紫外吸收光谱知识讲解
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紫外吸收光谱法详解
（1）σ →σ*跃迁：饱和烃 △E = hυ= hc/λ 高能跃迁，大约需780kJ.mol-1的能量，相当于真空紫 外区的波长。 • 乙烷的σ →σ* ：135nm • 环丙烷σ →σ* ：190nm
一般饱和烃在近紫外区没有吸收，是透明的，所以常 用作测定紫外吸收光谱的溶剂。 （2）n→σ*跃迁：含有氧、氮、硫、卤素(有孤电子 对)等原子的有机化合物，能产生n →σ*跃迁。能 量比σ → σ*低，一般吸收低于200nm的波长，但含 有电离能较低的原子(易电离原子,如S、I）时，波长 可高于2ax与吸光分子的结构 相关,各种有机化合物的λmax和εmax都有定值,同类 化合物的εmax比较接近。 ε：朗伯-比耳定律的比例系数,A =εbc; 表示物质 的浓度为1mol/l,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。
•分子中价电子能级跃迁产生紫外吸收光谱。由于电 子能级跃迁往往要引起分子中核的运动状态的变化， 因此在电子跃迁的同时，总是伴随着分子振动能级和 转动能级的跃迁（见上图)。
• 电子能级跃迁所产生的吸收线由于附加上振动 能级和转动能级的跃迁而变成宽的并有精细结 构的吸收带。
• 溶液中的溶剂化作用及分子间作用力都能导致 振动、转动精细结构的消失。
§2.2-2 分子轨道与电子跃迁类型
• 1、 分子轨道 • σ分子轨道 见图2－3(P7) • π 分子轨道 见图2－4 (p7) • n（非键）电子：形成分子后的轨道能级与原子轨道
§2.2 紫外吸收光谱的基本原理
§2.2-1 紫外吸收光谱的产生 • 如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物,
这时紫外光中某些波长的光辐射就可能为该化合物的 分子所吸收,若将不同波长的吸光度记录下来,并以波 长λ为横轴,吸光度A为纵轴作图,则可得该化合物的 紫外吸收光谱图,见图2-1（P6）。 • 特征吸收：用谱图中最大吸收处波长λmax和该波长 下的摩尔吸光系数εmax表征化合物的特征吸收。
一般饱和烃在近紫外区没有吸收，是透明的，所以常 用作测定紫外吸收光谱的溶剂。 （2）n→σ*跃迁：含有氧、氮、硫、卤素(有孤电子 对)等原子的有机化合物，能产生n →σ*跃迁。能 量比σ → σ*低，一般吸收低于200nm的波长，但含 有电离能较低的原子(易电离原子,如S、I）时，波长 可高于2ax与吸光分子的结构 相关,各种有机化合物的λmax和εmax都有定值,同类 化合物的εmax比较接近。 ε：朗伯-比耳定律的比例系数,A =εbc; 表示物质 的浓度为1mol/l,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。
•分子中价电子能级跃迁产生紫外吸收光谱。由于电 子能级跃迁往往要引起分子中核的运动状态的变化， 因此在电子跃迁的同时，总是伴随着分子振动能级和 转动能级的跃迁（见上图)。
• 电子能级跃迁所产生的吸收线由于附加上振动 能级和转动能级的跃迁而变成宽的并有精细结 构的吸收带。
• 溶液中的溶剂化作用及分子间作用力都能导致 振动、转动精细结构的消失。
§2.2-2 分子轨道与电子跃迁类型
• 1、 分子轨道 • σ分子轨道 见图2－3(P7) • π 分子轨道 见图2－4 (p7) • n（非键）电子：形成分子后的轨道能级与原子轨道
§2.2 紫外吸收光谱的基本原理
§2.2-1 紫外吸收光谱的产生 • 如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物,
这时紫外光中某些波长的光辐射就可能为该化合物的 分子所吸收,若将不同波长的吸光度记录下来,并以波 长λ为横轴,吸光度A为纵轴作图,则可得该化合物的 紫外吸收光谱图,见图2-1（P6）。 • 特征吸收：用谱图中最大吸收处波长λmax和该波长 下的摩尔吸光系数εmax表征化合物的特征吸收。
第三章 紫外-可见吸收光谱分析
2．不饱和脂肪烃 ．
在不饱和烃类分子中，除含有σ键外，还含有π 键，它们可以产生 σ→σ＊和π→π＊ 两种跃迁。 如果存在共轭体系，则随共轭系统的延长， 吸收带将明显向长波方 向移动，吸收强度也随之增强 在共轭体系中， π→π＊跃迁产生的吸收带又称为K（Konjugation） 带。其特点是：强度大，εmax›104；位置一般在217～280nm λmax和εmax的大小与共轭链的长短及取代基的位置有关 根据K带是否出现，可判断分子中共轭体系的存在的情况。在紫外光 根据 带是否出现，可判断分子中共轭体系的存在的情况 带是否出现 谱分析中有重要应用。
紫外－ §3-3 紫外－可见分光光度法的应用 一、 定性分析 二、纯度检查 三、结构推测 四、定量分析 单组分样品的定量分析 多组分样品的定量分析
一、 定性分析
1、依据：吸收光谱的特征——形状、波长、峰数目、强度、 吸光系数。 、依据：吸收光谱的特征 形状、 形状 波长、峰数目、强度、 吸光系数。 2、方法：对比法 、方法： (1) 对比吸收光谱特征数据 (2) 对比吸光度或吸光系数的比值
3．芳香烃 ．
苯有三个吸收带 E1带180∼184nm ε=47000 E 2带200∼204 nm ε=7000 苯环上三个共扼双键的 π → π*跃迁特征吸收带 B带 230-270 nm
ε=200
π → π*与苯环振动引起； 含取代基时， B带简化，红移 当苯环上有取代基时，苯的三个特征谱带都会发生显著的变化， 其中影响较大的是E2带和B谱带。
化合物 H2O CH3OH CH3CL CH3I CH3NH2
λmax（nm） 167 184 173 258 215
εmax 1480 150 200 365 600
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法是一种分析化学技术，通过测量样品在紫外光波
长范围内对光的吸收程度来确定其物质成分。
在紫外光谱法中，使用
紫外可见光谱仪或分光光度计测量样品溶液或气体在紫外光波长范围
内的吸收光强。
紫外吸收光谱法的原理是，当紫外光照射到物质样品时，部分光
会被物质吸收，而其余光会通过或反射。
吸收的光的数量与物质的浓
度成正比，因此可以利用吸收光的强度来推断物质的浓度。
通过测量
不同波长下的吸收光强，可以绘制出物质的吸收光谱图，帮助确定物
质的成分。
紫外吸收光谱法广泛应用于许多领域，包括生物化学、药物分析、环境监测和食品安全等。
在生物化学中，紫外吸收光谱法常用于测量
核酸、蛋白质和酶的浓度。
在药物分析中，紫外吸收光谱法可用于药
物纯度和含量的检测。
在环境监测中，可以利用紫外吸收光谱法测量
水中污染物的含量。
在食品安全方面，紫外吸收光谱法可用于检测食
品中的添加剂和农药残留。
总之，紫外吸收光谱法是一种常用的分析技术，可以用于快速、准确地分析物质的成分和浓度。
它具有灵敏度高、无损伤性、操作简便等优点，广泛应用于各个领域的科学研究和工业生产中。
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。
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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。
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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
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-可见吸收光谱-ppt
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
二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
(2)空间阻碍使共轭体系破坏，max蓝移， max减小。
表 表4.5 2-4 - 及 ’ - 位有取代基的二苯乙烯化合物的紫外光谱 R H H CH 3 CH 3 C2H5 R’ H CH 3 CH 3 C2H5 C2H5 max 294 272 243.5 240 237.5
max
9
2.2 紫外-可见光谱的产生
通常由最高占有分子轨道中的一个电子在吸收适当波长的 辐射能量后，跃迁到最低未占有分子轨道，产生紫外-可见吸 收光谱。
在电子跃迁过程中吸收光的频率(υ )取决于分子的能级差：
式中：h——普朗克常数，6.626×10-34J· s； c—— 光速，2.9979×10nm· s-1；
2.n→σ *跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱在远紫外区和近紫外区， 杂原子如氧、氮、硫及卤素等均含有不成键n电子。含杂原子的化合物可以 产 生 n→σ * 跃 迁 。 如 甲 醇 ( 汽 态 )λ max=183nm ， ε =150 ； 三 甲 胺 ( 汽 态)λ max=227nm，ε =900；碘甲烷(己烷中) λ max=258nm，ε =380。
8
（三）吸收池 用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃材料两 种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于 可见光区。为减少光的损失，吸收池的光学面必须完全垂直于 光束方向。 （四）检测器 检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。 常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。硒光电 池对光的敏感范围为300~800nm，能产生可直接推动检流计的 光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度 计中；光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛；光电倍 增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的 灵敏度比一般的光电管要高200倍，对光谱的精细结构有较好的 分辨能力。 （五）信号指示系统 放大信号并以适当方式指示或记录下来。 常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以 及数字显示或自动记录装置等。
二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
(2)空间阻碍使共轭体系破坏，max蓝移， max减小。
表 表4.5 2-4 - 及 ’ - 位有取代基的二苯乙烯化合物的紫外光谱 R H H CH 3 CH 3 C2H5 R’ H CH 3 CH 3 C2H5 C2H5 max 294 272 243.5 240 237.5
max
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2.2 紫外-可见光谱的产生
通常由最高占有分子轨道中的一个电子在吸收适当波长的 辐射能量后，跃迁到最低未占有分子轨道，产生紫外-可见吸 收光谱。
在电子跃迁过程中吸收光的频率(υ )取决于分子的能级差：
式中：h——普朗克常数，6.626×10-34J· s； c—— 光速，2.9979×10nm· s-1；
2.n→σ *跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱在远紫外区和近紫外区， 杂原子如氧、氮、硫及卤素等均含有不成键n电子。含杂原子的化合物可以 产 生 n→σ * 跃 迁 。 如 甲 醇 ( 汽 态 )λ max=183nm ， ε =150 ； 三 甲 胺 ( 汽 态)λ max=227nm，ε =900；碘甲烷(己烷中) λ max=258nm，ε =380。
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（三）吸收池 用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃材料两 种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于 可见光区。为减少光的损失，吸收池的光学面必须完全垂直于 光束方向。 （四）检测器 检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。 常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。硒光电 池对光的敏感范围为300~800nm，能产生可直接推动检流计的 光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度 计中；光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛；光电倍 增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的 灵敏度比一般的光电管要高200倍，对光谱的精细结构有较好的 分辨能力。 （五）信号指示系统 放大信号并以适当方式指示或记录下来。 常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以 及数字显示或自动记录装置等。
第二章--紫外光谱
λmax =258nm(ε=35000),
这组数据对应于下面哪个化合物？
AC2 HC2 H B C 2 C H C H C H C H C H 2H
C
CH CH
D
CC HC HC HH
?4
乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互变异 构体，今有两张紫外光谱图，一张在 204nm有弱吸收，另一张在245nm有强吸 收，请判断哪一张是烯醇式。
优点是仪器普及、操作 简单而且灵敏度高
Chapter 2 紫外光谱
§2－1紫外吸收光谱的基本知识 §2－2常见有机物的紫外吸收光谱 §2－3溶剂对吸收光谱的影响 §2－4紫外光谱的解析与应用
§2－1紫外吸收光谱的基本知识
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃 迁而产生的。 一、紫外吸收光谱的波长范围 二、紫外光谱图的组成 三、电子跃迁的类型 四、常用术语
σ*
σ*
E
л*
n л
σ
σ
C3C H2C HH=2C C2C H H2C H C3H H CH3OC3H
N(C 2CH 3 H )3
§2－2常见有机物的紫外吸收光谱
一、饱和烃及其取代衍生物 二、不饱和烃 三、羰基化合物 四、芳香烃的紫外光谱
一、饱和烃及其取代衍生物
★饱和烃的最大吸收峰一般小于190nm，处于真空紫外 区。如甲烷125nm，乙烷135nm。
甲苯的U图
?
图2-7 a 苯的紫外光谱图 b取代苯与苯紫外光谱的比较
分析：
H C
H H
苯环与甲基的超共轭效应
3、助色团取代苯的紫外光谱
★助色团含有孤电子对，它能与苯环 π 电子 共轭。使 B 带、E 带均移向长波方向。且吸 收强度都增加，精细结构消失。例如苯胺
这组数据对应于下面哪个化合物？
AC2 HC2 H B C 2 C H C H C H C H C H 2H
C
CH CH
D
CC HC HC HH
?4
乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互变异 构体，今有两张紫外光谱图，一张在 204nm有弱吸收，另一张在245nm有强吸 收，请判断哪一张是烯醇式。
优点是仪器普及、操作 简单而且灵敏度高
Chapter 2 紫外光谱
§2－1紫外吸收光谱的基本知识 §2－2常见有机物的紫外吸收光谱 §2－3溶剂对吸收光谱的影响 §2－4紫外光谱的解析与应用
§2－1紫外吸收光谱的基本知识
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃 迁而产生的。 一、紫外吸收光谱的波长范围 二、紫外光谱图的组成 三、电子跃迁的类型 四、常用术语
σ*
σ*
E
л*
n л
σ
σ
C3C H2C HH=2C C2C H H2C H C3H H CH3OC3H
N(C 2CH 3 H )3
§2－2常见有机物的紫外吸收光谱
一、饱和烃及其取代衍生物 二、不饱和烃 三、羰基化合物 四、芳香烃的紫外光谱
一、饱和烃及其取代衍生物
★饱和烃的最大吸收峰一般小于190nm，处于真空紫外 区。如甲烷125nm，乙烷135nm。
甲苯的U图
?
图2-7 a 苯的紫外光谱图 b取代苯与苯紫外光谱的比较
分析：
H C
H H
苯环与甲基的超共轭效应
3、助色团取代苯的紫外光谱
★助色团含有孤电子对，它能与苯环 π 电子 共轭。使 B 带、E 带均移向长波方向。且吸 收强度都增加，精细结构消失。例如苯胺
紫外吸收光谱
O
正己烷
CH3Cl 315nm
CH3OH
水
π→π*跃迁
n →π*跃迁
230nm
329nm
238nm
237nm
309nm
243nm
305nm
π*
Δ E n ＜ ΔE p C O
ΔE n＞Δ Ep
π*
ΔE n Δ Ep
C+
C-
ΔE n
Δ Ep
n
C+
O极性
π
C C 极性 非极性
非极性
溶剂极性效应
微粒理论（光子的量子化理论）：电磁波的 能量E 可用下式表示： E=hν=hc/λ h-普朗克常数=6.625×10-34J· s E=Ee+Eν+Er Ee—电子能 1～20eV Eν—振动能 0.05～1 eV Er—转动能 10-4～0.05 eV
（3）吸收光谱的表示方法
当l以cm，c以g/L为单位，k称为吸光系数， 用 a表示。 A= a cl a的单位为L/(g.cm) 当l以cm，c以mol/L为单位，k称为摩尔吸光 系数，用 ε表示。 ε的单位为L/mol.cm，它表示物质的浓度为 1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
朗伯-比耳定律成立的前提条件： a) 入射光为单色光； b) 吸收发生在均匀的介质中； c) 在吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。 朗伯-比耳定律偏离线性的原因：化学因素、 仪器因素 。 a) 样品浓度过高（＞0.01mol/L）； b) 溶液中粒子的散射； c) 入射光的非单色性； ④ 对数吸光系数lgε； ⑤ 吸光率A（%） A（%）=1-T（%）
正己烷
CH3Cl 315nm
CH3OH
水
π→π*跃迁
n →π*跃迁
230nm
329nm
238nm
237nm
309nm
243nm
305nm
π*
Δ E n ＜ ΔE p C O
ΔE n＞Δ Ep
π*
ΔE n Δ Ep
C+
C-
ΔE n
Δ Ep
n
C+
O极性
π
C C 极性 非极性
非极性
溶剂极性效应
微粒理论（光子的量子化理论）：电磁波的 能量E 可用下式表示： E=hν=hc/λ h-普朗克常数=6.625×10-34J· s E=Ee+Eν+Er Ee—电子能 1～20eV Eν—振动能 0.05～1 eV Er—转动能 10-4～0.05 eV
（3）吸收光谱的表示方法
当l以cm，c以g/L为单位，k称为吸光系数， 用 a表示。 A= a cl a的单位为L/(g.cm) 当l以cm，c以mol/L为单位，k称为摩尔吸光 系数，用 ε表示。 ε的单位为L/mol.cm，它表示物质的浓度为 1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
朗伯-比耳定律成立的前提条件： a) 入射光为单色光； b) 吸收发生在均匀的介质中； c) 在吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。 朗伯-比耳定律偏离线性的原因：化学因素、 仪器因素 。 a) 样品浓度过高（＞0.01mol/L）； b) 溶液中粒子的散射； c) 入射光的非单色性； ④ 对数吸光系数lgε； ⑤ 吸光率A（%） A（%）=1-T（%）
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+
紫外可见光吸收光谱
紫外可见光吸收光谱紫外可见光吸收光谱是一种重要的分析方法，广泛应用于化学、光学、生物学等领域。
下面我将从什么是紫外可见光吸收光谱、应用领域、分析方法、仪器设备、典型实验步骤以及注意事项等方面进行介绍。
一、什么是紫外可见光吸收光谱紫外可见光吸收光谱又称紫外可见吸收光谱，是物质分子在紫外、可见光区的吸收光谱。
简单来说，就是利用物质吸收光的特性进行分析。
二、应用领域紫外可见光吸收光谱被广泛应用于分析化学、光学、生物医学、环境监测等领域。
如利用紫外可见吸收光谱对生物大分子如DNA、蛋白质等进行分析、对环境中的水质、空气等进行检测，还可用于药物研究等方面。
三、分析方法紫外可见光吸收光谱的分析方法是利用物质吸收光的特性进行分析。
通过分析不同波长的光线在样品中的吸收情况，可以了解样品所含的化学物质的组成及浓度。
四、仪器设备紫外可见光吸收光谱的仪器设备主要有：紫外可见分光光度计，样品池，光源，检测器。
五、典型实验步骤（1）准备样品：取少量样品并将其溶解在适量的溶液中，使其达到稳定状态。
（2）将溶液倒入样品池中，并将样品池放置于紫外可见分光光度计中。
（3）选择波长：根据样品的特性选择合适的波长进行分析。
（4）根据波长设置仪器参数：包括选择光路、调整光栅、检测器增益等。
（5）记录吸收光谱：启动分光光度计进行测试并记录数据。
（6）数据处理：利用计算机等工具对数据进行处理和分析。
六、注意事项（1）在记录数据前，应先了解仪器的基本操作流程，以便能更准确地记录数据。
（2）在取样时应注意取样量，建议取量小，避免影响测试结果。
（3）在进行测试时，应尽可能排除环境因素的影响，以保障测试结果的准确性。
第九章 紫外吸收光谱分析
分子吸收光谱分为： 分子吸收光谱分为：● 远红外光谱 ● 红外光谱 紫外-可见光谱 ● 紫外 可见光谱
第二节
一、跃迁类型
有机化合物紫外吸收光谱
有机化合物的价电子： 电子、 电子和n 有机化合物的价电子：σ电子、π电子和n电子 形成单键的电子称为σ电子。 σ电子 —— 形成单键的电子称为σ电子。 形成双键的电子称为π π电子 ——形成双键的电子称为π电子。 形成双键的电子称为 电子。
2、溶剂从非极性→极性时，谱图的精细结构全部消失。 溶剂从非极性→极性时，谱图的精细结构全部消失。
溶剂选择原则： 溶剂选择原则：
（1）溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应该是 溶剂应能很好地溶解被测试样， 惰性的。 惰性的。 即溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。 即溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。
例如： σ→σ* 跃迁范围在125 125例如：CH4 的 σ→σ* 跃迁范围在125-135nm 远紫外区 H H C H 在分子中引入的一些基团， 红移 —— 在分子中引入的一些基团，吸收峰向长波方向 移动的现象，称为红移或深色移动。 移动的现象，称为红移或深色移动。 红移或深色移动 助色团——含有孤对电子，使吸收峰向长波方向移动的杂 含有孤对电子， 助色团 含有孤对电子 原子官能团称助色团。 原子官能团称助色团。如—NH2、—OH、—OR、—Cl等 、 、 等 ·· I σ→σ* 跃迁范围在150 150CH3I的σ→σ* 跃迁范围在150-210nm →σ* 跃迁范围在259nm n→σ* 跃迁范围在259nm [1]
230230-270nm εMAX = 200
2、单取代苯
●
[1]
如果苯环上有助色团如Cl等 由于n→π* 如果苯环上有助色团如-OH 或 -Cl等，由于n→π* 共 带向长波长方向移动。 轭，使 E2 带向长波长方向移动。 化合物
第三章 紫外吸收光谱分析
b. 滤光片单色器
组成:
性能： 吸收滤片 光谱通带宽度（nm） 20-30 透 过 率（T% ） 5-20%
准直镜
入口狭缝、 滤光片、出口狭缝
干涉滤光片 10-15 40-60%
狭缝
c. 棱镜和光栅单色器 光谱通带宽度 少于 1nm 组成: 狭缝、色散元件、准直元件（ 透镜 、反射镜 ）
棱镜和光栅单色器比较
空紫外分光光度计，故在实际应用中受到一定的限制。
我们通常所说的紫外-可见分光光度法，实际上是指近非 真空紫外、可见分光光度法（200 ~ 800 nm）。
3.2 化合物紫外—可见光谱的产生
在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要由五种分
子轨道间的下述四种跃迁：σ→σ*、π → π*、n →σ *、n →π *及电荷
分子能级的能量间隔各异，因此不
同物质将选择性地吸收不同波长或
能量的外来辐射，这是UV-Vis定性 分析的基础。
苯蒸气的吸收曲线
2. 紫外-可见光谱的仪器原理
2.1. 紫外吸收仪器原理图
以下分别是单光束、双光束分光光度计的示意图以及仪器照片
2.2 仪器部件介绍
0.575
光源
单色器
检测器
显示 器
吸收池
吸收带：通常，分子是处在基态振动能级上。当用紫 外、可见光照射分子时，电子可以从基态激发到激发态的 任一电子能级上。因此，电子能级跃迁产生的吸收光谱， 包括了大量谱线，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸 收带，这就是为什么分子的紫外-可见光物质结构不同或者说其
E. 信号指示系统 它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。 常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置 以及数字显示或自动记录装置等。很多型号的分光光度 计装配有微处理机，一方面可对分光光度计进行操作控 制，另一方面可进行数据处理。 总 结 ：
紫外吸收光谱
三、红移与蓝移
λmax向长波方向移动称为红移；
向短波方向移动称为蓝移 (或紫移)。
§2.3 有机化合物的紫外吸收光谱特征
一、饱和化合物
1、烷烃
C—C，C—H 只产生σ→σ* 跃迁， λmax＜150 nm，在近紫外区无吸收。 因而饱和烷烃可用作紫外吸收测定的溶剂。 如：CH4 λmax=125 nm；
O
★⑷ n →π＊跃迁—R带
C
分子中孤对电子和π键同时存在时发生n→π＊ 跃 迁，这类跃迁在跃迁选律上属禁阻跃迁，εmax为10 ～100L·mol-1 ·cm-1，吸收谱带强度较弱。丙酮n→π ＊跃迁的λmax为275nm εmax为22 L·mol－1 ·cm －1（ 溶剂环己烷)。
共轭双键数增加， λmax增大
A、吸收峰的强度
B、吸收峰的数目
C、吸收峰的位置
D、吸收峰的形状
2、n→π﹡跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测 量，其最大吸收波长最大 （ ）
A、水 B、甲醇
C、乙醇 D、正已烷
习题
1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。 说明能产生何种电子跃迁？试写出。
下列化合物是否存在 n →π＊跃迁
OH
O
A
B
C
指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸 收波长较长的光线（只考虑π→π*-可见吸收光谱是分子的价电子吸收紫 外-可见光区的电磁波由低能级跃迁到高能级后 而产生的吸收光谱，简称紫外光谱(UV)。
紫外可见光可分为3个区域： 远紫外区 10190 nm （研究较少） 近紫外区 190400 nm （研究较多） 可见区 400800 nm
§2.2 UV光谱的基本原理
(1) CH3 CH CH2 及 CH3 CH CH OCH3
紫外-可见吸收光谱分析
• 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当
照射光光子的能量（hυ）与被照射物质粒子的基态和 激发态能量之差相当时才能发生吸收。不同的物质微粒 由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差也不 相同。所以物质对光的吸收具有选择性。
三、吸收曲线（吸收光谱）
• 吸光度(A)--波长(λ)曲线称--。 • 光吸收程度最大处的波长叫 • 最大吸收波长，用λmax表示。 • 高锰酸钾的λmax=525nm。 • 浓度不同时，光吸收曲线形状不同，最大吸收波长
1852年，比耳（Beer）发现：
• 当单色光通过液层厚度b一
• 定的有色溶液时，溶液的吸
• 光度A与溶液浓度C成正比：
•
A= lg(I0/I)= k2 C
• --- 比耳定律
•
（ C--有色溶液的浓度 k2--比例常数 ）
• 将朗白定律与比耳定律合并起来:
•
A = lg(I0/I) = K b c
物质颜色
黄绿 黄 橙 红
紫红 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
吸收光
颜色
波长范围
紫
40/0n-m450
蓝
450-480
绿蓝
480-490
蓝绿
490-500
绿
500-560
黄绿
560-580
黄
580-600
橙
600-650
红
650-700
二、物质对光的选择性吸收
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的 分子、原子或离子与光子发生“碰撞”，光子的能量就 转移到分子、原子上，使这些粒子由最低能态（基态） 跃迁到较高能态（激发态）：M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。
紫外光谱的解析
紫外光谱的解析一、紫外光谱的基本原理1. 概念•紫外光谱（UV）是分子吸收紫外•可见光区（200•800nm）的电磁波而产生的吸收光谱。
它反映了分子中的电子跃迁情况。
当分子吸收紫外光时，分子中的价电子从低能级跃迁到高能级。
•例如，在一些有机化合物中，存在着π电子和n电子（非键电子）。
这些电子可以发生π• π跃迁、n• π跃迁等。
其中，π• π跃迁通常所需能量较高，对应的吸收波长相对较短，多在200nm左右；而n• π跃迁所需能量较低，吸收波长相对较长，一般在270• 350nm范围。
2. Lambert - Beer定律•这是紫外光谱分析的基本定律，其表达式为 A = εbc。
其中，A是吸光度，表示物质对光的吸收程度；ε是摩尔吸光系数，它与物质的性质有关，反映了物质对特定波长光的吸收能力，单位为L/(mol·cm)；b是光程长度，即样品池的厚度，单位为cm；c是溶液中物质的摩尔浓度，单位为mol/L。
•例如，在测定某一化合物的浓度时，如果已知其摩尔吸光系数和光程长度，通过测量吸光度就可以计算出溶液中的物质浓度。
假设某物质的摩尔吸光系数为1000L/(mol·cm)，光程长度为1cm，测得吸光度为0.5，根据Lambert• Beer定律，可算出该物质的浓度c = A/(εb)=0.5/(1000×1)= 5×10⁻⁴mol/L。
二、紫外光谱中的特征吸收带1. R带• R带是由n•π跃迁产生的吸收带。
其特点是吸收强度较弱，摩尔吸光系数一般在10• 100L/(mol·cm)范围内，吸收峰波长较长，多在270• 350nm。
•在醛、酮、硝基化合物等分子中常常可以观察到R带。
例如，丙酮分子中的羰基（C = O）上的n电子可以发生n• π跃迁，在约279nm处有一个R带吸收峰。
2. K带• K带是由共轭体系中的π• π跃迁产生的吸收带。
其吸收强度较大，摩尔吸光系数通常大于10000L/(mol·cm)，吸收峰波长与共轭体系的大小有关。
紫外光谱-2
lmax1
lmax2
l/nm
对吸收曲线的说明：
①同一种物质对不同波长光的吸收程度不同。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，吸收强度改变。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，并作为物质定性分析的 依据之一。 ④在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。
O
λmax=280 ε~ 150
O
3. 溶剂效应对λmax 的影响
（1）溶剂极性对光谱的影响
溶剂的影响：吸收峰位置、吸收强度、光谱形状。
溶剂极性的影响：
极性增大：
n―π* 跃迁产生的吸收峰蓝移 。 π― π* 跃迁产生的吸收峰红移 。
溶剂极性对两种跃迁的影响
π*
π*
△E非＞△E极
△E非＜△E极
n
34
* 5
H（CH=CH）n H
1、共轭效应
两个不同发色团相互共轭时，C＝ C－C＝O 。 对紫外光谱的影响与上述情形相似。例如 CH3CH＝ CH－CH＝O 中，烯烃双键因与羰基相互共轭，产生新的分 子轨道。因此，π －π共轭使π →π *跃迁、n→π *跃迁峰均红 移。
• •
1、共轭效应
练习
：λmax=295.5nm 平面结构 能有效共轭
2.立体效应(steric effect) 对λmax 的影响
（3）跨环效应对λmax 的影响
跨环效应：两个基团虽不共轭，但由于空间的排列，他们 的电子云仍能相互影响，使最大吸收波长和吸光系数改变。
λmax=292 ε ~ 292
π
紫外-可见吸收光谱鉴别技术知识点.
紫外-可见吸收光谱鉴别技术紫外-可见分光光度法也称为紫外-可见吸收光谱法（UV-vis ），它是依据物质对紫外和可见光区不同波长光的吸收程度进行定性、定量的分析方法。
1．物质对光的选择性吸收光是一种电磁波，按波长顺序可以划分为不同的光区。
不同波长的光具有不同的能量，波长越长，能量越低；波长越短，能量越高。
当一束白光通过棱镜后色散为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色的光，每种颜色的光又有一定的波长范围。
如果把两种光按一定强度比例混合，也可成为白光，这两种颜色的光称为互补色光。
图1是互补色光示意图，处于直线关系的两种颜色即为互补色光。
溶液所以呈现不同的颜色是由于该溶液对光具有选择性吸收。
当一束白光通过某一有色溶液时，一部分光被溶液选择吸收，另一部分光则通过溶液。
例如当白光入射通过KMnO4溶液时，溶液选择性吸收绿光，溶液本身呈现绿光的互补色光，即紫红色。
2．光吸收的基本定律——朗伯-比尔定律当一束平行单色光垂直照射到一定浓度c 、液层厚度为b 的均匀透明溶液时（如图2），由于溶液吸收了一部分光能，光的强度减弱。
透射光强度I t 与入射光强度I 0之比称为透射比，用T 表示；单色光通过溶液时被吸收的程度，称为吸光度，用A 表示。
400-450650-750绿橙图1 互补色光示意图图2 光通过溶液示意图 I 0-为入射光强度 I t -为透射光强度朗伯和比尔总结了光的吸收与液层厚度、溶液浓度的定量关系。
其数学表达式为：A＝k·b·c 。
其物理意义是：当一束平行单色光垂直通过均匀、透明的吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积呈正比。
朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法进行定量分析的理论依据，适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体、气体及透光固体。
比例常数k称为吸光系数，是吸光物质的特征常数，与入射光的波长、物质的性质和溶液的温度等因素有关，与溶液的浓度大小和液层厚度无关。
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远紫外区 UV-VIS
溶剂
紫外吸收光谱
以波长λ(nm)为横坐标，以吸光度A为纵坐标所描绘的曲线
吸收峰：曲线上吸光度最大的地方。所 对应的波长称最大吸收波长（λmax）。 谷：峰与峰之间吸光度最小的部位，该 处的波长称最小吸收波长（λmin）。 肩峰（shoulder peak）：在一个吸收 峰旁边产生的一个曲折。 末端吸收（end absorption）：只在 图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的部 分。
λ 400nm
紫外吸收光谱
又称紫外分光光度法（UV-VIS）
基于物质分子对紫外光谱区（200-400 nm）和可见光区（400-760 nm） 的单色光吸收特性建立的光谱分析法。
定性、定量分析。对不饱和烯烃、芳烃、多环及杂环化合物具 有较好的选择性 紫外检测器 HPLC、CE
电子跃迁的类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：
紫外吸收光谱分析法 Ultraviolet spectrophotometry, UV
紫外吸收光谱产生的原因
分子内部价电子运动形式
电子能级 振动能级 转动能级
吸收光谱：电子跃迁
1
4
e2
远紫外区: 100-200nm 近紫外区: 200-400nm 可见光区: 400-800nm
3 250 300 350
分光光度计的类型
（一）单光束分光光度计 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，要求光源和检测器有高的稳定性。
分光光度计的类型
（二）双光束分光光度计 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，仪器复杂，价格较高。
溶剂对吸收光谱的影响
溶剂对吸收光谱影响较为复杂：光谱形状或最大吸收
溶剂对亚异丙酮紫外吸收光谱的影响。
pp* max/nm n p*max/nm
正己烷 230 329
CHCl3 238 315
CH3OH 237 309
H2O 243 305
苯
1
1：乙醚
酰
丙
2：水
酮
2
250
300
常用溶剂截止波长
常用溶剂在200～400nm区域的最低吸收波长
σ电子、π电子、n电子。
HC O
n
s
Hp
s*
p*
K
R
E
E,B
n
p
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
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
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
紫外吸收光谱与分子结构关系
1.不饱和烃 σ电子 2.不饱和烃 p电子
吸收光谱示意图 1.吸收峰 2.谷 3.肩峰 4.末端吸收
常用术语
生色团
从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。 但是，人们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。
生色团 烯 炔 羧基 酰胺基 羰水 正己烷 乙醇 异辛酯 乙醚
红移与蓝移（紫移）
某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团（ -OH、 OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、- NR2 ）之后，吸收峰的波长将向 长波方向移动，这种效应称为红移效应。这种会使某化合物的最大吸收 波长向长波方向移动的基团称为向红基团。 在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长 会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。这些会使某化合 物的最大吸收波长向短波方向移动的基团（如-CH2、-CH2CH3、OCOCH3）称为向蓝（紫）基团。
波长/nm 溶剂
溶剂
波长 溶剂 /nm
波长/nm
环己烷 210 二氯甲烷 233 正丁烷 210
乙醚
220 二氯甲烷 245 乙醇
215
乙酸乙 260 （氯仿） 280 甲醇
210
酯
330
苯
285
水
210
丙酮
甲苯
溶剂对吸收光谱的影响
吸收光谱图必须注明所用的溶剂 选择溶剂时注意下列几点 （1）溶剂能很好地溶解样品，溶液具有良好的化学和光化学
稳定性 （2）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。 （3）溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。
溶液颜色的产生
只让一部分波长的光透过，其他波长的光被吸收，则溶液就呈现出透过光的颜色
吸收检测定量
加和性
A为吸光度,T为透射比, c为物质浓度 l为吸收层厚度
吸光度A建议一般在0.2～0.7
朗伯-比耳定律成立的前提
(1) 入射光为平行单色光且垂直照射 (2) 吸光物质为均匀非散射体系 (3) 吸光质点之间无相互作用 (4) 辐射与物质之间的作用仅限于吸收,无荧光和光化学发生
不同光对所产生的吸收不同，可导致测定偏差
二、Lambert-Beer 定律 当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成
正比，即
二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
emax
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
跃迁类型
pp* pp* np* np*
np*，ns*
np*， np* np* np*
常用术语
助色团
助色团是指带有非键电子对的基团，如-OH、 -OR、 -NHR、-SH、Cl、-Br、-I等，它们本身不能吸收大于200nm的光，但是当它们与生色 团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。
光源
基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。 1. 钨及碘钨灯：340~2500 nm，多用在可见光区； 2. 氢灯和氘灯：160~375nm，多用在紫外区。
单色器
吸收池
材质 主要有石英池和玻璃池 在紫外区必须采用石英池 可见区一般用玻璃池
光电器件
利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号的一种器件。 常用类型：光电池、光电二级管或光电倍增管
Akbc
k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。
当浓度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即
Aabc
当浓度以mol/L表示时，称 k 为摩尔吸光系数，以e 表示，即
Aebc
e 比 a 更常用。e 越大，表示方法的灵敏度越高。e 与波长有关
仪器组成
光源、单色器、吸收池和检测器四部分