第1节 光度法基本原理
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红外吸收的基本原理
as CH 2 s CH 3
~ 2925 cm
1 1
~ 1450 cm CH 2 ~ 1465 20cm1
as CH 3
1
~ 2870 cm
s CH 3
~ 1375cm
1
s 1 CH ~ 2850 cm 2
CH 2 ~ 720cm1
（三）振动自由度(vibrational degree of freedom)：指分 分子中 子独立的振动数目，或基本的振动数目。 N个原子组成分子，每个原子在空间有三个自由度
AX 2 型分子
CH 2 ~ 1465 20 cm 1
面内摇摆(in-plane rocking)ρ：基团作为一个整体在平面内 摇动，键角无变化：
AX 2 型分子
CH 2 ~ 720cm 1
— (CH 2 ) n — n 4
2）面外(out-of-plane)弯曲γ：弯曲振动垂直几个原子构成 的平面。
AX 3 型分子
as CH 3
~ 2960 cm
1
2.弯曲振动(bending vibration)：又叫变形振动(denformation vibration)：指键角发生周期性变化、而键长不变的振动。
1）面内(in-plane)弯曲振动β：弯曲振动发生在由几个原子 构成的平面内，有以下两种情况： 剪式振动(scissoring vibration)δ：振动中键角的变化类 似剪刀的开闭.
F=4 F=3
注意：上述规律不适用于组成分子的官能团的基本 振动数的推算。 吸收峰与振动自由度的关系： • 可以用振动自由度估计吸收峰数量 • 并非每个振动都产生基频峰 • 吸收峰数常少于振动自由度数
分光光度计与分光光度法
γ-射线排成一列，即组成电磁波的波谱，如下图所示。
2.2.1 分光光度计的 光谱范围
包括波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围 为200～400 nm的紫外光区。不同的光源都有其特有的 发射光谱，因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。
钨灯的发射光谱：钨灯光源所发出的400～760nm 波长的光谱，光连续色谱；该色谱可作为可 见光分光光度计的光源。
3. 以7200可见光分光度计为例，讲解可见光分光度 计的正确使用方法
4. 以UV-754型紫外-可见分光光度计为例，讲解紫 外光光度计的正确使用方法
1. 分光光度法定义 与应用
1.1 定义: 分光光度法是利用物质所特有的吸收光谱来鉴 别物质或测定其含量的分析检测技术。
1.2 特点: 灵敏、精确、快速和简便，在复杂组分系统 中，不需要分离，即能检测出其中所含的极少量物质。
氢灯的发射光谱：氢灯能发出185～400 nm波长的 光谱，可作为紫外光光度计的光源。
谱（1）
如果在光源和棱镜之间放上某种物质的溶液，此 时在屏上所显示的光谱已不再是光源的光谱，它出现 了几条暗线，即光源发射光谱中某些波长的光因溶液 吸收而消失，这种被溶液吸收后的光谱称为该溶液的 吸收光谱。
不同物质的吸收光谱是不同的。因此根据吸收光 谱，可以鉴别溶液中所含的物质。
4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。如三
磺基水杨 酸铁的Kf =1042 , F- 、H3PO4 对它无干 扰。
5、显色过程易于控制 而且有色化合物与显
色剂之间的颜色差别应尽可能大。
| m MaRx m Rax | 60nm
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二、 显色反应条件的选择
1、显色剂用量 ，适当过量。
2、溶液酸度 既要防止被测离子生成沉淀，又需
2.2.1 分光光度计的 光谱范围
包括波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围 为200～400 nm的紫外光区。不同的光源都有其特有的 发射光谱，因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。
钨灯的发射光谱：钨灯光源所发出的400～760nm 波长的光谱，光连续色谱；该色谱可作为可 见光分光光度计的光源。
3. 以7200可见光分光度计为例，讲解可见光分光度 计的正确使用方法
4. 以UV-754型紫外-可见分光光度计为例，讲解紫 外光光度计的正确使用方法
1. 分光光度法定义 与应用
1.1 定义: 分光光度法是利用物质所特有的吸收光谱来鉴 别物质或测定其含量的分析检测技术。
1.2 特点: 灵敏、精确、快速和简便，在复杂组分系统 中，不需要分离，即能检测出其中所含的极少量物质。
氢灯的发射光谱：氢灯能发出185～400 nm波长的 光谱，可作为紫外光光度计的光源。
谱（1）
如果在光源和棱镜之间放上某种物质的溶液，此 时在屏上所显示的光谱已不再是光源的光谱，它出现 了几条暗线，即光源发射光谱中某些波长的光因溶液 吸收而消失，这种被溶液吸收后的光谱称为该溶液的 吸收光谱。
不同物质的吸收光谱是不同的。因此根据吸收光 谱，可以鉴别溶液中所含的物质。
4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。如三
磺基水杨 酸铁的Kf =1042 , F- 、H3PO4 对它无干 扰。
5、显色过程易于控制 而且有色化合物与显
色剂之间的颜色差别应尽可能大。
| m MaRx m Rax | 60nm
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二、 显色反应条件的选择
1、显色剂用量 ，适当过量。
2、溶液酸度 既要防止被测离子生成沉淀，又需
第十章 紫外可见分光光度法
如果用△ E电子，△ E振动以及△E转动表示各能级 差，则：
E电 E振 E转
能级差 E h h c
由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产 生的光谱称分子吸收光谱。
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及电子能级、振动能级和转动
能级三种跃迁能级，
E电 E振 E转
对应的波谱区范围如下：
吸收曲线与最大吸收波长 max
①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。如KMnO4在400nm吸收少， 在525nm吸收最大，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。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，
电子的基团。 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N— 注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的
吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强。
下面为某些常见生色团的吸收光谱
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
称最小吸收波长(λmin) 。
3.肩峰:在一个吸收峰旁边 产生的一个曲折。 4.末端吸收:只在图谱短波 呈现强吸收而不成峰形的
部分。
5. 生色团
所谓生色团，是指有机化合物分子结构中含有p -
p*和n-p*中跃迁的基团,即能在紫外-可见光范围内产 生吸收的原子团。 对有机化合物：主要为具有不饱和键和未成对
概述
一、紫外-可见分光光度法：是研究物质在紫外可见光区(200 ~ 800 nm)分子吸收光谱的分析方 法。
可见光区 400~760nm；紫外光区200~400nm。 二.紫外—可见分光光度法的特点 （1）灵敏度较高：灵敏度可达10-5~10-7g/mL （2）选择性较好：多组分共存溶液中，无需化学
第九章第1节 光度法基本原理
⑴
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<200nm，只能被真空紫外分光光度计检测到)。如甲烷的 λ为125nm,乙烷λmax为135nm。
⑵
n→σ＊跃迁
所需能量较大。吸收波长为150～250nm，大部分在远 紫外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生 物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n →σ*跃迁。如一氯 甲烷、甲醇、三甲基胺 n →σ* 跃迁的λ分别为173nm、 183nm和227nm。
第九章 紫外-可见分 光光度分析法
一、概述 二、紫外可见吸收光谱 三、分子吸收光谱与电子跃迁 四、光的吸收定律 五、定量分析方法 六、准确度、灵敏度及检测限
第一节 基本原理
一、概述
基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化 学分析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过测 量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来进行 分析的方法。 吸收光谱分析 发射光谱分析 分子光谱分析 原子光谱分析
♥
紫外吸收光谱
2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + hν 基态 E1 M* M + 热 M + 荧光或磷光 激发态 （△E） E2
ΔE = E2 - E1 = h ν 量子化 ；选择性吸收; 分子结构的复杂性使其对不同波 长光的吸收程度不同； 用不同波长的单色光照射，测吸光 度— 吸收曲线与最大吸收波长λ max； 光的互补：蓝 黄
♥ （4）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在
λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。 ♥ （5）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。
第一节 吸光光度法的基本原理第二节 光吸收的基本定律第三节 吸光
要依据。
第二节 光吸收的基本定律
一、Lambert-Beer 定律 二、偏离 Lambert-Beer 定律的原因
一、Lambert-Beer 定律
吸光度和透光率的定义分别为：
A def lg I0 I
T def I I0
吸光度与透光率的关系为：
A =－lgT
1760 年， Lambert 指出：一束平行单色光通 过有色溶液后，光的吸收程度与溶液液层的厚度 成正比。
吸光度与显色剂用量的关系
2. 溶液的酸度 溶液的酸度对显色反应的影响主要表现在
以下三个方面： （1）溶液的酸度对被测组分存在状态的影
响： 大多数被测金属离子易水解，当溶液 pH 增大时，可能生成各种类型的氢氧基配合物， 甚至生成氢氧化物沉淀，使显色反应不能进行 完全。
（2）溶液的酸度对显色剂的平衡浓度和颜 色的影响：大多数显色剂是有机弱酸或有机弱 碱，当溶液的 pH 变化时，将影响显色剂的平 衡浓度，并影响显色反应的完全程度。另外， 有一些显色剂本身就是酸碱指示剂，它们在不 同 pH 的溶液中具有不同的结构，而产生不同 的颜色，所以对显色反应也有影响。
（3）仪器设备简单，操作简便、快速，选 择性好。由于新的显色剂和掩蔽剂不断发现， 提高了选择性，一般不需分离干扰物质就能进 行测定。
（4）应用广泛。几乎所有的无机离子和具 有共轭双键的有机化合物都可以直接或间接地 用吸光光度法进行测定。
第一节 吸光光度法的基本原理
一、光的基本性质 二、物质对光的选择性吸收 三、吸收曲线
三、吸收曲线
如果将不同波长的光通过一定浓度的某一溶 液，分别测定溶液对各种波长的光的吸光度。以 入射光的波长 λ 为横坐标，相应的吸光度 A 为 纵坐标作图，可得到一条吸光度随波长变化的曲 线，称为吸收曲线或吸收光谱。
第二节 光吸收的基本定律
一、Lambert-Beer 定律 二、偏离 Lambert-Beer 定律的原因
一、Lambert-Beer 定律
吸光度和透光率的定义分别为：
A def lg I0 I
T def I I0
吸光度与透光率的关系为：
A =－lgT
1760 年， Lambert 指出：一束平行单色光通 过有色溶液后，光的吸收程度与溶液液层的厚度 成正比。
吸光度与显色剂用量的关系
2. 溶液的酸度 溶液的酸度对显色反应的影响主要表现在
以下三个方面： （1）溶液的酸度对被测组分存在状态的影
响： 大多数被测金属离子易水解，当溶液 pH 增大时，可能生成各种类型的氢氧基配合物， 甚至生成氢氧化物沉淀，使显色反应不能进行 完全。
（2）溶液的酸度对显色剂的平衡浓度和颜 色的影响：大多数显色剂是有机弱酸或有机弱 碱，当溶液的 pH 变化时，将影响显色剂的平 衡浓度，并影响显色反应的完全程度。另外， 有一些显色剂本身就是酸碱指示剂，它们在不 同 pH 的溶液中具有不同的结构，而产生不同 的颜色，所以对显色反应也有影响。
（3）仪器设备简单，操作简便、快速，选 择性好。由于新的显色剂和掩蔽剂不断发现， 提高了选择性，一般不需分离干扰物质就能进 行测定。
（4）应用广泛。几乎所有的无机离子和具 有共轭双键的有机化合物都可以直接或间接地 用吸光光度法进行测定。
第一节 吸光光度法的基本原理
一、光的基本性质 二、物质对光的选择性吸收 三、吸收曲线
三、吸收曲线
如果将不同波长的光通过一定浓度的某一溶 液，分别测定溶液对各种波长的光的吸光度。以 入射光的波长 λ 为横坐标，相应的吸光度 A 为 纵坐标作图，可得到一条吸光度随波长变化的曲 线，称为吸收曲线或吸收光谱。
第十章 分光光度法
透光度，透射比。用T表示。
注：溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度， T越大表示它对光的吸收越弱；反之，T越小，表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度： 为透光率的负 A lg I0 lg 1 ＝ lgT
（四）吸光系数 1．定义（物理意义）
一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。
2．两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε )：表示一定波长下，吸光物质的溶液
浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
)：表示一定波长下，吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系：
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中，为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度，入射光的波长应（ ）
A．最大吸收波长
B．最小吸收波长
检测器 作用：将光信号转换为电信号，并放大 光电管，光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm，用于可见 光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源适 用150nm-400nm，用于紫外光区，如氢灯 和氘灯。
注：溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度， T越大表示它对光的吸收越弱；反之，T越小，表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度： 为透光率的负 A lg I0 lg 1 ＝ lgT
（四）吸光系数 1．定义（物理意义）
一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。
2．两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε )：表示一定波长下，吸光物质的溶液
浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
)：表示一定波长下，吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系：
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中，为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度，入射光的波长应（ ）
A．最大吸收波长
B．最小吸收波长
检测器 作用：将光信号转换为电信号，并放大 光电管，光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm，用于可见 光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源适 用150nm-400nm，用于紫外光区，如氢灯 和氘灯。
原子吸收分光光度法
解：已测得 s'(Cu2） 0.08mg/ L，s'(Mg2) 0.06mg/ L
原子吸收的适宜吸光度A： 0.15-0.6
c1
s' 0.15 0.0044
34 s'
2.72mg / L
s' 0.6 c2 0.0044 136 s' 10.88mg/ L
Cu2+较适宜的测定范围c：2.7-10.9mg/L,上述所得
第十三章 原子吸收分光光度法
第一节 概述 第二节 原子吸收分光光度法的基本原理 第三节 原子吸收分光光度计 第四节 实验方法
第一节 概述（generalization）
原子吸收分光光度法： 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射 下，原子外层电子对光的特征吸收的现象所 建立的方法 。
特点： (1) 检出限低，10-9-10-12 g·mL-1； (2) 准确度高，1%-5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）
单位mg/L
检出限越低，仪器的性能越好，对元素的检出能 力越强。
四、 定量分析方法
1.校准曲线法 配制一系列不同浓度的标
准溶液，由低到高依次测定 ，将获得的吸光度A对应于浓 度作校准曲线，在相同条件 下测定试样的吸光度A，从校 标准曲线上查出对应的浓度 值。
或由标准溶液吸光度和浓度计算出 线性方程，将测定试样的吸光度A数 据带入方程中计算。
消除：加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制 待测元素的电离。 例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离。
（三）、化学干扰
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学 缓冲剂来抑制或减少化学干扰： （1）释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物使 待测元素释放出来。
分光光度法专业知识课件
E1’ molecular vibration E1’’ molecular rotation E0 Ground level
互补（色）光
complementary colors
第一节 分光光度法 基本原理
若溶液选择性地吸收了某种颜色旳光， 则溶液呈吸收光旳互补色。
二．物质旳吸收光谱
用不同波长旳单色光依次
① c 一定, A∝b Lambert ② b 一定, A∝c Beer
A =εbc
三、Lambert-Beer定律
A =bc
溶液厚度b, 单位:cm
浓度c，单位molL-1
摩尔吸光系数，单位Lmol -1cm-1
若用质量浓度替代c
A = ab
质量浓度 , 单位: gL-1
质量吸光系数a, 单位: Lg -1cm-1
常用参比溶液
成份 溶剂 显色剂
溶剂空白 √ ×
试样
×
其他 合用范 围
× 显色剂、试 样均无吸收
试剂空白 √ √ 试样空白 √ ×
×
√ 试样无吸收 显色剂有吸
收
√
√ 显色剂无吸 收，试样有
吸收
第四节
提升测量敏捷度和精确度旳措施 自学 要点看： 分光光度法旳误差起源 显色剂旳选择 测定条件旳选择
本章小结
As，在相同条件下测出试样溶液旳吸光度 Ax，则试样溶液浓度cs可按下式求得：
Ax /As= cx / cs cx = cs Ax /As
参比（空白）溶液 blank
I 参比溶液旳作用：扣除一切不起源于 目旳产物旳光吸收。
如：消除吸收池、溶剂、试剂、干扰物旳影响。
常用参比溶液：
①溶剂空白 ②试剂空白 ③试样空白
紫外-可见光谱分析
吸收曲线与最大吸收波长 max可用不同波长的单色
光照射，测吸光度得到——扫描
同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大
处称为吸收峰，所对应的波长称为最大吸收波长max
峰 肩
末端吸收 谷
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。 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。
二、无机化合物的吸收光谱
无机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱主要有： 电荷迁移跃迁及配位场跃迁
配位场跃迁（ d一d、 f 一f 跃迁）
在配体存在下过渡金属元素5个能量相等的d 轨道和镧系、 锕系7个能量相等的的 f 轨道裂分，吸收辐射后，低能态的d 电子或f电子可以跃迁到高能态的d或f轨道上去。 绝大多数过渡金属离子都具有未充满的 d 轨道，按照晶体场 理论，当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时，受配 体配位场的影响，原来能量相同的 d轨道发生能级分裂，产 生 d-d 电子跃迁。 必须在配体的配位场作用下才可能产生， 所以称为配位场跃迁；
n<p
n
n
p
非极性溶剂中 极性溶剂中
n >p
n p
非极性溶剂中 极性溶剂中
溶剂的极性除了影响吸收峰的位置，还影响吸收光谱 的精细结构：
N HC
N
CH 对称四嗪
N
极性溶剂使精细结构消失
蒸汽中
环己烷
水中
4. 体系pH的影响
pH影响吸光物质的存在形态，产生不同的吸收光谱． 如苯酚，在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm 两个吸收带；而在碱性溶液中，则分别红移到235nm和
吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区
原子吸收分光 光度法
一、 原子吸收分光光度法的特点
❖ 特点：
1. 灵敏度高，检出限低，10-10～10-14g； 2 .准确度高，1%～5%； 3. 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； 4. 仪器简单价格低廉 ； 5 .分析速度快,仪器简单价格低廉； 6 应用范围广，可测定70多个元素，常用于微量
试样分析。
一、 原子吸收分光光度法的特点
园林构图的基本规律
❖ 节奏与韵律
所谓韵律与节奏即是某些组成因素作有规律的重复 ，在重复中又组织变化。韵律与节奏能赋予园林以 生气活跃感，表现出情趣和速度感。重复是获得韵 律的必要条件，但只有简单的重复则易感单调，故 在韵律中又要有节奏上的变化。
园林构图中的韵律与节奏方式：简单韵律 、交替韵 律 、渐变韵律、起伏韵律、拟态韵律、交错韵律
产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱
激发态-基态 发射出一定频率的辐射。
产生共振发射线（也简称共振线） 发射光谱
（2）元素的特征谱线
❖ 各种元素的原子结构和外层电子排布不同 基态第一激发态:
❖ 跃迁吸收能量不同——具有特征性。 ❖ 各种元素的基态第一激发态 ❖ 最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。 ❖ 利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析
❖ 园林中的景
是指在园林绿地中，自然或经人工创造的，以能引 起人的美感为特征的一种供作游憩观赏的空间环境 。
❖杭州西湖十景（断桥残雪、苏堤春晓、平湖秋月、三潭 映月、柳浪闻莺、雷峰夕照、曲院风荷、双峰插云、花 港观鱼、南屏晚钟）、燕京八景、圆明园四十景、避暑
赏景的方式
❖ 动态观赏——游
注重景观的体量、轮廓和天际线，沿途重点景物 应有适当的视距，注意景物的连续性、节奏性和 整体性。
紫外可见分光法
溶液对光的吸收除与溶液本性有关外，还与入射 光波长、溶液浓度、液层厚度及温度等因素有关。
A Kcl
l: 吸收光程（液层厚度），cm。 c: 吸光物质浓度。 K: 吸光系数
注意
1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
➢ 入射光为单色光
➢ 溶液是稀溶液
2．该定律适用于固体、液体和气体样品
3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
吸收定律（标准曲线）与吸收光谱的区别
吸A 收 定 律
吸 A或 收 光 谱
C
一定，一般是在 max时测得
C一定时测得
第二节 紫外可见分光光度计
➢ 一、基本构造：五个单元组成
光源
0.575
单色器 吸收池 检测器 显示器
紫外-可见分光光度计组件
光源
氢灯，氘灯，150 ~ 400 nm； 卤钨灯，> 350 nm. 基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定
第十章 紫外-可见分光光度法
第一节 紫外-可见分光光度法 的基本原理和概念
利用被测物质的分子对紫外-可见光具有 选择性吸收的特性而建立的分析方法。
电子能级 跃迁
紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-760 nm)
10－200 nm:远紫外；200－400 nm:近紫外 400－760 nm:可见光
物质为什么会有颜色？ 为什么不同的物质会呈现不同的颜色？
末端吸收
吸收峰
最大吸收
最小吸收 特征值→定性依肩据 峰
肩峰
末端吸收
分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构，不
同分子的内部结构不同，吸收光谱不同。因此，分子
吸收谷光谱是物质定性的依据。
在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一
A Kcl
l: 吸收光程（液层厚度），cm。 c: 吸光物质浓度。 K: 吸光系数
注意
1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
➢ 入射光为单色光
➢ 溶液是稀溶液
2．该定律适用于固体、液体和气体样品
3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
吸收定律（标准曲线）与吸收光谱的区别
吸A 收 定 律
吸 A或 收 光 谱
C
一定，一般是在 max时测得
C一定时测得
第二节 紫外可见分光光度计
➢ 一、基本构造：五个单元组成
光源
0.575
单色器 吸收池 检测器 显示器
紫外-可见分光光度计组件
光源
氢灯，氘灯，150 ~ 400 nm； 卤钨灯，> 350 nm. 基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定
第十章 紫外-可见分光光度法
第一节 紫外-可见分光光度法 的基本原理和概念
利用被测物质的分子对紫外-可见光具有 选择性吸收的特性而建立的分析方法。
电子能级 跃迁
紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-760 nm)
10－200 nm:远紫外；200－400 nm:近紫外 400－760 nm:可见光
物质为什么会有颜色？ 为什么不同的物质会呈现不同的颜色？
末端吸收
吸收峰
最大吸收
最小吸收 特征值→定性依肩据 峰
肩峰
末端吸收
分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构，不
同分子的内部结构不同，吸收光谱不同。因此，分子
吸收谷光谱是物质定性的依据。
在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一
分析化学-原子吸收分光光度法
非吸收线干扰是一种背景吸收（background absorption）。
现象：
原子化过程中生成的气体分子、氧化物、盐类等对共振线 的吸收及微小固体颗粒使光产生散射而引起的干扰。
消除方法：
邻近线法、连续光源（在紫外光区通常用氘灯）法、塞 曼（Zeeman）效应法等。
化学干扰 （chemical interference）
∝ 基态原子数N
这是原子吸收法的重要理论基础，如能准确测量积分吸 收，即可求得原子浓度。
峰值吸收法 (peak absorption)
采用锐线光源，通过测定吸收线中心频率的峰值吸收系 数计算待测元素的原子数。
2 ln2 2 ln 2 K K d ν KN K0～N 0 ν Δ ν π ν π
原子从基态激发到能量最低的激发态（称为第一 激发态），为共振激发，产生的谱线称为共振吸 收线。 共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。常用元 素最灵敏的第一共振吸收线作为分析线。原子吸收 线一般位于光谱的紫外区和可见区。
原子在各能级的分布
理论研究和实验观测表明，在热平衡状态时，激发态原子数 Nj 与基态原子数No的关系可用玻尔兹曼 （Boltzmann）方程表示
压力变宽(pressure broadening)
由于吸光原子与蒸气原子相互碰撞而引起能级稍微变 化，发射或吸收光量子频率改变而导致的变宽。
• 赫鲁茲马克变宽（Holtsmark broadening， ν R ） 又称共振变宽，同种原子间碰撞引起的谱线变宽，它随 试样原子蒸气浓度增加而增加。
检测器的作用是将单色器分出的光信号进行 光电转换，常用光电倍增管。
原子吸收分光光度计的类型
原子吸收分光光度法
是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上 两点之间频率或波长的距离。
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类 是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外 界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。
整理课件
5
第一节 基本原理
• 二、原子吸收光谱的测量 1，积分吸收 在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸 收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能 量。若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但 是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分 辨率非常高的色散仪器。
最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下， 激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以
忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。
一、原子吸收光谱轮廓
原子吸收光谱线有一定宽度。一束不同频率强度为I0的
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3
第一节 基本原理
平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过
（一）火焰原子化器
火焰原子化法中，常用的是预混合型原子化器，它是由雾化器、 雾化室和燃烧器三部分组成。用火焰使试样原子化是目前广泛应用 的一种方式。它是将液体试样经喷雾器形成雾粒，这些雾粒在雾化 室中与气体（燃气与助燃气）均匀混合，除去大液滴后，再进入燃 烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气。
整理课件
13
第二节 原子吸收分光光度计
（二）非火焰原子化器
非火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。 石墨炉原子化法的过程是将试样注入石墨管中间 位置，用大电流通过石墨管以产生高达2000 ~ 3000℃的高温使试样经过干燥、蒸发和原子化。
与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法主要 具有如下特点：
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类 是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外 界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。
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第一节 基本原理
• 二、原子吸收光谱的测量 1，积分吸收 在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸 收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能 量。若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但 是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分 辨率非常高的色散仪器。
最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下， 激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以
忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。
一、原子吸收光谱轮廓
原子吸收光谱线有一定宽度。一束不同频率强度为I0的
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第一节 基本原理
平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过
（一）火焰原子化器
火焰原子化法中，常用的是预混合型原子化器，它是由雾化器、 雾化室和燃烧器三部分组成。用火焰使试样原子化是目前广泛应用 的一种方式。它是将液体试样经喷雾器形成雾粒，这些雾粒在雾化 室中与气体（燃气与助燃气）均匀混合，除去大液滴后，再进入燃 烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气。
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第二节 原子吸收分光光度计
（二）非火焰原子化器
非火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。 石墨炉原子化法的过程是将试样注入石墨管中间 位置，用大电流通过石墨管以产生高达2000 ~ 3000℃的高温使试样经过干燥、蒸发和原子化。
与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法主要 具有如下特点：
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（1） σ→σ＊跃迁
所需能量最大，吸收远紫外光的能量才能发生跃迁，只 能被真空紫外分光光度计检测到。 远紫外区吸收波长：λ<200nm 如甲烷的λ为125nm，乙烷λmax为135nm。
特点：在紫外区吸收光谱分析中常用作溶剂。
（2） n→σ＊跃迁
所需能量较大，吸收波长为150～250nm，大部分在远紫 外区。含非键电子的饱和烃衍生物（含N、O、S和卤素等杂 原子）均呈现n→σ*跃迁。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n →σ*跃迁的λ分别为173nm、183nm和227nm。
如:
甲烷 λ为125nm~135nm (σ →σ ＊跃迁)
碘甲烷 λ为150nm~210nm (σ →σ ＊跃迁) 及259nm (n→σ＊跃迁)
（3） 红移、蓝移、增色效应、减色效应 有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使
最大吸收波长λ λ λ
max和吸收强度发生变化: max向长波方向移动称为红移（或深色移动），红移一般
E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25 m 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25 m 红外吸收光谱 E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25 m 远红外吸收光谱
电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的
是由于共轭体系延长或增加了助色基引起；
max向短波方向移动称为蓝移
(或紫移)；
不涉及能级跃迁， 物质与辐射作用时 ，仅改变传播方向 等物理性质
光分析法
基于电磁辐射能量与待 测物质相互作用后所产 生的辐射信号与物质组 成及结构关系所建立起 来的分析方法 基于物质与辐射能 作用时，分子发生 能级跃迁而产生的 发射、吸收或散射 的波长强度进行分 析的方法
非光谱分析法
光谱分析法
圆 折 二 射 色 法 性 法
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。所以紫外-可见吸收光谱是 带状光谱。
电磁波谱
光谱区 X射线 远紫外 紫外 可见光 近红外 红外 远红外 微波 无线电波 波长范围 0.01-10 nm 10-200 nm 200-380 nm 380-780 nm 780 nm-2.5 μm 2.5-50 μm 50-300 μm 0.3 mm-1 m 1-1000 m 原子或分子的运动形式 原子内层电子的跃迁 分子中原子外层电子的跃迁 分子中原子外层电子的跃迁 分子中原子外层电子的跃迁 分子中涉及氢原子的振动 分子中原子的振动及分子转动 分子的转动 分子的转动 核磁共振
（2） 助色团 （P275 表9-2）
含有n电子的基团如 :—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等 本身没有生色功能（不能吸收λ>200nm的光），但当它们与生色 团相连时，增强生色团的生色能力，能使生色基的吸收谱带明显 地向长波移动，而且吸收强度也相应的增加，这样的基团称为助 色团。 由于n电子与π电子的P-π共轭效应导致π→π*跃迁能量降低，吸收 波长向长波方向移动，吸收强度增加。 饱和单键碳氢化合物中，由于助色团中n电子较σ 电子易于激发， 使电子跃迁所需能量降低，产生n →σ*跃迁，吸收峰向长波方向 移动。
所需能量最低，吸收波长λ>200nm。分子中孤对电子和π 键同时存在时发生n →π＊ 跃迁。如：丙酮n →π＊跃迁的λ为
275nm， κmax为22 L· mol-1 · cm -1（溶剂环己烷)。 特点：摩尔吸光系数一般为10～100 L· mol-1 · cm-1， 吸收谱带强度较弱。
一般说来：未成键的孤对电子较易激发。成键电子能 级低，反键电子相反，n→π *跃迁需要能最低。所产生 的吸收波长最长。 n →σ *, π →π *次之，σ →σ *出现 在远紫外区，吸收波长<200nm。如图：
特点：使吸收峰向长波长方向移动。
（3）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，不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类均可发生该类 跃迁。如：乙烯π→π*跃迁的λ为162 nm。 特点： 摩尔吸光系数 κ max: 1×104 L· mol-1· cm－1。
属于强吸收
（4） n →π＊跃迁
3. 常用术语
（1） 生色团 （P276 表9-3） • 最有用的紫外—可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生 的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。 • 由于其存在能使分子产生吸收而出现谱带的含有π键的 不饱和基团称为生色团。 ㎜ • 简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰 基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C㆔ N等。 • 吸收波长向长波方向移动，吸收强度增加。
X 射 干 线 涉 衍 法 射 法
原子光谱分析法 旋 光 法
原 子 吸 收 光 谱 原 子 发 射 光 谱 原 子 荧 光 光 谱 X 射 线 荧 光 光 谱
分子光谱分析法
分 子 荧 光 光 谱 法 分 子 磷 光 光 谱 法 核 磁 共 振 波 谱 法
紫 外 光 谱 法
红 外 光 谱 法
一、有机化合物紫外吸收光谱的产生
1. 产生原因
（1）分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起
E分 E电 E振 E转
能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高 能级的过程
能级差 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序：
E电 E振 E转
2. 电子跃迁形式
有机化合物的紫外—可见吸收光谱，是其分子中外层价
电子跃迁的结果（三种）：①形成单键的σ电子； ②形成双
键的π电子；③未成键的n电子。 分子轨道理论：一个成 键轨道必定有一个相应的反 键轨道。通常外层电子均处 于分子轨道的基态，即成键 轨道上。 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Δ Ε 大小顺序为： σ → σ ＊ > n → σ ＊ >π → π ＊ > n → π ＊