红外吸收光谱与紫外荧光区别24页PPT
紫外可见分光光度法基本原理PPT讲稿
E=h=hc/
（Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S ) 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm
生的吸收光谱在紫外—可见光区，称为紫外—可见光谱或分子的 电子光谱。
讨论：
（4）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的 能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性 的依据。 （5）吸收谱带强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关， 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εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能 相同，但εmax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， 这是定量分析的依据。
* σ σ* (150~210nm)
H
* n σ* (259nm)
HCI
H
（2）不饱和脂肪烃
• 这类化合物有孤立双键的烯烃(如乙烯)和共轭双键的烯
烃(如丁二烯)，它们含有π键电子，吸收能量后产生
π→π*跃迁。乙烯(孤立双键)的
m
a
为171nm(
x
＝
15530 L mol1 cm1 )；而丁二烯H(2C CH CH CH2 )
列吸收带，称为精细结构吸收带，亦称为B吸收带[从德文 Benzenoid(苯的)得名]，这是由于跃迁和苯环的振动的重叠引起的。B 吸收带的精细结构常用来辨认芳香族化合物。 苯环与生色团连结时，有B和K两种吸收带，有时还有R吸收带，其中 R吸收带的波长最长 。
生色团与助色团
生色团(Chromophore)： 最有用的紫外—可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生
现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件
NMR 微波分光
电磁波可分为高频、
中频及低频区。高频对 应放射线（g射线，C 射线），涉及原子核， 内层电子；而中等频率 指紫外-可见光，近红 外、中红外和远红外光 ，涉及外层电子能级的 跃迁，振动及转动。低 频指电波（微波，无线 电波），涉及转动，电 子自旋，核自旋等。
XPS
X射线荧光分析
- 10 -
能级跃迁：
电子能级间跃迁的同时， 总伴随有振动和转动能级间 的跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱线而呈现 宽谱带（带状光谱）。
- 11 -
带状分子吸收光谱产生的原因：---宏观表现
电子跃迁可以从基态激发到激发态的任一振动、转动能 级上。故电子能级跃迁产生的吸收光谱包含了大量谱线 ，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。
-9-
分子的各能级：
转动能级间的能量差：0.005~0.05 eV，跃迁产生吸收 光谱位于远红外区（远红外光谱或分子转动光谱）；
振动能级的能量差：0.05~1 eV，跃迁产生的吸收光谱 位于红外区（红外光谱或分子振动光谱）；
电子能级的能量差较大，约为1~20 eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的 电子光谱)。
3.1 电子跃迁与分子吸收光谱
物质分子内部三种运动形式：电子相对于原子核的运动 ；原子核在其平衡位置附近的相对振动；分子本身绕其 重心的转动。
分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能 级。
三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。 分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er。
.— .— . . .
紫外-可见-近红外吸收光谱法
1
2
3
紫外分光光度计和红外分光光度计的区别
红外分光光度计和紫外可见分光光度计有什么区别在前面几期《聚创环保小科普》中，小聚从光度计的原理到紫外可见分光光度计的使用说明，再到适用领域给各位看官介绍的明明白白，本期小聚给大家重点介绍一下“为什么光度计分为红外的？紫外的？原子荧光的？超微量的？火焰的？”是不是在选购上很是迷茫呢？不要着急，下面重点给大家介绍。
首先：什么是光度计？简单说，光度计是将成分复杂的光，分解成光谱线的科学检测仪器。
一、紫外可见分光光度计和红外分光光度计的原理不同紫外可见分光光度计的原理：物质的吸收光谱本质上是物质中的分子和原子吸收了光中的光波能量，相应地发生了分子振动级跃迁和电子能级跃迁的结果，由于各种物质具有不同的分子原子和分子结构，所以在吸收光能量的情况也各不相同，仪器通过各种物质特有的吸光光谱的曲线，来判定被检测物质的含量，这就是紫外可见分光光度计定性和定量的基础，紫外可见分光光度计就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分，结构。
红外分光光度计的原理：由光源发出的光，被分为能量相同的两束光线，其中一束通过样品，另外一束作为参考光作为参照基准。
这两束光通过样品进入红外分光光度计后，被扇形镜以一定的频率调制，形成交变信号，两束光合为一束。
并交替通过入射狭缝进入单色器中，经离轴抛物镜将光束平行地投射在光栅上，色散并通过出射狭缝之后，被滤光片滤除高级次光谱，再经椭球镜聚焦在探测器的接收面上。
探测器将上述交变的信号转换为相应的电信号，经放大器进行电压放大后，转入A/D转换单位，计算机处理后得到从高波数到低波数的红外吸收光谱图。
二、紫外可见分光光度计和红外分光光度计的概述不同：1、紫外分光光度计的概述：根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是最大吸收波长λmax 和摩尔吸收系数ε是检定物质的常用物理参数。
这在药物分析上就有着很广泛的应用。
在国内外的药典中，已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中，为药物分析提供了很好的手段。
红外光谱和紫外光谱
CCH ~ 3 3 0 0
2. 诱导效应: 由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电
荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发生
1715
cm-1 红外光谱和紫外光谱
R C Cl 1780cm-1
3. 共轭效应
由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱,从 而使力常数减小,使吸收频率降低.
❖红外吸收峰产生的条件 必要条件：辐射光的频率与分子振动的频率相当；
充分条件：必须是能引起分子偶极矩变化的振动。
OCO
HCCH
无红外吸收
无红外吸收
红外光谱和紫外光谱
(2) 红外光谱仪
红外光谱和紫外光谱
２ 红外光谱的表示方法
1500cm－1
特征谱带区 (官能团区)
指纹区
苯乙酮的红外光谱
❖横坐标：以波数σ表示频率，一般为4000~400cm-1； ❖纵坐标：用透射百分率表示吸收的强度。
1180～1360
1080～1300
红外光谱和紫外光谱
影响峰位置变化的因素
分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部
分的影响,也会因测定条件及样品的物理状态而改变.所以同一基
团的特征吸收会在一定范围内波动. 1. 成键轨道类型
例如:
CCH 2 8 5 0 -3 0 0 0
CCH 3 1 0 0 -3 0 0 0
红外与紫外光谱
１ 电磁波
❖电磁波是电磁场的一种运动形态，这种运动以光速C 在空间行进。具有波粒二象性。
❖波动性：可用波长λ、频率ν或波数σ来描述。
ν=
C λ
= Cσ
❖微粒性：可用光量子的能量来描述。
E = hν
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I0= Ia+ It
吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示， 即 A=lg1/T=lgI0/It
透光度：透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示： 即 T= It/I0
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2.2 光吸收定律
朗伯-比耳定律
朗伯——比尔定律：A＝kcl
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4. 紫外-可见吸收光谱的产生
E = Ee +Ev + Er hv = ΔE = E2 - E1 = ΔEe + ΔEv + ΔEr
n E h
l
c
n
hc E
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分子、原子或离子具有不连续的量子化能级---微观 仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等
时才能发生吸收
H
H
CC
H
H
[C=C是发色基团]
助色基团取代，p p*跃迁（K带)将发生红移
取代基 -SR 红移距离 45(nm)
-NR2 40(nm)
-OR 30(nm)
-Cl 5(nm)
CH3 5(nm)
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2. 立体结构和互变结构的影响
顺反异构：
H
H
反式：λmax=295.5 nm； εmax=29000
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3.2 对精细结构的影响
极性溶剂使精细结构消失
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溶剂本身有紫外吸收，选用溶剂时须注意其最低波长极限：
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3.3 溶剂选择的原则 比较未知物与已知物的吸收光谱时，必须采用相同的溶 剂； 应竟可能地使用非极性溶剂，以便获得物质吸收光谱的 特征精细结构； 所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。
紫外-可见和红外吸收光谱分析
紫外-可见吸收光谱1 紫外-可见吸收光谱概述紫外—可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。
这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁，广泛用于无机和有机物质的定量测定，辅助定性分析（如配合IR）。
1.1 分子吸收光谱的产生在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。
这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。
下图为分子的能级示意图。
图1. 分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图分子总能量：E分子= E电子+ E振动+ E转动当用频率为ν的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能级之差△E恰好等于该电磁波的能量hν时，即有：△ E = hν（h为普朗克常数）此时，在微观上出现分子由较低能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。
用一连续-辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号（吸光度A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图-紫外吸收光谱图，如下：A称为吸光度（absorbance），吸收度或光密度（OD，optical density），a称为吸收系数(absorotiviry),是化合物分子的特性，它与浓度（c）和光透过介质的厚度（b）无关。
当c 为摩尔浓度，b以厘米为单位（l），a即以ε来表示，称为摩尔吸光系数或摩尔消光系数（molar absorptivity）。
按Lambert-Beer定律可进行定量测定。
测量时盛溶液的吸收池厚度为b，若浓度c已知，测得吸光度A即可计算出ε值，后者为化合物的物理常数。
若已知ε值，则由测得的吸光度可计算溶液的浓度。
由上诉可见，当测定一个化合物的吸收光谱时，被吸收光的波长和摩尔吸光系数的两个重要的参数，前者表示吸收能量的大小，后者反映能级跃迁的几率，属于化合物的特性。
1.2分子吸收光谱类型分子的转动能级差一般在0.005 ~ 0.05eV。
吸收光谱法ppt课件
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• ε是吸光物质在一定波长下的特征常数，反映该吸光物
质的灵敏度；
• ε值越大，表示该吸光物质对此波长光的吸收能力越强，
显色反应越灵敏；
• 在最大吸收波长处的摩尔吸光系数常以εmax表示；
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铁（Ⅱ）浓度为5.0×10-4 g·L-1 的溶液，与邻二氮菲以1：3 的计量比生成橙色络合物。该配合物在波长508nm，比色
作用：将光信号转换为电信号，并放大。 光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
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722型分光光度计
1. 光源：钨卤素灯－12V、30W 2. 波长范围：330～800nm 3. 分光元件：光栅，1200线/mm 4. 检测器： 端窗式G1030光电管
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光学光谱区
3
单色光
单一波长的光
复合光
由不同波长的光组合而成的光
光的互补
若两种不同颜色的单色光按一 定的强度比例混合得到白光，
蓝绿 绿蓝
绿 黄绿 黄
橙
就称这两种单色光为互补色光，
这种现象称为光的互补。
蓝 紫 紫红
红
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4
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm
400 ～ 450
ε=Ma =596.48×17.8=1.06×104 L·mol-1·cm-1
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三、吸光度的加和性
溶液中含有对某一波长的光产生吸收的多种物质，那么
溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的吸光度之和，
A1 = 1bc1 A2 = 2bc2 A = 1bc1+ 2bc2
仪器分析作业：荧光、紫外、红外
傅立叶变换红外光谱仪曹文芳 1014061420一、仪器结构傅立叶变换红外光谱仪的工作原理图固定平面镜、分光器和可调凹面镜组成傅立叶变换红外光谱仪的核心部件－迈克尔干涉仪。
由光源发出的红外光经过固定平面镜反射镜后，由分光器分为两束：50％的光透射到可调凹面镜，另外50％的光反射到固定平面镜。
可调凹面镜移动至两束光光程差为半波长的偶数倍时，这两束光发生相长干涉，干涉图由红外检测器获得，经过计算机傅立叶变换处理后得到红外光谱图。
IRPresting-21型傅立叶变换红外光谱仪具300入射迈克尔逊密闭型干涉仪，单光束光学系统，空冷陶瓷光源，镀锗KBr基片分束器，温度可调的DLATGS 检测器，波数范围7,800～350cm-1，S/N大于40,000∶1（4 cm-1，1分钟，2,100 cm-1附近，P—P），具有自诊断功能和状态监控器。
可收集中红外、近红外、远红外范围光谱。
二、实验原理原理概述：红外吸收光谱分析方法主要是依据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息进行测定。
一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。
三、操作步骤1 、开机前准备开机前检查实验室电源、温度和湿度等环境条件，当电压稳定，室温为21±5℃左右，湿度≤65%时才能开机。
2、开机始终保持红外光谱仪右下侧黄色灯亮（除湿器指示灯）；开机时，首先打开右下侧仪器电源开关，此时绿灯亮，稳定半小时，使得仪器能量达到最佳状态。
紫外和红外吸收光谱法PPT课件
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2. n → σ*跃迁
一般在200 nm左右
分子中含有杂原子S、N、P、O、F、Cl、 Br、I等的饱和烃，可发生 n→σ*跃迁。
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2. K 吸收带（ Konjugierte德文：共轭的） 由于共轭烯炔中π→π*跃迁所产生的吸
收带，吸收峰波长位置小于R吸收带。 特点：吸收强度强，ε>104 L·mol-1·cm-1
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孤立双键的π→π* 跃迁一般在<200 nm，共轭双键增加时，不但发生红移， 而且强度也加强。
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三、紫外光谱吸收带
1. R 吸收带（ Radikalartin德文:基团型的） 分子中含有杂原子发色团， 如－C＝O，－NO2等，由于发生了
n→π*跃迁产生的吸收带。 特点：吸收峰位于270 nm以上，强度较弱。
例如，环己烷溶剂中丙酮 n →π*跃迁的λmax = 280 nm，εmax为22 L·mol-1·cm-1
200 ~ 400nm范围：近紫外区，可被玻 璃吸收；紫外光谱是指200 ~ 400 nm的 近紫外区的吸收曲线。
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二、有机化合物电子跃迁的类型
有机化合物的紫外吸收光谱是由于分 子中的价电子跃迁而产生。
有机物分子中价电子的类型主要有σ 电子、π电子和未成键的孤对电子（称 为n 电子或p 电子）。 反键轨道包括反键σ*轨道和π*轨道。
红外吸收光谱与紫外荧光的区别课件
红外光谱的波长范围在0.781000微米之间，主要集中在中 红外波段。
红外吸收光谱是分子振动和转 动能级跃迁的反映，可以用于 研究分子结构和化学键。
紫外荧光的定义
紫外荧光是指物质在紫外光的照 射下，由基态跃迁至激发态，再 由激发态回到基态时释放出的光
。
紫外荧光的波长范围在200-400 纳米之间，属于紫外光区。
紫外荧光可以用于研究物质的分 子结构和化学键，以及用于荧光
免疫分析、荧光探针等应用。
红外吸收光谱与紫外荧光的发展历程
红外吸收光谱技术自19世纪中叶诞生 以来，经历了多个发展阶段，从最初 的手动测量到现代的自动光谱仪，其 应用领域也不断扩大。
随着科技的不断进步，红外吸收光谱 和紫外荧光技术也在不断改进和完善 ，未来将会有更多的应用领域和更广 泛的发展前景。
不同物质分子具有不同的振动和 转动能级，因此会产生不同的红 外吸收光谱，通过分析红外吸收
光谱可以确定物质成分。
紫外荧光的原理
紫外荧光是利用物质在紫外光的激发下能够发出可见荧光的现象进行分析的方法。
当紫外光照射物质时，物质分子吸收紫外光的能量后被激发至高能态，随后释放出 较低能量的可见荧光。
不同物质分子的荧光特性不同，因此可以通过分析荧光光谱来鉴别物质成分。
紫外荧光技术自20世纪初开始发展， 最初用于研究物质的基础性质，现在 已经成为生物医学、环境监测等领域 的重要工具。
02 红外吸收光谱与紫外荧光的原理
红外吸收光谱的原理
红外吸收光谱是利用物质对红外 光的吸收特性进行物质成分分析
的一种方法。
当红外光照射物质时，物质分子 中的振动和转动能量与红外光的 能量相匹配时，就会发生选择性 吸收，从而产生红外吸收光谱。
紫外吸收光谱与红外吸收光谱演示文稿
165nm n p
n
p
p
p
cc
cO
cO
第十七页，共115页。
（4）芳香烃及其杂环化合物
苯：
E1带180184nm； e=47000
E2带200204 nm e=7000
苯环上三个共扼双键的 p → p*跃迁特征吸收带；
B带230-270 nm e=200 p → p*与苯环振动引起； 苯
max（nm） 254
第十三页，共115页。
4 π→π＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外
区，εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。
（1） 不饱和烃π→π*跃迁
乙烯π→π*跃迁的λmax为171nm，εmax为: 1×104 L·mol-1·cm
－1。 K带——共轭非封闭体系的p p* 跃迁
检流计、数字显示、微机进行仪器自 动控制和结果处理
第三十二页，共115页。
二、分光光度计的类型
1.单光束
types of spectrometer
简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度， 一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳 定性。
2.双光束
自动记录，快速全波段 扫描。可消除光源不稳定、 检测器灵敏度变化等因素的 影响，特别适合于结构分析 。仪器复杂，价格较高。
一、基本组成
general process
光源
单色器
样品室
检测器
显示
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐 射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作为 光源，其辐射波长范围在 320～2500 nm。