化合物所含的官能团
200～250nm有强吸收峰，可能含有两个双键的共轭体系； 260～350nm有强吸收峰，可能含有3～5个共轭发色团 和助色团； 270～350nm有很弱的吸收峰，无其它强吸收峰，含带n电子 的未共轭的发色团；
ab
A 2
ab
A 1 A 1 A 2 A 2 A 1 A 2
a b a b a a
a a a a
1 2
A k c L k c L
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分子轨道理论： 有机化合物分子中价电子三种： 形成单键的 电子； 形成双键的 电子； 未成键的孤对电子（ n 电子）。
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有机化合物的分子吸收紫外-可见光能量后，价 电子由基态跃迁到激发态。
* 反键轨道
*反键轨道
*
n *
*
n *
n 非成键轨道
氯仿 238nm 315nm
甲醇 水 波长位移 237nm 243nm 向长波移动 309nm 305nm 向短波移动
n *
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溶剂的使用最低波长极限 最低波长极限 最低波长极限 溶剂 溶剂 nm nm 220 220 乙醚 甘油 210 230 环己烷 1,2-二氧乙烷 210 233 正丁醇 二氯甲烷 210 245 水 氯仿 210 260 异丙酮 乙酸正丁酯 210 260 甲醇 乙酸乙酯 210 260 甲基环己烷 甲酸甲酯 210 285 96%硫酸 甲苯 215 305 乙醇 吡啶 2,2,4-三甲戊烷 215 330 丙酮 220 380 对二氧六烷 二硫化碳 220 280 正己烷 苯
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203
206 207 209 217 210 210 245 249 230
7500
7000 7000 7400 6400 7900 6200 13000 11600
254
261 257 263 269 261 270 278 273
160
225 700 190 1480 192 1450 1100 970
300 400 1.纯甲醇；2.被苯污染的甲醇
利用吸收系数，最大吸收波长检验。
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（5）定量分析 单组分物质的定量分析
a.比较法
c x c s ( A x / As )
b.标准曲线法
r 0.999
多组分物质的定量分析
a.吸收光谱不重叠 b.吸收光谱单向重叠 c.吸收光谱双向重叠 d.双波长分光光度法定量分析
1
H C H C 顺式
m ax 2 8 0 n m ,
H
cm
1
k m ax 1 0 5 0 0 L m o l
1
cm
1
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（3）配合物的测定
D
A A最大
2.0 1.5 1.0 0.5
2
O CR/CM
1
0 200
（4）纯度检查 化合物在紫外-可见光区无吸收峰，杂质有较强 吸收，可检测痕量杂质。
K cL
当受激物质(或受热能、电能或其他外界能
量所激发的物质)从高能态回到低能态时，往往
以光辐射的形式释放出多余的能量，这种现象称
为光的发射。 2.光的透射、散射和折射 3.光的干涉、衍射和偏振
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第二节 紫外-可见吸收光谱法概述 一、分子吸光分析法 基于物质分子对光的选择性吸收而建立的分析方
二、光与物质的相互作用 1.光的吸收、发射 当光与物质接触时，某些频率的光被选择性吸收并 使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。
T I I0
通常用吸光度A表示物质对光的吸收程度，其定义为：
A lg 1 T lg I0 I
朗伯-比尔定律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ09:07:14
A K cL 或 I= I 0 e
吸收峰在紫外—可见光谱中的波带位置称为吸收带。 （1）R吸收带 由于 n * 跃迁产生的吸收带。 强度较弱，k﹤102L●moL-1●cm-1; 吸收峰200～400nm之间。 （2）k吸收带 共轭体系中 *跃迁产生的吸收带。 吸收强度大，k﹥104L●moL-1 ●cm-1 吸收峰217～280nm之间。
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5
E1 E2
4
k
4
lg k 3
2
B
B
lg k
3
2
R
1
0 180 200 220 240 260 280
1
250
300
/ nm
350
/ nm
苯的紫外吸收光谱（乙醇中）
苯乙酮的紫外吸收光谱（正庚烷中）
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三、影响紫外一可见吸收光谱的因素 （1）共扼效应 分子中的共轭体系由于大 键的形成，使 各能级间能量差减小，跃迁所需能量降低。因此 使吸收峰向长波方向移动，吸收强度随之加强的 现象，称为共扼效应。 （2）助色效应 当助色团与生色团相连时，由于助色团的n电 子与生色团的 电子共轭，结果使吸收峰向长波 方向移动，吸收强度随之加强的现象，称为助色效 应。
a b a a b b
A 2
ab
A 2 A 2 k 2 c L k 2 c L
a b a a b b
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a A b
O
A 1
ab ab
1
2
/ nm
A 1 A 1
a b
A 2
A 2 A 2
a b
A A 1
第二章 紫外-可见吸收光谱法
以物质的光学性质为基础建立的分析方法称为光 学分析法。 第一节 光的基本知识 一、光的性质 光是一种电磁辐射(或电磁波)，具有波粒二象性。
E hv hc / hc
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电磁辐射按照波长的长短排列起来,称为电磁波谱。
电磁波谱的分类
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（3）超共轭效应 由于烷基的 电子与共轭体系中的 电子共 扼，使吸收蜂向长波方向移动，吸收强度加强的现象 称为超共扼效应。但其影响远远小于共扼效应。
（4）溶剂效应 溶剂的极性强弱能影响紫外—可见吸收光谱的 吸收峰波长、吸收强度及形状。
异亚丙基丙酮的溶剂效应 溶剂
*
正己烷 230nm 329nm
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3 、 * 跃迁
含有双键或三键的不饱和有机物发生此种越迁； 吸收峰——200nm附近； 共轭体系吸收峰向长波长方向移动，200～700nm； 强吸收；
n 4、 *跃迁
含有杂原子的双键不饱和有机物发生此种跃迁; 吸收峰——200～400nm附近;
弱吸收.
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