紫外可见分光光度法 PPT课件
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紫外-可见分光光度法 PPT课件
若化合物在某波长处有强的吸收峰，而所含杂质在该波长处 无吸收或吸收很弱，则化合物的吸光系数将降低，若杂质在
该波长有比此化合物更强的吸收，将会使化合物的吸光系数
增大，且会使化合物的吸收光谱变形。（举一个间接的例子
吧，前一段时间快检车抽到一批吗叮啉，红外快检认定是假
药，送到所里以后，我们用薄层法做了一下，发现样品也显
百分吸收系数 377
吸收度值 277nm 0.461
0.461×0.2609×100.00×200.00
含量=-----------------------------------×100%=96.97%
377×0.0658×5.00×0.2×100
二、多组分定量测定 解线性方程组法 等吸收双波长消去法 系数倍率法 导数光谱法
面神经麻痹的病理变化早期主要为面神经水肿髓鞘和轴突有不同程度的变性以在茎乳突孔和面神经管内的部分尤为显著w五测定时除另有规定外应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照测定吸光度实际上是透光率而在测定光强弱时不只是由于被测物质的吸收所致还有溶剂和容器的吸收光的色散和界面反射等因素都可使透射光减弱用空白对照可排除这些因素的干扰
由上图可以看出吸收光谱的特征： ⑴曲线上“A”处称最大吸收峰，它所对应的波长称 最大吸收波长，以λmax表示。 ⑵曲线上“B”处有一谷，称最小吸收，所对应的波 长，称最小吸收波长，以λmin 表示。 ⑶曲线上在最大吸收峰旁边有一小峰“C”，形状像 肩的部位，称肩峰，以λsh表示。
⑷在吸收曲线的波长最短的一端，曲线上“D”处， 吸收相当强，但不成峰形，此处称为末端吸收。
利用物质的吸收光谱进行定量、定性及结构 分析的方法称为吸收光谱分析法。紫外－可 见吸收光谱是一种分子吸收光谱，它是由于 分子中原子的外层电子跃迁而产生的。
紫外可见分光光度PPT(完整版)课件
因此，可能的跃迁为σ → σ*、π→ π*、n→ σ* n→ π*等。
2023/10/14
10
Wavelength
2023/10/14
11
て
~104 10～100 100～300
k
~200 200～800
<200 ~150(<200)
Amax(nm)
<U<M<M<xD<U<*0<1<*1<0<*0<0
(red shift 或bathochromic
shift) 指取代基或溶剂效应引起吸收带 向长波方向的移动；
蓝移 ( blue shift 或 hypsochron sh ift) 或紫移： 吸收带向短
波方向移动
2023/10/14
16
常见助色团及其助色效应(红移)λ
-F<-Cl<-Br<-OH<-OCH₃<-N NHCH₃<-N(CH₃)₂<-NHC₆H₅<
6
分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图
2023/10/14
不是任一波长的 光都可以被某一物质 所吸收，由于不同物 质的分子其组成结构 不同，它们所具有的 特征能级也不同，故 能级差不同，而各物 质只能吸收与它们内 部能级差相当的光辐 射，所以，不同物质 对不同波长的光吸收 具有选择性。
7
物质颜色与光吸收的关系
2023/10/14
29
四、 无机化合物的吸收光谱
金属离子 金属离子
配位体
d-d配位场跃迁
配位体
配位体π- π*
金属离子
配位体
电荷转移
2023/10/14
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Wavelength
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11
て
~104 10～100 100～300
k
~200 200～800
<200 ~150(<200)
Amax(nm)
<U<M<M<xD<U<*0<1<*1<0<*0<0
(red shift 或bathochromic
shift) 指取代基或溶剂效应引起吸收带 向长波方向的移动；
蓝移 ( blue shift 或 hypsochron sh ift) 或紫移： 吸收带向短
波方向移动
2023/10/14
16
常见助色团及其助色效应(红移)λ
-F<-Cl<-Br<-OH<-OCH₃<-N NHCH₃<-N(CH₃)₂<-NHC₆H₅<
6
分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图
2023/10/14
不是任一波长的 光都可以被某一物质 所吸收，由于不同物 质的分子其组成结构 不同，它们所具有的 特征能级也不同，故 能级差不同，而各物 质只能吸收与它们内 部能级差相当的光辐 射，所以，不同物质 对不同波长的光吸收 具有选择性。
7
物质颜色与光吸收的关系
2023/10/14
29
四、 无机化合物的吸收光谱
金属离子 金属离子
配位体
d-d配位场跃迁
配位体
配位体π- π*
金属离子
配位体
电荷转移
2023/10/14
紫外可见分光光度法ppt课件
基团
－COOR
跃迁类型 π→π* n→π*
λmax 165 205
εmax(L/mol· cm) 4000 50
5. 常用术语
1) 生色团
能吸收紫外、可见光的结构单元，是含有 反键轨道和π电子的电子体系。
2) 助色团
是能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其 强度的官能团，是带有非键电子对的基团。
3) 羰基化合物
R Y
C=O
K带： π→π*跃迁，强吸收 R带：n →π*跃迁，弱吸收
R Y
C=O
Y= H, R R带: 270~300 nm K带: ~ 150nm
Y= -NH2, -OH, -OR
K带: 红移 R带: 蓝移
= C=C C=O
C=O
K带: 红移→220~260 nm R带: 红移→310~330 nm
（一）电子跃迁类型
σ π
n
1. σ →σ*跃迁
饱和键σ电子的能级跃迁 吸收光谱在远紫外区(或真空紫外区), λmax< 170 nm。
2. n → σ*跃迁
含有O、N、S、Cl、Br、I 等杂原子的饱和烃衍生 物分子的电子能级跃迁 吸收光谱位于远紫外区， λmax< 200 nm。
3. * 跃迁 电子从π轨道到π*轨道的跃迁, max 值很
M
n
L M
b
h
( n 1)
L
( b 1)
无机络合物
h 3 2 例： Fe SCN Fe SCN
电子受体
电子 给予体
λmax=490nm,εmax>104，定量测定灵敏度高。
2 配位场跃迁
在配体的配位场作用下，过渡元素5个能量 相等的d轨道和镧系、锕系元素7个能量相 等的f 轨道分裂成几组能量不等的d轨道及f 轨道，吸收辐射后，低能态的d或f 电子分 别跃迁至高能态的d或f轨道，即产生了d一 d 和 f 一f 跃迁。
－COOR
跃迁类型 π→π* n→π*
λmax 165 205
εmax(L/mol· cm) 4000 50
5. 常用术语
1) 生色团
能吸收紫外、可见光的结构单元，是含有 反键轨道和π电子的电子体系。
2) 助色团
是能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其 强度的官能团，是带有非键电子对的基团。
3) 羰基化合物
R Y
C=O
K带： π→π*跃迁，强吸收 R带：n →π*跃迁，弱吸收
R Y
C=O
Y= H, R R带: 270~300 nm K带: ~ 150nm
Y= -NH2, -OH, -OR
K带: 红移 R带: 蓝移
= C=C C=O
C=O
K带: 红移→220~260 nm R带: 红移→310~330 nm
（一）电子跃迁类型
σ π
n
1. σ →σ*跃迁
饱和键σ电子的能级跃迁 吸收光谱在远紫外区(或真空紫外区), λmax< 170 nm。
2. n → σ*跃迁
含有O、N、S、Cl、Br、I 等杂原子的饱和烃衍生 物分子的电子能级跃迁 吸收光谱位于远紫外区， λmax< 200 nm。
3. * 跃迁 电子从π轨道到π*轨道的跃迁, max 值很
M
n
L M
b
h
( n 1)
L
( b 1)
无机络合物
h 3 2 例： Fe SCN Fe SCN
电子受体
电子 给予体
λmax=490nm,εmax>104，定量测定灵敏度高。
2 配位场跃迁
在配体的配位场作用下，过渡元素5个能量 相等的d轨道和镧系、锕系元素7个能量相 等的f 轨道分裂成几组能量不等的d轨道及f 轨道，吸收辐射后，低能态的d或f 电子分 别跃迁至高能态的d或f轨道，即产生了d一 d 和 f 一f 跃迁。
紫外可见分光光度法(共73张PPT)
）。
2022/11/21
分光光度计的类型
2022/11/21
3.紫外-可见吸收光谱及其特征
吸收光谱
用不同波长的紫外-可见光（200~ 760 nm）依次照一定浓度的被测样品溶液时，就 会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为 横座标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵座标作图，即得到紫 外-可见吸收光谱（ultraviolet-visible spectra，简称UV）。
对光波来说，产生感光作用与生理作用的是 电场强度 E 。
2022/11/21
光的波长越短（频率越高），其能量越 大。
紫外光区 可见光区
远紫外区 10-200 nm （真空紫外区）
近紫外区 200 - 400 nm （UV光谱的研究区域）
400 - 760 nm
2022/11/21
2022/11/21
能量最小，λ 200~400nm（近紫外区）
ε = 10~ 100，弱吸收
跃迁能量大小： σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*
2022/11/21
∆E
n → σ*
σ→ σ*
π → π* n → π*
200
300
σ*反键轨道 π*反键轨道
n 非键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道
λ（nm）
第二节 紫外-可见分光度计
紫外-可见分 光光度计
2022/11/21
一、分光光度计的主要部件
Major Components of spectrometer
紫外-可见分光光度计的基本组成模块（ general process）
2022/11/21
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。
2022/11/21
分光光度计的类型
2022/11/21
3.紫外-可见吸收光谱及其特征
吸收光谱
用不同波长的紫外-可见光（200~ 760 nm）依次照一定浓度的被测样品溶液时，就 会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为 横座标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵座标作图，即得到紫 外-可见吸收光谱（ultraviolet-visible spectra，简称UV）。
对光波来说，产生感光作用与生理作用的是 电场强度 E 。
2022/11/21
光的波长越短（频率越高），其能量越 大。
紫外光区 可见光区
远紫外区 10-200 nm （真空紫外区）
近紫外区 200 - 400 nm （UV光谱的研究区域）
400 - 760 nm
2022/11/21
2022/11/21
能量最小，λ 200~400nm（近紫外区）
ε = 10~ 100，弱吸收
跃迁能量大小： σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*
2022/11/21
∆E
n → σ*
σ→ σ*
π → π* n → π*
200
300
σ*反键轨道 π*反键轨道
n 非键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道
λ（nm）
第二节 紫外-可见分光度计
紫外-可见分 光光度计
2022/11/21
一、分光光度计的主要部件
Major Components of spectrometer
紫外-可见分光光度计的基本组成模块（ general process）
2022/11/21
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。
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为π→π*跃迁引起的，如共轭双键。该吸收带的特 点为吸收峰很强，ε＞104，最大吸收峰位置一般在217 ～280nm。共轭双键增加，λmax向长波方向移动，εmax 也随之增加；
究配合物结构及其键合理论。
二、 紫外－可见吸收光谱的常用概念
吸收光谱
也称为吸收曲线。用连续的光照射化合物的稀溶液， 部分波长的光被吸收，被吸收光的波长和吸收程度取决 于有机物的结构。以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标
，即得吸收光谱。
紫外、可见吸收光谱
1 吸收曲线特点 连续的带状光谱
分子对辐射能的吸收具有选择性，吸光度
第一节 紫外-可见分光光度法的基本原理和概念
一、电子跃迁类型
紫外－可见吸收光谱的产生：分子中的价电子能级跃迁产生的
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。
HC
O
Байду номын сангаас
n
s
Hp
σ＜π＜n＜ ＜π * σ *
紫外－可见吸收光谱的产生 σ→σ*＞n→σ*＞π→π*＞n→π*
按所吸收光的波长不同，分为紫外分光光度法 和可见分光光度法，合称为紫外-可见分光光度法。
紫外-可见吸收光谱： 分子价电子能级跃迁产生的。 波长范围：100-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3)可见光区:400-800nm
电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁; 带状光 谱。
第十章 紫外－可见分光光度法
（UV-vis）
第十章
第十章
内容提要
第一节 紫外—可见分光光度法的 基本原理和概念
第二节 紫外—可见分光光度计 第三节 紫外—可见分光光度分析法
概述
第十章
紫外－可见分光光度法是根据物质分子对紫外或可 见光区（200～800 nm)电磁辐射的吸收特征或吸收 程度而建立的分析方法。 对物质进行定性分析、定量分析及结构分析。
过渡元素的 d 或 f 轨道为简并轨道(Degeneration orbit)， 当与配位体配合时，轨道简并解除，d 或 f 轨道发生能级分 裂。如果轨道未充满，则低能量轨道上的电子吸收外来能量 时，将会跃迁到高能量的 d 或 f 轨道，从而产生吸收光谱。
吸收系数 max 较小 (102)，很少用于定量分析；多用于研
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、 —NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有生色 功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与发色 团相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色 团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸
收强度增加)，这样的基团称为助色团。
蓝移和红移
由于取代基的作用或溶剂效应，导致发色团 的吸收峰向长波方向移动的现象称为向红移动 ，简称红移。发色团的吸收峰向短波方向移动 的现象称为向紫移动，简称蓝移。
浓色效应和淡色效应
由于化合物的结构 改变或其它效应,使吸 收强度增加的效应称 为浓色效应；使吸收 强度减弱的效应称为 淡色效应。
三、吸收带及其与分子结构的关系
Ultraviolet spectrometry of organic compounds
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。
吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ*跃迁产生
发色团和助色团
发色团也称为生色团。分子中的某一基团能 在一定的波段范围内产生吸收而出现吸收带， 这一基团称为生色团。典型的生色团有羰基、 羧基、酯基、偶氮基、硝基以及芳环等。这些 生色团的结构特征是都含有π电子。
一些同时具有电子予体(配位体)和受体(金属离子)的无机 分子，在吸收外来辐射时，电子从予体跃迁至受体所产生的 光谱。
M n Lb h M (n1) L(b1) Fe3 SCN h Fe2 SCN
max 较大 (104以上)，可用于定量分析。
2. 配场跃迁(Ligand field transition)
紫外－可见吸收光谱的产生
有机化合物的吸收光谱主要由 σ→σ*、 π→π*、 n→σ*、n→π* 及电 荷迁移跃迁产生的。
无机化合物的吸收光谱主要由电荷迁 移跃迁和配位场跃迁产生。
跃迁类型
跃迁 类型
波长范围及特点
基团
能量
s→s* 远紫外区(max<150nm) n→s* 远近紫外交界处
饱和烃C-C单键 含杂原子饱和基团
s*
HC O
s
Hp
n
E K
p*
R
n
E,B
p
s
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
吸收带
1. R带 从德文Radikal(基团)得名 为n→π*跃迁引起的吸收带。如羰基－CO－, －NO2 、 －CHO等， 其特点为吸收强度弱，ε＜100，吸收 峰波长一般在270nm以上；
2. K带 从德文Konjugation(共轭作用)得名
p→p* 200nm 左右，跃迁几率大， C=C （共轭） E
max>104，强吸收
n→p* 近紫 跃迁几率小
外区 max<102 ，弱吸收
含杂原子的不饱和基团
能在紫外光区产生吸收的有机 化合物：不饱和且具有共轭系统
无机物分子能级跃迁
一些无机物也产生紫外-可见吸收光谱，其跃迁类型包括 p-d 跃迁或称电荷转移跃迁以及 d-d, f-f 跃迁或称配场跃迁。 1. 电荷转移跃迁 (Charge transfer transition)
紫外-可见分光光度法的特点： (1) 具有较高的灵敏度，适用于微量组分的测定。 (2) 通常所测试液的浓度下限达10-5 10-6 mol/L。 (3) 吸光光度法测定的相对误差约为2%~5%。 (4) 测定迅速，仪器操作简单，价格便宜，应用广 泛 (5) 几乎所有的无机物质和许多有机物质的微量成 分都能用此法进行测定。 (6) 常用于化学平衡等的研究。
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）。
究配合物结构及其键合理论。
二、 紫外－可见吸收光谱的常用概念
吸收光谱
也称为吸收曲线。用连续的光照射化合物的稀溶液， 部分波长的光被吸收，被吸收光的波长和吸收程度取决 于有机物的结构。以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标
，即得吸收光谱。
紫外、可见吸收光谱
1 吸收曲线特点 连续的带状光谱
分子对辐射能的吸收具有选择性，吸光度
第一节 紫外-可见分光光度法的基本原理和概念
一、电子跃迁类型
紫外－可见吸收光谱的产生：分子中的价电子能级跃迁产生的
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。
HC
O
Байду номын сангаас
n
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Hp
σ＜π＜n＜ ＜π * σ *
紫外－可见吸收光谱的产生 σ→σ*＞n→σ*＞π→π*＞n→π*
按所吸收光的波长不同，分为紫外分光光度法 和可见分光光度法，合称为紫外-可见分光光度法。
紫外-可见吸收光谱： 分子价电子能级跃迁产生的。 波长范围：100-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3)可见光区:400-800nm
电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁; 带状光 谱。
第十章 紫外－可见分光光度法
（UV-vis）
第十章
第十章
内容提要
第一节 紫外—可见分光光度法的 基本原理和概念
第二节 紫外—可见分光光度计 第三节 紫外—可见分光光度分析法
概述
第十章
紫外－可见分光光度法是根据物质分子对紫外或可 见光区（200～800 nm)电磁辐射的吸收特征或吸收 程度而建立的分析方法。 对物质进行定性分析、定量分析及结构分析。
过渡元素的 d 或 f 轨道为简并轨道(Degeneration orbit)， 当与配位体配合时，轨道简并解除，d 或 f 轨道发生能级分 裂。如果轨道未充满，则低能量轨道上的电子吸收外来能量 时，将会跃迁到高能量的 d 或 f 轨道，从而产生吸收光谱。
吸收系数 max 较小 (102)，很少用于定量分析；多用于研
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、 —NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有生色 功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与发色 团相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色 团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸
收强度增加)，这样的基团称为助色团。
蓝移和红移
由于取代基的作用或溶剂效应，导致发色团 的吸收峰向长波方向移动的现象称为向红移动 ，简称红移。发色团的吸收峰向短波方向移动 的现象称为向紫移动，简称蓝移。
浓色效应和淡色效应
由于化合物的结构 改变或其它效应,使吸 收强度增加的效应称 为浓色效应；使吸收 强度减弱的效应称为 淡色效应。
三、吸收带及其与分子结构的关系
Ultraviolet spectrometry of organic compounds
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。
吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ*跃迁产生
发色团和助色团
发色团也称为生色团。分子中的某一基团能 在一定的波段范围内产生吸收而出现吸收带， 这一基团称为生色团。典型的生色团有羰基、 羧基、酯基、偶氮基、硝基以及芳环等。这些 生色团的结构特征是都含有π电子。
一些同时具有电子予体(配位体)和受体(金属离子)的无机 分子，在吸收外来辐射时，电子从予体跃迁至受体所产生的 光谱。
M n Lb h M (n1) L(b1) Fe3 SCN h Fe2 SCN
max 较大 (104以上)，可用于定量分析。
2. 配场跃迁(Ligand field transition)
紫外－可见吸收光谱的产生
有机化合物的吸收光谱主要由 σ→σ*、 π→π*、 n→σ*、n→π* 及电 荷迁移跃迁产生的。
无机化合物的吸收光谱主要由电荷迁 移跃迁和配位场跃迁产生。
跃迁类型
跃迁 类型
波长范围及特点
基团
能量
s→s* 远紫外区(max<150nm) n→s* 远近紫外交界处
饱和烃C-C单键 含杂原子饱和基团
s*
HC O
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E K
p*
R
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E,B
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分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
吸收带
1. R带 从德文Radikal(基团)得名 为n→π*跃迁引起的吸收带。如羰基－CO－, －NO2 、 －CHO等， 其特点为吸收强度弱，ε＜100，吸收 峰波长一般在270nm以上；
2. K带 从德文Konjugation(共轭作用)得名
p→p* 200nm 左右，跃迁几率大， C=C （共轭） E
max>104，强吸收
n→p* 近紫 跃迁几率小
外区 max<102 ，弱吸收
含杂原子的不饱和基团
能在紫外光区产生吸收的有机 化合物：不饱和且具有共轭系统
无机物分子能级跃迁
一些无机物也产生紫外-可见吸收光谱，其跃迁类型包括 p-d 跃迁或称电荷转移跃迁以及 d-d, f-f 跃迁或称配场跃迁。 1. 电荷转移跃迁 (Charge transfer transition)
紫外-可见分光光度法的特点： (1) 具有较高的灵敏度，适用于微量组分的测定。 (2) 通常所测试液的浓度下限达10-5 10-6 mol/L。 (3) 吸光光度法测定的相对误差约为2%~5%。 (4) 测定迅速，仪器操作简单，价格便宜，应用广 泛 (5) 几乎所有的无机物质和许多有机物质的微量成 分都能用此法进行测定。 (6) 常用于化学平衡等的研究。
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）。