UVVis紫外吸收光谱分析
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(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱分析
为紫外光区光源。
• 其中：486.13nm (F线) 和 656.28nm （ C线）
可作为波长校正。
（二）．单色器 紫外－可见分光光度计的单色器的作用是
将来自光源的连续光谱按波长顺序色散，并从
中分离出一定宽度的谱带。单色器由入射狭缝、
准直镜、色散元件、物镜和出射狭缝构成。
(1).色散光件
棱镜
棱镜的色散作用是棱镜材料对不同波长的光有
A logT
实际测量，往往测量物质的透光率，再转化为吸光强度。
半导体材料中光的吸收规律 紫外-可见光的吸收主要是电子从基态到激发态的跃迁 半导体材料中，电子从基态到激发态的跃迁是和它们 的能带结构相关的。 因此光的吸收规律必然和它们的能带结构相关 直接禁带 间接禁带 ZnO，GaAs，CdS Si，Ge
B(hv E g )
2 2
3
2
3. 间接跃迁 在间接带隙的半导体材料中，由于价带顶和导带底在 K空间的位置不同，加上光子的波矢比电子的波矢小 得多，为了满足动量守恒的原则，必须要借助其他过 程，如声子参与或杂质散射来实现电子在能级间的跃 迁，这种电子跃迁方式称为间接跃迁。通过计算，可 以得到吸收系数和光子能量的关系：
m I0 4 A log 4.343 10 Nb ai Ci I i 1
将常数项和光子的吸收界面 a i 合并为单一项，
m I 以 i 表示 称为摩尔吸光系数。则 A log 0 b i Ci I i 1 I0 一般对于单一组分，上式可以写成： A log bC I
( ) B
B(hv Eg )
1 2
2
和 hv 的图谱， 就得到线性吸收边
二. 紫外-可见吸收光谱的方法和设备 紫外-可见光分光光度计是在紫外和可见光范围内， 改变通过样品的入射光波长，并测得不同入射光波 长下样品的吸光度，从而获得样品信息的分析仪器。
实例解析——紫外可见分光光度法(UV-VIS)
紫外可见分光光度法实例解析一、原理分析UV-VIS依据电子跃迁光谱，通常分子轨道基态外层电子处在，当分子外层吸收紫外或者可见辐射后，从基态向激发态跃迁。
其中紫外光谱：200~400nm，可见400~780nm。
其定性依据是不同物质对不同波长吸光度不同，定量依据是朗伯比尔定律A= εbc 吸光度分子二、适用范围一般适用于有机物，尤其是含有发色光能团、大共轭体系如含有苯环的有机物的测定三、特点：灵敏度高、选择性好、准确度好、通用性强、操作简单、价格低廉缺点：远不如红外光谱好，很多化合物在紫外没有吸收或者吸收很弱，而且紫外光谱特征性不强。
可以用来检验一些具有大的共轭体系或者发色官能团，并作为其他方法的补充。
四、仪器组成：光源——单色器——狭缝——样品池——检测器五、准备工作实验开始前查相关文献确定显色剂，显色剂：将待测组分形成有色化合物反应类型：络合反应氧化还原反应取代反应缩合反应显色剂选择条件：(1)灵敏度(2)选择性(3)生色物质稳定(4)组成恒定(5)显色剂在测定波长处无明显吸收，有色化合物与显色剂颜色对比大六、实验仪器前期设定：由待测物质查阅相关文献，确定使用可见区还是紫外区，确定光源钨丝或者氢、氘。
由待测物质确定样品池采用紫外区的石英池或者可见区的玻璃池检测器选用光电倍增管达到最佳检测效果七、配置标准检测液、显色剂溶液、参比溶液、标准溶液标准溶液：由分析纯的待测物质配置而成的溶液参比溶液：若仅待测组分和显色剂反应产物有吸收，其他试剂无吸收，用水做参比若显色剂和其他试剂略有吸收，试液本身无吸收，用“试剂空白”（不加试样溶液）参比若待测试液有吸收，而显色剂无吸收，则用“试样空白”（不加显色剂）做参比一般都选用试剂空白，即八、样品前处理，制成相应的溶液，如果其中有干扰离子，则加入掩蔽剂进行掩蔽或者采用化学方法分离出干扰离子九、实验条件确定：(1)最大吸收波长确定取1ml的标准溶液，1ml显色剂配制成溶液，稀释、定容、差文献确定谱线大致范围，多次测定，选择有最大吸收时的波长定为最大吸收波长，并且和标线对比，确定其误差是否在允许范围内，适当控制吸光度在最适范围(2)显色剂用量确定分别取1ml标准液，不同体积显色剂配成溶液，稀释、定容、多次测定得到吸光度-显色剂用量曲线，选择使得曲线平缓的最低用量再增加0.5ml为最佳显色剂用量（设为a ml）(3)显色温度确定取分别取1ml标准液、和a ml的显色显色液，稀释定容，测量在相同时间，不同温度下的吸光度显色时间曲线，得到最适温度T0(4)显色时间的确定分别取1ml标准液、和a ml的显色显色液，稀释定容，恒温T0测量，分在测量得到吸光度-显色时间曲线。
仪器分析第六章UVVIS
C
O
CH3
—环己烷 …水
异丙叉丙酮的紫外-可见光谱
二、溶剂极性对吸收光谱精细结构的影响 例如：对称四嗪在不同溶剂中的吸收光谱
Ⅰ：在蒸汽态中 Ⅱ：在环己烷中 Ⅲ：在水中
★
三、正确选择溶剂 溶剂对紫外-可见吸收光谱影响很大，因此选择溶
剂应注意下列要求： 1.对试样有很好的溶解力，且对试样应是惰性的； 2.在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的
二、配位场跃迁
过渡金属离子及其化合物除了电荷迁移跃 迁外，还有配位场跃迁。
配位场跃迁的产生：过渡金属离子配合物 在配体的配位场作用下，5个能量相等的d 轨道或7个能量相等的f轨道裂分成几组能 量不等的d轨道或f轨道，当物质吸收光能 后，处于低能级的d电子或f电子可分别跃 迁至高能级的d轨道或f轨道，产生吸收光 谱。
最大吸收峰所对应的波长λmax是化合物中电 子能级跃迁时吸收的特征波长，对鉴定化 合物尤为重要，与λmax相应的εmax也是定性 和定量分析的另一重要参数。
整个吸收光谱的形状决定于物质的性质， 反映物质分子内部能级分布状况，是物质 定性的依据。
▲
6.2有机化合物紫外—可见吸收光谱
一、有机化合物电子跃迁类型 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电
能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物 质所显示的颜色是吸收光的互补色。
KMnO4的颜色及吸收光谱
▲
6.1 分子吸收光谱基本原理
一、电子跃迁产生紫外—可见吸收光谱 分子和原子一样，也有它的特征分子能级，
这些能级是由分子内部运动决定的。
①价电子的运动
分子内部运动
②分子内原子在平衡 位置附近的振动
使电子从给予体外层轨道向接受体相应的 轨道跃迁产生吸收光谱，此过程又称内氧 化-还原。
紫外可见吸收光谱分析
(2) 介质不均匀性引起的偏离 朗伯-比尔定律在均匀、非散射时可成立，当介质不均匀，或有胶体、乳浊、悬浮体存
在时，入射光除了被吸收外，还有反射、折射损失，故所测A值比实际吸收要大许多，导 致偏离比尔定律。
引起工作曲线弯曲的原因还有一些，如：溶质的性质变化、操作不当等等。
§ 2.3 影响显色反应的若干因素 (一) 吸光光度法对显色反应的要求
2、分子吸收光谱
①电子光谱 在多原子分子中，分子轨道中有许多电子能级，平时各电子都尽先进入低能级，处于基态。当
有光波照射这些分子时，轨道中的电子会吸收光波中的某些波长的光，使这束光中缺少某些波长的 光。电子本身将从低能级跃迁到高能级上。
象这样的情况下，被吸收的光往往波长较短，在紫外和可见光范围。本章主要讨论这一部分内 容。
红色）， 1﹕3（pH 8～11.5 黄色，最稳定）三种不同颜色的络合物生成。
3、温度的影响：一般在室温．有些需加热． 4、显色时间的影响
5、溶剂的影响：可提高显色反应的灵敏度． 6、共存离子的影响：
§ 2.4 光度测量误差和测量条件的选择
一、 仪器测量误差
在吸光光度分析中，除了各种化学条件所引起的误差外，仪器测量不准确也是误差的主要来源。 任何光度计都有一定的测量误差，这种误差可能来源于光电池不灵敏、光电流测量不准和光源不稳
§ 2 光度分析法的基本原理
一、光度分析法的特点 1、适用范围：常用于测定试样中１%～10-3 %的微量组分，甚至可测定低至10-4 %～10-5 %的痕量组份。目 前，随着仪器和方法的改进，有的已达10-9 %。一般情况下，相对误差为2～5 %，这在微量分析中已是十 分精确的了。 2、特点：灵敏、快速、准确、简便。
cF2e
4-UV-VIS吸光光度法解析
向短波方向移动称为蓝移 (或紫
移)。吸收强度即摩尔吸光系数ε
增大或减小的现象分别称为增色效 应或减色效应，如图所示。
2.金属配合物的紫外—可见吸收光谱
金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游离金属离子 (水合离子)和配位体本身的颜色。金属配合物的生色机理主要有三种类 型：
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ一ｆ电子跃迁
(三)操作简便，测定速度快
(四)应用广泛 几乎所有的无机离子和有机化合物都可 直接或间接地用吸光光度法进行测定。
紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 200400 nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和定量 分析。
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 400750 nm ，主要用于有色物质的定量分析。
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义不大。
⑵金属离子微扰的配位体内电子跃迁
金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和强度的变化。变化与成 键性质有关，若静电引力结合，变化一般很小。若共价键和配位键结合， 则变化非常明显。
⑶电荷转移吸收光谱
在分光光度法中具有重要意义。
电荷转移吸收光谱
当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属M轨道上电荷的转移
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
即 E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
能级跃迁
紫外-可见光谱属于电子 跃迁光谱。
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。
二、紫外可见吸收光谱
移)。吸收强度即摩尔吸光系数ε
增大或减小的现象分别称为增色效 应或减色效应，如图所示。
2.金属配合物的紫外—可见吸收光谱
金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游离金属离子 (水合离子)和配位体本身的颜色。金属配合物的生色机理主要有三种类 型：
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ一ｆ电子跃迁
(三)操作简便，测定速度快
(四)应用广泛 几乎所有的无机离子和有机化合物都可 直接或间接地用吸光光度法进行测定。
紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 200400 nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和定量 分析。
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 400750 nm ，主要用于有色物质的定量分析。
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义不大。
⑵金属离子微扰的配位体内电子跃迁
金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和强度的变化。变化与成 键性质有关，若静电引力结合，变化一般很小。若共价键和配位键结合， 则变化非常明显。
⑶电荷转移吸收光谱
在分光光度法中具有重要意义。
电荷转移吸收光谱
当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属M轨道上电荷的转移
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
即 E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
能级跃迁
紫外-可见光谱属于电子 跃迁光谱。
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。
二、紫外可见吸收光谱
物理实验技术中紫外可见光谱的测量与分析方法
除了基本的测量原理和校正方法，紫外可见光谱还有一些常用的分析方法，如差示光谱、动力学测量和定量测量等。差示光谱是比较两个或多个样品吸光度差异的方法，常用于分析溶液中的杂质或掺杂物。动力学测量是通过监测样品溶液中吸光度随时间的变化来研究化学反应速率、平衡状态等动力学参数。定量测量是利用已知物质的吸收特性，通过构建标准曲线来确定未知物质的浓度或含量。
为了更好地进行紫外可见光谱的测量，还需要对光路进行校正。校正主要包括零点校正和波长校正两个方面。零点校正是通过测量空白样品（即无吸光物质的溶液）来校正仪器的基线，保证测量ห้องสมุดไป่ตู้果的准确性。波长校正是通过测量已知波长的参比样品（比如溴己烷、二甲基甲酰胺等）来校正仪器的波长刻度，确保测量结果的准确性和可靠性。
综上所述，紫外可见光谱作为一种重要的物理实验技术在科学研究和实践应用中占据重要地位。准备样品溶液、选择合适的测量仪器、进行光路校正以及熟练掌握各种分析方法是顺利开展紫外可见光谱测量与分析的关键。希望本文对读者进一步了解紫外可见光谱的测量与分析方法有所帮助。
紫外可见光谱的测量实验中，通常使用分光光度计作为测量仪器。分光光度计由光源、样品室、光栅、光电二极管等部件组成。光源产生一定波长范围的光，通过光栅分散成多个不同波长的光，在经过样品后，光电二极管可以测量样品对不同波长光的吸收或透射强度。
测量时，根据样品的特点和要求，可以选择透射光谱或吸收光谱进行测量。透射光谱是指测量样品溶液中透射光的强度，可以获得样品在特定波长下的透明度信息。而吸收光谱是指测量样品对不同波长光的吸收强度，可以获得样品对特定波长光的吸收能力。透射光谱和吸收光谱在实际应用中各有优劣，需根据实验目的和需求选择合适的测量方式。
物理实验技术中紫外可见光谱的测量与分析方法
紫外可见光谱（UV-vis）是一种重要的物理实验技术，广泛应用于分析化学、材料科学、生物科学等领域。它通过测量吸收或透射光的强度，获取目标物质分子间的相互作用信息。本文将介绍紫外可见光谱的测量原理和常用的分析方法。
为了更好地进行紫外可见光谱的测量，还需要对光路进行校正。校正主要包括零点校正和波长校正两个方面。零点校正是通过测量空白样品（即无吸光物质的溶液）来校正仪器的基线，保证测量ห้องสมุดไป่ตู้果的准确性。波长校正是通过测量已知波长的参比样品（比如溴己烷、二甲基甲酰胺等）来校正仪器的波长刻度，确保测量结果的准确性和可靠性。
综上所述，紫外可见光谱作为一种重要的物理实验技术在科学研究和实践应用中占据重要地位。准备样品溶液、选择合适的测量仪器、进行光路校正以及熟练掌握各种分析方法是顺利开展紫外可见光谱测量与分析的关键。希望本文对读者进一步了解紫外可见光谱的测量与分析方法有所帮助。
紫外可见光谱的测量实验中，通常使用分光光度计作为测量仪器。分光光度计由光源、样品室、光栅、光电二极管等部件组成。光源产生一定波长范围的光，通过光栅分散成多个不同波长的光，在经过样品后，光电二极管可以测量样品对不同波长光的吸收或透射强度。
测量时，根据样品的特点和要求，可以选择透射光谱或吸收光谱进行测量。透射光谱是指测量样品溶液中透射光的强度，可以获得样品在特定波长下的透明度信息。而吸收光谱是指测量样品对不同波长光的吸收强度，可以获得样品对特定波长光的吸收能力。透射光谱和吸收光谱在实际应用中各有优劣，需根据实验目的和需求选择合适的测量方式。
物理实验技术中紫外可见光谱的测量与分析方法
紫外可见光谱（UV-vis）是一种重要的物理实验技术，广泛应用于分析化学、材料科学、生物科学等领域。它通过测量吸收或透射光的强度，获取目标物质分子间的相互作用信息。本文将介绍紫外可见光谱的测量原理和常用的分析方法。
UV-Vis紫外吸收光谱分析共29页PPT资料
二.价电子跃迁类型
紫外吸收光谱是由分子中价电子的跃 迁而产生的。紫外吸收光谱决定于分 子中价电子的分布和结合情况。
HC O
n
s
Hp
A.σ→σ*：一般发生在远紫外线区，10 ~200nm
B. π→π*：发生在近紫外线区 ~200nm
C. n→σ*：发生在远、近紫外线区之间
150nm~250nm
D. n →π* ：发生在近紫外线区与可见光区之间，
❖ 吸光物质的特征常数，ε(λ)
❖ 在温度和介质条件一定时，ε 仅与吸光物质的结构与性质有关
❖ 不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变：ε＝ b c / A。
❖ εmax越大表明该物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。
3.吸光度的加合性
多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、
化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：
图a)：X,Y 组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一组份处理。
具体做法：以浓度为cs的标准溶液调T=100%或A=0（调零），所测得的试样吸 光度实际就是上式中的A，然后求出c，则试样中该组份的浓度为(cs+c)。
2、多组分定量方法
① 由于吸光度具有加合性，因此可以在同一试样中测定多个组份。 设试样中有两组份 X 和 Y，将其显色后，分别绘制吸收曲线，会出现如图所 示的三种情况：
5.最佳的吸光度测量范围
由L-B定律： AlgTbc
微分后得： dlgT0.43d4Tbdc
T
将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得
c 0.434T c TlgT
当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸 光度读数误差最小！
(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱分析
由于分子中从基态到激发态的电子能级的能量变化范 围刚好对应于被吸收光的紫外-可见光200-800nm波段， 因此，紫外-可见吸收光谱可以探测材料分子中电子 在能级间的跃迁，进而可以研究材料的内部结构如禁 带和定量分析。
朗伯-比耳定律 材料对光的吸收可以用吸收定律加以描述。
布格Bouguer和朗伯Lambert先后于1729年和1760年阐 明了光的吸收和吸收层厚度的关系，称为朗伯定律。 1852年比耳又提出了光的吸收和吸收物浓度之间的关 系，称为比耳定律。两者的结合称为朗伯比耳定律。
1
B(hv Eg ) 2
为吸收系数，B为常数，hv 为光子的能量
Eg 为半导体的禁带宽带。
( )2和 hv为线性关系，由半导体的吸收光谱，做 ( )2
B
B
(
)
2和
hv
的图谱，就得到线性吸收边
B
如果将吸收边的线性关系延伸到与 hv
轴相交的地方，就可以得到半导体的带隙 Eg
一般将用这种方法得到的带隙叫做光学带隙，它的测 量是紫外-可见吸收光谱在半导体材料中最常见的应用。
dI x
ai dni
i 1
Ix
s
当光束通过厚度为b的吸收层时，产生的总的吸光度等
于在全部吸收层内吸收的总和，对上式积分得到：
m
ln I0
ai ni
i 1
I
s
吸光度是指吸光体对光的吸收程度，通常人们用
A
log
I0 I
来表示，因此，根据吸光度A的定义
A log I0
I
2. 禁戒的直接跃迁
某些情况下，即使在直接禁带的半导体材料中，其价 带顶和导带底都在K空间的原点，但是它们之间的跃 迁即K=0可能被选择定则禁止，而K不为0的情况下的 跃迁反而被允许，一般把这种跃迁称为禁戒的直接跃 迁。同样通过计算，可以得到吸收系数和光子能量的 关系
朗伯-比耳定律 材料对光的吸收可以用吸收定律加以描述。
布格Bouguer和朗伯Lambert先后于1729年和1760年阐 明了光的吸收和吸收层厚度的关系，称为朗伯定律。 1852年比耳又提出了光的吸收和吸收物浓度之间的关 系，称为比耳定律。两者的结合称为朗伯比耳定律。
1
B(hv Eg ) 2
为吸收系数，B为常数，hv 为光子的能量
Eg 为半导体的禁带宽带。
( )2和 hv为线性关系，由半导体的吸收光谱，做 ( )2
B
B
(
)
2和
hv
的图谱，就得到线性吸收边
B
如果将吸收边的线性关系延伸到与 hv
轴相交的地方，就可以得到半导体的带隙 Eg
一般将用这种方法得到的带隙叫做光学带隙，它的测 量是紫外-可见吸收光谱在半导体材料中最常见的应用。
dI x
ai dni
i 1
Ix
s
当光束通过厚度为b的吸收层时，产生的总的吸光度等
于在全部吸收层内吸收的总和，对上式积分得到：
m
ln I0
ai ni
i 1
I
s
吸光度是指吸光体对光的吸收程度，通常人们用
A
log
I0 I
来表示，因此，根据吸光度A的定义
A log I0
I
2. 禁戒的直接跃迁
某些情况下，即使在直接禁带的半导体材料中，其价 带顶和导带底都在K空间的原点，但是它们之间的跃 迁即K=0可能被选择定则禁止，而K不为0的情况下的 跃迁反而被允许，一般把这种跃迁称为禁戒的直接跃 迁。同样通过计算，可以得到吸收系数和光子能量的 关系
光谱分析技术及应用
光谱分析技术及应用光谱分析技术是一种通过研究物质的光谱特征来分析、识别和测量物质成分的重要手段。
光谱分析技术广泛应用于物质科学、材料科学、生命科学、环境科学等领域，并在许多实际应用中取得了重要成果。
本文将介绍几种常见的光谱分析技术及其应用。
一、紫外可见吸收光谱技术（UV-Vis）紫外可见光谱技术是一种基于物质对紫外可见光吸收的特征来分析物质的方法。
该技术可用于分析物质的结构、测量物质的浓度，并广泛应用于药物分析、环境监测、食品安全等领域。
例如，在药物分析中，紫外可见光谱可用于分析药物的纯度、活性成分的含量以及药物的降解程度；在环境监测中，通过测量水中有机物的紫外吸收谱，可以快速准确地评估水质的污染程度。
二、红外光谱技术（IR）红外光谱技术是一种通过物质对红外光吸收和散射的特性来识别和分析物质的方法。
红外光谱技术广泛应用于有机物和无机物的结构分析、化学反应机理研究、生物医药等领域。
在有机物的结构分析方面，红外光谱技术可以通过分析有机物中特定基团的红外吸收峰，来确定有机物的结构和化学键类型；在药物研发中，红外光谱技术可用于快速鉴别和定量分析药物成分。
三、拉曼光谱技术（Raman）拉曼光谱技术是一种通过测量物质散射光中弱的拉曼散射来分析物质的方法。
与红外光谱相比，拉曼光谱技术不需要特殊的处理样品，可以直接对样品进行测量。
因此，拉曼光谱技术广泛应用于材料科学、生命科学、环境科学等领域。
例如，在材料科学中，拉曼光谱技术可用于表征材料的晶格结构、物质的化学组成和分子振动模式；在生命科学中，拉曼光谱技术可用于分析和识别生物体内的成分、了解细胞生理和病理变化。
四、质谱技术（MS）质谱技术是一种通过测量和分析物质在质谱仪中产生的离子谱图来确定物质组成和结构的方法。
质谱技术广泛应用于有机质分析、环境科学、食品安全等领域。
在有机质分析中，质谱技术可用于定性鉴别未知有机化合物的结构和成分；在环境科学中，质谱技术可用于分析大气中的有机物、水中的有机污染物等；在食品安全中，质谱技术可用于检测食品中的农药残留、添加剂以及其他有害物质。
波谱分析—UV-Vis
不同波长或能量的外来辐射，
这是UV-Vis定性分析的基础。 定性分析具体做法是让不 同波长的光通过待测物，经待 测物吸收后，测量其对不同波 长光的吸收程度(吸光度A)， 以吸光度A为纵坐标，辐射波 长为横坐标作图，得到该物质 的吸收光谱或吸收曲线，据吸 收曲线的特性(峰强度、位置 及数目等)研究分子结构。
波谱分析—— UV-Vis
• — 基于分子外层电子跃迁产生的吸收光谱进行 • 分析测定的一种仪器分析方法，常用波长 • 范围为200 – 800 nm（4-200 nm 为真空紫 • 外区）。该能量对应分子的三种能级： • hv = △E电子 + △ E振动 + △ E转动
三ห้องสมุดไป่ตู้能级的图例如下：
•
不同物质结构不同或者说 其分子能级的能量(各种能级 能量总和)或能量间隔各异， 因此不同物质将选择性地吸收
ACO
217 136 35 230 55 10 36 15 60 25 0 353 nm 355 nm
同环二烯 三个环外双键 共轭双键延长 五个烷基取代 酰氧基取代
计算值(max) 实测值(max)
波谱分析 —— UV-Vis
• （3）有机物构型和构象的确定（顺反、互变） • 如：顺反式、酮式-烯醇式互变异构等 • （见P33-34例） • （4）纯度检查 • 如：通过测定吸收曲线 • 通过测 来判断 • 干性油（含共轭双键）与不干性油（饱和 • 或双键不共轭）的判别 • （5）在结构定性分析时，可作为其它鉴定方法的补充 • 如：共轭体系的判断、骨架确定、构型构象的测定等
•
•
蔽剂掩蔽被测离子，
再加显色剂等。
波谱分析 —— UV-Vis
• 4、共存离子干扰的消除方法
UVVis紫外吸收光谱分析剖析
❖ 吸光物质的特征常数，ε(λ)
❖ 在温度和介质条件一定时，ε 仅与吸光物质的结构与性质有关
❖ 不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变：ε＝ b c / A。
❖ εmax越大表明该物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。
3.吸光度的加合性
多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、
化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：
1、解释为什么原子光谱是线光谱和带光谱， 而分子光谱是连续光谱的原因？
2、电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃 迁各处于什么波长范围？
3、何谓助色团和生色团？试举例说明。
4、引起朗伯-比尔定律偏离的原因有哪些，试解
释之？
5、设计方案测出下列A、B、C三组分。
B A
C
A1=A1a + A1b A2 =A2a + A2b
两式分别乘以常数k1、k2并相减，得到，
S=k2(A2a+A2b)-k1(A1a+A1b)=(k2A2b-k1A1b)+(k2A2a-k1A1a)
调节信号放大器，使之满足k2/k1=A1b/A2b，则
S=(k2A2a-k1A1a)=(k22-k11)lca
生色团的吸收带向短波移动的效应成为蓝移。 如-CH3、-CH2CH3、 -O-COCH3与生色团(C=O)连接，可发生蓝移。
E.溶剂效应
溶剂的极性不同也会引起某些化合物的吸收带红移或蓝移， 或者影响光谱强度和精细结构，这种作用称为溶剂效应。
OC HΒιβλιοθήκη C CHCH3C CH3
π→π* λmax/ nm n →π* λmax/ nm
dI
d
dI0
d
e ( lc )
波谱分析紫外光谱
在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法，分子光谱主要有以下几种:
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围400800 nm ，主要用于有色物质的定量分析。
紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200400 nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和 定量分析。
紫外吸收带的强度
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，摩尔吸光系数εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。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λmax为162nm，εmax为: 1×104L·mol-1·cm－1。
⑶ π→π＊跃迁
吸收强度标志着相应电子能级跃迁的几率，
遵从Lamder-Beer定律。 A:吸光度, : 消光系数, c: 溶液的摩尔浓度， l: 样品池长度 I0、I分别为入射光、透射光的强度
紫外光谱表示法：
电子吸收光谱的表示法：
丙酮
2.紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm（纳米）为单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透过率)、1-T(吸收率)、(吸收系数) 中的任何一个来表示。 T = I / I0 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置，纵坐标为它的吸收强度。
5、结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。
样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。
3、 样品室
紫外分光光度计的校正
波长校正
第三章 紫外可见吸收光谱法
3.金属离子影响下配体的 p → p* 跃迁 显色剂大多含有生色团和助色团，与金属离子 配位时，其共轭结构发生变化导致吸收光谱发生红 移或蓝移。 例：茜素磺酸钠 弱酸性－黄色－ λmax=420nm 弱碱性－紫红色－ λmax=560nm
pH为4~5时与Al３＋配位后，为红色，λmax=475nm，相对于 酸性茜素磺酸钠吸收峰红移，相对于碱性茜素磺酸钠吸收峰 蓝移。
480-490
490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-780
绿蓝
蓝绿 绿 黄绿 黄
橙
红 红紫 紫 蓝
橙
红
绿蓝
蓝绿
3.特点：
(1) 灵敏度较高，可达10-4~10-7g/mL； (2) 准确度较高，一般为1% ~5%； (3) 仪器价格较低，操作简便、快速； (4)应用范围广。既能进行定量分析，又可进行 定性分析和结构分析；既可用于无机物化合 物分析，也可用于有机物化合物分析；还可 用于络合物组成、酸碱解离常数的测定等。
标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图 有一定局限性，需与红外、核磁、质谱等法相结合 进行准确鉴定。
(二)结构分析
紫外—可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律： (1)若在220～280nm内无吸收峰，可推断化合物不含苯环、共轭 双键、醛基、酮基、溴和碘(饱和脂肪族溴化物在200-210nm有 吸收)。
必须在配体的配位场作用下才可能产生;
一般的规律：轨道分裂能随场强增加而增加，吸 收峰波长则发生紫移。 例如：水合铜离子(Ⅱ)是浅蓝色的λmax=794nm ，而 它的氨络合物却是深蓝色的λmax=663nm 。
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义不大。但可 用于络合物的结构及无机络合物的键合理论研究。
紫外-可见吸收光谱法精选全文完整版
溶剂极性增大
吸收峰呈规律性蓝移
3、溶剂效应
O
异丙叉丙酮（CH3-C-CH=C
CH3
CH3 ）的溶剂效应
吸收带
p → p*
正己烷
230nm
CH3Cl
238nm
CH3OH
237nm
H2 O
243nm
波长
红移
n→ p*
329nm
315nm
309nm
电子跃迁类型主要有四种：σ→σ*、n→σ*、π→π*和
n→π*，各种跃迁所需的能量大小不同，次序为：
σ→σ*> n→σ*≥ π→π* > n →π*，
因此，形成的吸收光谱谱带的位置也不相同。
σ→σ*跃迁：
需要能量最大， λ<200nm ，真空紫外区，εmax ＞ 104
饱和烃（远紫外区）；
C－H共价键，如CH4（ λmax 125nm）
(I) 顺式二苯乙烯 (II)反式二苯乙烯
2、跨环效应的影响
助色基团虽不共轭，但由于空间排列使电子
云相互影响，使 n→π*吸收峰长移。
O
CH3－C － CH3
O
C
S
lmax156，279 nm
lmax238nm
3、溶剂效应影响
溶剂的极性增大时，n p* 跃迁吸收带蓝移
p p* 跃迁吸收带红移
少，分析速度快。
2 灵敏度高。如在紫外区直接检测抗坏血酸时，其最低检出浓度可
达到10-6g/mL。
3 选择性好。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的
体系中，对某一物质进行测定。
4 精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，
紫外吸收光谱分析(UV)
1 紫外光谱法的特点
（1）所对应的电磁波长较短，能量大，它反映了分 子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系 （共轭烯烃和不饱和羰基化合物）及芳香族化合物 的分析。
（2）电子光谱图比较简单，但峰形较宽。一般来说， 利用紫外吸收光谱进行定性分析信号较少。
（3）紫外吸收光谱常用于共轭体系的定量分析，灵 敏度高，检出限低。
(4) 吸收带分类
5.3 分子结构与紫外吸收光谱
1 有机化合物的紫外吸收光谱
(1) 饱和烃化合物 如甲烷和乙烷的吸收带分别在125nm和135nm。
（2）简单的不饱和化合物
最简单的乙烯化合物，在165nm处有一个强 的吸收带。
（3）共轭双烯
(4) α，β-不饱和羰基化合物
(5)芳香族化合物
1 紫外-可见分光光度计的基本结构 紫外-可见分光光度计由光源、单色器、吸收池、
检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成。
图2.30 双光束分光光度计的原理图
5.6 紫外吸收光谱的应用
物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色 团的特征，而不是整个分子的特征。如果物质组成的变化 不影响生色团和助色团，就不会显著地影响其吸收光谱， 如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光谱。另外，外界因素 如溶剂的改变也会影响吸收光谱，在极性溶剂中某些化合 物吸收光谱的精细结构会消失，成为一个宽带。所以，只 根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，还必须与 红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学、物理 方法共同配合才能得出可靠的结论。
ii 二取代苯
在二取代苯中，由于取代基的性质和取代位置 不同，产生的影响也不同。
a 当一个发色团（如 —NO2，—C=O）及 一个助色团（如—OH，—OCH3，—X）相 互处于（在苯环中）对位时，由于两个取代 基效应相反，产生协同作用，故λmax产生 显著的向红位移。效应相反的两个取代基若 相互处于间位或邻位时，则二取代物的光谱 与各单取代物的区别是很小的。
紫外-可见吸收光谱法(UV-Vis)
max 1104 ; M 100
max 一般 10
增大
A 1103 7 1 Cmin 1 10 mol L b 1104 1 1107 100 1108 g mL1 1000
3 ~104；灵敏
的 ＞104；个别的可达 105 106
若λ１＝ λ２
dA b dC
ε 1 = ε2= ε 在一定的浓度范围内 A= εbC
若λ１≠ λ２
2.303 f1 f 2b 2 ( λ1 λ 2 ) 210 ( λ1 λ 2 )bc d2A 0 λ 1bc λ 2bc 2 2 dC ( f110 f 210 )
1） 液气固介质均适用 2）入射光是单色光，平行光 3）稀溶液
朗伯-比尔定律
A = Kbc
（二）朗伯-比尔定律推导
Ix dIx S I0 db b It
-dIx ∝ Ix adn dn = csdb
-dIx∝ IxaCsdb -dIx/Ix=k Cdb
b dI x I0 I x k 0 cdb It
0
0
C
A = 0.434
（四）吸光系数
1. a ( L · g –1 · cm-1) 2.ε ( L · mol–1 · cm-1)
max
A KCb
A aCb A Cb
C: g / L C: mol/ L
吸光物质结构的特征参数;
吸光物质定量分析的灵敏度参数
3. 检出限与摩尔吸光系数 若可测量的吸光度为0.001
It ln kcb I0 It kcb lg Kcb I 0 2.303
A lg T Kbc
吸光度 与透射率
max 一般 10
增大
A 1103 7 1 Cmin 1 10 mol L b 1104 1 1107 100 1108 g mL1 1000
3 ~104；灵敏
的 ＞104；个别的可达 105 106
若λ１＝ λ２
dA b dC
ε 1 = ε2= ε 在一定的浓度范围内 A= εbC
若λ１≠ λ２
2.303 f1 f 2b 2 ( λ1 λ 2 ) 210 ( λ1 λ 2 )bc d2A 0 λ 1bc λ 2bc 2 2 dC ( f110 f 210 )
1） 液气固介质均适用 2）入射光是单色光，平行光 3）稀溶液
朗伯-比尔定律
A = Kbc
（二）朗伯-比尔定律推导
Ix dIx S I0 db b It
-dIx ∝ Ix adn dn = csdb
-dIx∝ IxaCsdb -dIx/Ix=k Cdb
b dI x I0 I x k 0 cdb It
0
0
C
A = 0.434
（四）吸光系数
1. a ( L · g –1 · cm-1) 2.ε ( L · mol–1 · cm-1)
max
A KCb
A aCb A Cb
C: g / L C: mol/ L
吸光物质结构的特征参数;
吸光物质定量分析的灵敏度参数
3. 检出限与摩尔吸光系数 若可测量的吸光度为0.001
It ln kcb I0 It kcb lg Kcb I 0 2.303
A lg T Kbc
吸光度 与透射率
紫外-可见吸收光谱
J J J
υ1 υ0
E0 分子红外吸收光谱
λ 子 ≈1.25 ~ 0.06 µ m 电
中红外光谱
∆ 振 ≈ 0.05 ~1ev E 动 λ 动 ≈ 25 ~1.25 µ m 振
∆ 转 ≈ 0.005 ~ 0.05ev E 动 λ 动 ≈ 250 ~ 25 µ m 转
J
远红外光谱
带光谱
吸收光谱的表示
ε 等于浓度 mol/L、液层厚度 等于浓度1 时某波长下的吸光度。 、液层厚度1cm时某波长下的吸光度。 时某波长下的吸光度 特征常数； 特征常数；λmax~εmax。 ε 仅与吸光物质的结构、性质有关，定性参数。温度和介质条件 仅与吸光物质的结构 性质有关 定性参数 结构、 有关， 参数。 一定时，不随c 、b 改变。 一定时，不随 吸光能力-灵敏度： 吸光能力 灵敏度： 灵敏度 ε>105：超高灵敏；c < 10-7 mol/L 超高灵敏； ε=(6～10)×104 ：高灵敏； C ~ 2×10-7 mol/L ～ × 高灵敏； × ε<104 ：不灵敏。 C > 10-6 mol/L 不灵敏。
1.6
1. A ~λnm(或埃 最常用 或埃) 或埃
1.2
2. ε ~λnm(或埃 或埃) 或埃 3. T ~λnm(或埃 或埃) 或埃
4. logε ~λnm(或埃 或埃) 或埃 5. logε ~波数/cm-1 波数/cm 波数 频率/sec 6. logε ~频率/sec-1 频率
280 320 360 λ/nm
常用名词
• 生色团(chromophore)：在分子中产生吸收带。 ：在分子中产生吸收带。 生色团 • C=C、N=O、C=O、C=S等不饱和基团； 、 、 、 等不饱和基团； • π→π* 、 n →π* 等跃迁； 等跃迁； • λmax＞210nm。 。
紫外-可见吸收光谱法
原子吸收光谱法与紫外－ 原子吸收光谱法与紫外－可见分光光度法的比较
相同点： 相同点： 均属于吸收光谱的范畴，都是在电磁辐射作用下， 均属于吸收光谱的范畴，都是在电磁辐射作用下，吸收 吸收光谱的范畴 辐射能发生核外层电子跃迁所产生的； 辐射能发生核外层电子跃迁所产生的； 其波长范围均在近紫外到近红外光区（ 其波长范围均在近紫外到近红外光区（190－900nm)。 近紫外到近红外光区 － 。
紫外区可分为远紫外区（ 紫外区可分为远紫外区（10~200nm）和近紫外区 可分为远紫外区 ） ）。因空气中的氧 （200~400nm）。因空气中的氧、二氧化碳和水汽等都吸收 ）。因空气中的氧、 远紫外光，因此，要研究分子对远紫外光的吸收需要在真空条 远紫外光，因此，要研究分子对远紫外光的吸收需要在真空条 远紫外光的吸收需要在 件进行，故使其应用受到限制。通常说的紫外－可见吸收光 进行，故使其应用受到限制。通常说的紫外－ 谱是指近紫外－可见吸收光谱，即物质分子吸收 谱是指近紫外－可见吸收光谱，即物质分子吸收200～750nm 近紫外 ～ 波长范围内的光辐射所产生的吸收光谱。 波长范围内的光辐射所产生的吸收光谱。
紫外－ 第五章 紫外－可见分光光度法
紫外－可见吸收光谱法 紫外－可见吸收光谱法(ultraviolet-visible absorption spectrometry, UV-VIS又称紫外 可见分光光度法 又称紫外 可见分光光度法(ultraviolet又称紫外-可见分光光度法 visible spectrophotometry)，它是利用溶液中物质的分子或 ， 离子对紫 外和可见光谱区范围的光的吸收作用 对物质进行定 的吸收作用， 离子对紫 外和可见光谱区范围的光的吸收作用，对物质进行定 性分析、定量分析及结构分析的方法。 性分析、定量分析及结构分析的方法。 的方法 按所吸收光的波长区域不同， 按所吸收光的波长区域不同，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 可见分光光度法。 分光光度法，合称为紫外-可见分光光度法。
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1）.单光束
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，仪器复杂，价格较高。
3）.双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同一吸收
能量：n→π＊ < π→π＊ ≤ n→σ＊ < σ→σ＊
三. 一些常用名词
A. 生色团(chromophore) 含有非键或p键的电子体系，能吸收特征外来辐射时并引起n-p* 和
p-p*跃迁的基团，称为生色团。 生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、C=S等；
B. 助色团(auxochrome)
n
n
n
A Ai ibci b ici
i1
i1
i1
mber-Beer定律的偏离
1.0
A
Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
0.5
入射光为单色光； 溶液是稀溶液
正偏离 负偏离
0
C
偏离L-B定律的主要因素:
1. 非单色光 2. 非吸收光的影响(杂散光） 3．反射光和散色光的影响 4．非平行光的影响
生色团的吸收带向短波移动的效应成为蓝移。 如-CH3、-CH2CH3、 -O-COCH3与生色团(C=O)连接，可发生蓝移。
E.溶剂效应
溶剂的极性不同也会引起某些化合物的吸收带红移或蓝移， 或者影响光谱强度和精细结构，这种作用称为溶剂CH3
C CH3
π→π* λmax/ nm n →π* λmax/ nm
具体做法：以浓度为cs的标准溶液调T=100%或A=0（调零），所测得的试样吸 光度实际就是上式中的A，然后求出c，则试样中该组份的浓度为(cs+c)。
吸光物质的特征常数，ε(λ)
在温度和介质条件一定时，ε 仅与吸光物质的结构与性质有关
不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变：ε＝ b c / A。
εmax越大表明该物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。
3.吸光度的加合性
多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、
化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：
②、单色器 与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收池
的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）
③、吸收池(Cell，Container)：
用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和可 见光区；后者只适于可见光区。
④、检测器：硒光电池、PMT
2、分光光度计的类型
光源
0.575
单色 器
检测 显
器
示
吸收 池
-胡罗卜素
咖啡因 阿斯匹林
几种有机化合物的 分子吸收光谱图。
丙酮
一. 分子吸收光谱的产生
ΔE 分子
ΔE 电子
ΔE振动 ΔE转动
h (ν电子 ν振动 ν转动 )
hc /( λ电子 λ振动 λ转动 )
E电 1 ~ 20ev 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 红外吸收光谱 E转 0.005 ~ 0.05ev 远红外吸收光谱
基团本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接 后， 使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。
-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I C. 红移(red shift or bathochromic shift)
生色团的吸收带向长波移动的效应成为红移。
D. 蓝移(hypsochromic shift)
二.价电子跃迁类型
紫外吸收光谱是由分子中价电子的跃 迁而产生的。紫外吸收光谱决定于分 子中价电子的分布和结合情况。
HC O
n
s
Hp
A.σ→σ*：一般发生在远紫外线区，10 ~200nm
B. π→π*：发生在近紫外线区 ~200nm
C. n→σ*：发生在远、近紫外线区之间
150nm~250nm
D. n →π* ：发生在近紫外线区与可见光区之间，
正己烷 230 329
CHCl3 238 315
CH3OH 237 309
H2O 243 305
极限波长
课堂炼习
1. 能产生颜色的基团是生色团？ 2. 概念及引起红移和蓝移的因素由那些？ 3. 溶剂的选择？
一. Lambert – Beer 定律
１.光吸收定律的表达式及其含义
A＝－ lgT ＝ － lg（ It / I0)= ε b c 2. 摩尔吸光系数ε
池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。
双波长分光光度法的特点
1. 可以消除光源不稳定引，起的误差 2. 可以消除因参比溶液的组成不同而引起的误差 3. 可以消除浑浊背景的影响 4. 可以消除样品池不同而引起的误差 5. 可以消除显色剂背景深的影响，并提高灵敏度 6. 可以同时测定互相有干扰的多个组分，提高选择性 7. 可以测定高含量组分 8. 可以实现导数分析
定性和定量分析
1、定性分析 2、定量分析
定性鉴别 纯度检查和杂质限量测定
单组分的定量方法 多组分的定量方法
1、单组分的定量方法
示差分光光度法 测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。此时 若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有：
Ax lcx (待测物浓度） As lcs ("空白"浓度） A Ax As l(cx cs ) lc
最佳的吸光度范围：A＝0.2~0.8
仪器
紫外-可见分光光度计
1、组成：紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。
光源
0.575
单色 器
检测 显
器
示
吸收 池
①、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。
1. 钨丝灯及卤素灯：320~2500 nm，多用在可见光区； 2. 氢灯和氘灯：180~375nm，多用在紫外区。
5.最佳的吸光度测量范围
由L-B定律： A lg T bc
微分后得： d lg T 0.434 dT bdc
T
将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得
c 0.434 T c T lg T
当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸 光度读数误差最小！
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，仪器复杂，价格较高。
3）.双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同一吸收
能量：n→π＊ < π→π＊ ≤ n→σ＊ < σ→σ＊
三. 一些常用名词
A. 生色团(chromophore) 含有非键或p键的电子体系，能吸收特征外来辐射时并引起n-p* 和
p-p*跃迁的基团，称为生色团。 生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、C=S等；
B. 助色团(auxochrome)
n
n
n
A Ai ibci b ici
i1
i1
i1
mber-Beer定律的偏离
1.0
A
Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
0.5
入射光为单色光； 溶液是稀溶液
正偏离 负偏离
0
C
偏离L-B定律的主要因素:
1. 非单色光 2. 非吸收光的影响(杂散光） 3．反射光和散色光的影响 4．非平行光的影响
生色团的吸收带向短波移动的效应成为蓝移。 如-CH3、-CH2CH3、 -O-COCH3与生色团(C=O)连接，可发生蓝移。
E.溶剂效应
溶剂的极性不同也会引起某些化合物的吸收带红移或蓝移， 或者影响光谱强度和精细结构，这种作用称为溶剂CH3
C CH3
π→π* λmax/ nm n →π* λmax/ nm
具体做法：以浓度为cs的标准溶液调T=100%或A=0（调零），所测得的试样吸 光度实际就是上式中的A，然后求出c，则试样中该组份的浓度为(cs+c)。
吸光物质的特征常数，ε(λ)
在温度和介质条件一定时，ε 仅与吸光物质的结构与性质有关
不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变：ε＝ b c / A。
εmax越大表明该物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。
3.吸光度的加合性
多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、
化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：
②、单色器 与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收池
的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）
③、吸收池(Cell，Container)：
用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和可 见光区；后者只适于可见光区。
④、检测器：硒光电池、PMT
2、分光光度计的类型
光源
0.575
单色 器
检测 显
器
示
吸收 池
-胡罗卜素
咖啡因 阿斯匹林
几种有机化合物的 分子吸收光谱图。
丙酮
一. 分子吸收光谱的产生
ΔE 分子
ΔE 电子
ΔE振动 ΔE转动
h (ν电子 ν振动 ν转动 )
hc /( λ电子 λ振动 λ转动 )
E电 1 ~ 20ev 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 红外吸收光谱 E转 0.005 ~ 0.05ev 远红外吸收光谱
基团本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接 后， 使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。
-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I C. 红移(red shift or bathochromic shift)
生色团的吸收带向长波移动的效应成为红移。
D. 蓝移(hypsochromic shift)
二.价电子跃迁类型
紫外吸收光谱是由分子中价电子的跃 迁而产生的。紫外吸收光谱决定于分 子中价电子的分布和结合情况。
HC O
n
s
Hp
A.σ→σ*：一般发生在远紫外线区，10 ~200nm
B. π→π*：发生在近紫外线区 ~200nm
C. n→σ*：发生在远、近紫外线区之间
150nm~250nm
D. n →π* ：发生在近紫外线区与可见光区之间，
正己烷 230 329
CHCl3 238 315
CH3OH 237 309
H2O 243 305
极限波长
课堂炼习
1. 能产生颜色的基团是生色团？ 2. 概念及引起红移和蓝移的因素由那些？ 3. 溶剂的选择？
一. Lambert – Beer 定律
１.光吸收定律的表达式及其含义
A＝－ lgT ＝ － lg（ It / I0)= ε b c 2. 摩尔吸光系数ε
池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。
双波长分光光度法的特点
1. 可以消除光源不稳定引，起的误差 2. 可以消除因参比溶液的组成不同而引起的误差 3. 可以消除浑浊背景的影响 4. 可以消除样品池不同而引起的误差 5. 可以消除显色剂背景深的影响，并提高灵敏度 6. 可以同时测定互相有干扰的多个组分，提高选择性 7. 可以测定高含量组分 8. 可以实现导数分析
定性和定量分析
1、定性分析 2、定量分析
定性鉴别 纯度检查和杂质限量测定
单组分的定量方法 多组分的定量方法
1、单组分的定量方法
示差分光光度法 测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。此时 若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有：
Ax lcx (待测物浓度） As lcs ("空白"浓度） A Ax As l(cx cs ) lc
最佳的吸光度范围：A＝0.2~0.8
仪器
紫外-可见分光光度计
1、组成：紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。
光源
0.575
单色 器
检测 显
器
示
吸收 池
①、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。
1. 钨丝灯及卤素灯：320~2500 nm，多用在可见光区； 2. 氢灯和氘灯：180~375nm，多用在紫外区。
5.最佳的吸光度测量范围
由L-B定律： A lg T bc
微分后得： d lg T 0.434 dT bdc
T
将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得
c 0.434 T c T lg T
当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸 光度读数误差最小！