光谱分析课件
合集下载
《分子光谱分析》课件
对未来学习的建议与展望
深入学习光谱分析理论
掌握先进的光谱分析技术
建议学习者进一步深入学习光谱分析的理 论基础，理解各种光谱分析方法的物理机 制和术和 新方法，了解并掌握最新的光谱分析技术 。
加强实验技能训练
拓展光谱分析应用领域
建议学习者多进行实验操作，提高实验技 能和数据分析能力，培养解决实际问题的 能力。
03
学习如何利用分子光谱分析技术 解决实际问题，培养实验设计和 数据分析的能力。
04
了解分子光谱分析在科研和工业 生产中的应用，培养解决实际问 题的能力。
02
分子光谱分析的基本原理
光的吸收和发射
光的吸收
当光子与分子相互作用时，如果光子的能量与分子某能级差相等，则该能级上 的电子可发生跃迁，从低能级跃迁到高能级，分子吸收光子并吸收能量。
原子光谱
由原子能级间的跃迁产生，包括线状光谱和连续光谱。
分子光谱
由分子振动和转动能级间的跃迁产生，包括带状光谱和漫散光谱。
03
分子光谱分析的实验技术
实验设备与仪器
红外光谱仪
用于测量分子振动和旋转的频率，从而推 断分子的结构和性质。
紫外可见光谱仪
用于测量分子电子跃迁的频率，从而推断 分子的电子结构和性质。
04
分子光谱分析的应用
在化学研究中的应用
化学反应机理研究
通过分子光谱分析，可以 研究化学反应过程中分子 结构和振动、转动变化， 从而揭示化学反应机理。
化学合成过程监控
在化学合成过程中，利用 分子光谱分析可以实时监 测反应进程，指导反应条 件优化和产物纯度控制。
化合物结构鉴定
分子光谱分析能够提供化 合物的特征光谱，通过比 对标准谱库可以确定化合
光谱分析ppt课件
光电倍增 管 光电二极 管阵列
光电池
电荷耦合 器件
外光电效应与多级二次发 射体相结合 外光电效应，由一行光敏 区和二行读出寄存器构成
内光电效应
模拟集成电路芯片
灵敏度比光电管高200多倍
可同时检测多个波长的光强度。 寿命长、光谱响应范围宽、可靠 性高、读出速度快 结实、便宜、使用方便。但产生 的电流大小不稳定 能同时多谱线检测，极大地提高 分析速度
精选课件PPT
26
信号显示系统:
信
号
➢ 是把放大的信号以适当的
显 示
方式显示或记录下来的装
装 置
置。
直读 检流计
电位调节 指零装置
自动记录 和数字显
示装置
精选课件PPT
27
二、影响分光光度法准确性的因素
单色性不纯的影响 杂散光的影响 吸收池的影响 电压、检测器负高压波动的影响 其它因素的影响
光深入到物体内部，将物体内部原子中的一部分束缚电 子激发成自由电子，但这些电子并不逸出物体，而是留 在物体内部从而使物体导电性增强，称为内光电效应。 利用内光电效应可制成光敏电阻、光敏二极管以及光电 池。
精选课件PPT
25
几种常用检测器比较
检测器 工 作 原 理
特点
光电管 外光电效应
简单,灵敏度低
精选课件PPT
4
一、光谱分析技术的基础理论
☺ 光的波粒二象性：微粒性 波动性
E h hc
E 为光子的能量；ν为光波的频率（Hz）；h为普朗克常数（6.626）； c为光速（2.9977×108m／s）；λ为光波的波长
精选课件PPT
5
物质的吸收光谱:在连续光谱中某些波长的光被物 质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱,包括分子吸收
【2024版】拉曼光谱分析法--ppt课件
优 滤光片组
检测系统
Nd-YAG激光光源
点 ➢ 荧光背景出现机会小
➢ 分辨率高 ➢ 波数精度和重现性好 ➢扫描快，操作方便 ➢近红外光的特性（光纤维中传递性能好、可穿透生物组织）
PPT课件
29
✓近红 外激光 光源
Nd-YAG激光器代替可见光激光器； 产生1.064μm近红外激发光，比可见光 长约1倍，影响信噪比，FT技术克服； 激发光能量低于荧光所需阈值。
e
e
e
e
温度升高 概率大！
3振 电
2动 子
1 0
能 级
基 态
e e
Rayleigh 散射 PPT课件
Raman 散射 8
2、 拉曼光谱图
CCl4的散射光谱
Rayleigh scattering
Stocks lines
anti-Stockes lines
PPT课Δ件ν/cm-1
9
CCl4的拉曼光谱
适用于分子结构分析
PPT课件
11
3、拉曼光谱与分子极化率的关系 拉曼活性取决于振动中极化率是否变化。
若分子在电场E（光波的电磁场）中，产生诱导偶极距μ
μ ＝ αE α为极化率
反映了分子中电子云 变形的难易程度
分子极化率是诱导偶极矩与外电场的强度之比
分子中两原子距离最大时，α也最大
拉曼散射强度与极化率成正比例关系
➢干涉滤光片组，由折射率高低不同 的多层材料交替组合而成。
✓检测器
➢室温下的铟鎵砷检测器 ➢液氮冷却的锗检测器
PPT课件
31
三、激光显微拉曼光谱仪
使入射激光通过显微镜聚焦到试样的微小部位 （直径小至5 μm ），可精确获取所照射部位的拉 曼光谱图。 ➢ 共焦显微激光拉曼光谱仪（使用CCD检测器）： 显微镜的物镜和目镜的焦点重合于一点，排除了非 焦点处组分对成像的影响，可显示微区的不同深度 和三维结构信息。 ➢ 激光拉曼光纤探针：光导纤维传感技术与显微镜 耦合而成，可对远距离、特殊环境中试样的拉曼散 射进行原位遥感探测。
波长散射X射线光谱分析ppt课件
不同的晶体和晶面间距具有不 的分辨能力；
最佳晶体的选择
晶体 LiF (420) LiF (220) LiF (200) Ge (111) Ge(111)C* InSb(111) InSb(111)C* PE (002) PE(002) C*
2d n 0.180 0.285 0.403 0.653 0.653 0.748 0.748 0.874 0.874
电压 KV 的最佳选择
激发条件选择 － 轻元素
激发轻元素时，采 用 低 电 压，大电流
激发条件选择－重元素
Rhk光谱
MoK吸收限
RhL光谱
连续谱
采用高电压,低电流和RhK光谱激发，如 60KV 50mA
仪器基本结构－ 晶体使用平面和弯曲
分为平面和弯曲两种晶体
晶体的色散本领
基本结构－探测器(光电转换器)
常用的探测器
流气正比计数器 轻元素探测器 FC 封闭正比计数器 过渡元素探测器 FX 闪烁计数器 重元素探测器 SC 复合探测器 中间元素探测器 Du
结构－流气正比计数器
入射窗口
阳极丝 50μm
放大器
出射窗口
光学元件－滤光片的作用
1. 消除光管特征线的干扰 2. 微量分析时可提高峰/背比，获得较低的 LLd 3. 减弱初级光束强度 4. 抑制管光谱的光谱杂质
探测器工作原理 : 以X射线的光电效应为基础把X射线 光子转换成可测量的电压脉冲 。 闪烁计数器 : 探测重元素和短波X射线 0.04 - 0.15nm (8 - 30 keV) 流气正比计数器 : 轻元素和长波辐射 0.08 - 12nm (0.1 - 15 keV)； 封闭正比计数器 : 中间元素和中波长辐射 0.10 - 6nm (9 - 11 keV )；
《光谱分析导论》PPT课件
2. 联用技术
电感耦合高频等离子体（ICP）—质谱 激光质谱：灵敏度达10-20 g
3. 新材料
光导纤维传导，损耗少；抗干扰能力强；
2020/11/28
《仪器分析》
20
4. 交叉
电致发光分析；光导纤维电化学传感器
5. 检测器的发展
电荷耦合阵列检测器光谱范围宽、量子效率高、线性范围 宽、多道同时数据采集、三维谱图，将取代光电倍增管；
2020/11/28
《仪器分析》
27
内量子数 ：
内量子数J取决于总角量子数L和总自旋量子数S的矢量和：
J = (L + S)， (L + S － 1)，······， (L － S)
若 L ≥ S ； 其数值共(2 S +1)个；
若 L ＜ S ； 其数值共(2 L +1)个；
例：L=2，S=1，则 J 有三个值，J = 3，2，1；
2020/11/28
《仪器分析》
5
三个基本过程：
（1）能源提供能量； （2）能量与被测物之间的相互作用； （3）产生信号。
基本特点：
（1）所有光分析法均包含三个基本过程； （2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）； （3）涉及大量光学元器件。
2020/11/28
《仪器分析》
6
二、电磁辐射的基本性质
波数 cm-1
2020/11/28
《仪器分析》
30
电子能级跃迁的选择定则
根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之 间进行；必须遵循一定的“选择定则”： （1）主量子数的变化 Δn为整数，包括零； （2）总角量子数的变化ΔL = ± 1； （3）内量子数的变化ΔJ =0， ± 1；但是当J =0时， ΔJ =0的 跃迁被禁阻； （4）总自旋量子数的变化ΔS =0 ，即不同多重性状态之间的 跃迁被禁阻；(基态与激发态中电子的自旋方向相同）
光谱分析技术ppt课件
→* n→*
π*
>
>
>
n
π
σ
反键轨道
非键轨道 成键轨道 成键轨道
基本原理
1.σ→σ* 跃迁： 饱和烃（ C-C，C-H ） 能量很高，λ<150 nm
2. n→σ* 跃迁： 含杂原子饱和基团（-OH，-NH2） 能量较大，λ150~250 nm
3. π→π*跃迁： 不饱和基团（C=C，C ≡ C ） 能量较小，λ~ 200nm
脂
番茄红素
番茄红素在溶剂正己烷中的谱图
番茄红素在溶剂石油醚中的谱图
生物分子的紫外-可见吸收光谱
蛋白质
Proteins in solution absorb ultraviolet light with
absorbance maxima at 280 and 200 nm. Amino acids
with aromatic rings are the primary reason for the
共轭体系，E更小，λ> 200nm 4. n→π*跃迁：
含杂原子不饱和基团（C ≡N ，C=O ） 能量最小，λ 200~400nm
影响紫外-可见吸收光谱的因素
1 共轭效应
共轭体系越长， π与π*的能量差越小，红移效应和
增色效应越明显。
2 立体化学效应
空间位阻、跨环效应
3 溶剂的影响
溶剂效应
4 体系pH的影响
荧光强度与浓度的关系
荧光的淬灭
荧 光 淬 灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子 相互作用引起荧光强度降低或消失的现象。
荧光淬灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧 光淬灭剂（如卤素离子、重金属离子、 氧分子、硝基/羰基/羧基化合物等）。
π*
>
>
>
n
π
σ
反键轨道
非键轨道 成键轨道 成键轨道
基本原理
1.σ→σ* 跃迁： 饱和烃（ C-C，C-H ） 能量很高，λ<150 nm
2. n→σ* 跃迁： 含杂原子饱和基团（-OH，-NH2） 能量较大，λ150~250 nm
3. π→π*跃迁： 不饱和基团（C=C，C ≡ C ） 能量较小，λ~ 200nm
脂
番茄红素
番茄红素在溶剂正己烷中的谱图
番茄红素在溶剂石油醚中的谱图
生物分子的紫外-可见吸收光谱
蛋白质
Proteins in solution absorb ultraviolet light with
absorbance maxima at 280 and 200 nm. Amino acids
with aromatic rings are the primary reason for the
共轭体系，E更小，λ> 200nm 4. n→π*跃迁：
含杂原子不饱和基团（C ≡N ，C=O ） 能量最小，λ 200~400nm
影响紫外-可见吸收光谱的因素
1 共轭效应
共轭体系越长， π与π*的能量差越小，红移效应和
增色效应越明显。
2 立体化学效应
空间位阻、跨环效应
3 溶剂的影响
溶剂效应
4 体系pH的影响
荧光强度与浓度的关系
荧光的淬灭
荧 光 淬 灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子 相互作用引起荧光强度降低或消失的现象。
荧光淬灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧 光淬灭剂（如卤素离子、重金属离子、 氧分子、硝基/羰基/羧基化合物等）。
第5章拉曼光谱分析法ppt课件
拉曼散射光谱的基本概念
图6-33 散射效应示意图 （a）瑞利和拉曼散射的能级图 （b）散射谱线
拉曼散射光谱的基本概念
处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞，获得能量跃迁 到激发态可得到斯托克斯线，反之，如果分子处于激发态， 与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态，得到反斯 托斯线。
拉曼位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之 差称为拉曼位移。拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样。 因此，对应于同一分子能级，斯托克斯线与反斯托克斯线的 拉曼位移应该相等，而且跃迁的几率也应相等。在正常情况 下，由于分子大多数是处于基态，测量到的斯托克斯线强度 比反斯托克斯线强得多，所以在一般拉曼光谱分析中，都采 用斯托克斯线研究拉曼位移。
1—反射镜 2—多通道池 3—锲型镜 4—液体
拉曼光谱在材料研究中的应用
激光拉曼散射光谱法
拉曼光谱的选择定则与高分子构象
由于拉曼与红外光谱具有互补性，因而二者结 合使用能够得到更丰富的信息。这种互补的特点， 是由它们的选择定则决定的。凡具有对称中心的分 子，它们的红外吸收光谱与拉曼散射光谱没有频率 相同的谱带，这就是所谓的“互相排斥定则”。例 如聚乙烯具有对称中心，所以它的红外光谱与拉曼 光谱没有一条谱带的频率是一样的。
而碳链的振动用拉曼光谱表征更为方便 对于链状聚合物来说，碳链上的取代基用 红外光谱较易检测出来
激光拉曼散射光谱法
激光拉曼光谱与红外光谱比较
红外与拉曼光谱在研究聚合物时的区别可以聚乙烯为例加以说明（图 6-34）。
聚乙烯分子中具有对称中心，红外与拉曼光谱呈现完全不同的振动模 式。在红外光谱中，CH2振动为最显著的谱带。而拉曼光谱中，C-C振动有 明显的吸收。
生物大分子的拉曼光谱研究
光谱分析简介PPT课件
第5页/共28页
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
第6页/共28页
1、摄谱仪
第7页/共28页
2. 光电直读等离子体发射光谱仪
光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度 两种类型：多道固定狭缝式和单道扫描式；
第8页/共28页
3. 全谱直读等离子体光谱仪
采用CCD阵列检测器，可同时检测165～800nm波长 范围内出现的全部谱线；
Sn
检出限(DL)
<0.03
<0.00 <0.3 <2. <0.00
ng/ml
3
01
精密度(RSD)
1.0%
线性范围
3个数量级
第26页/共28页
祝同学们学业有成！
第27页/共28页
感谢您的观看。
第28页/共28页
原子荧光为光致发光，二次发光，激发光源停止时，再发射过程立即停 止。
完全具有自主知识产权的分析仪器产业。
第23页/共28页
在自然界，砷元素可以以许多不同形态的化合物存在，在空气、土壤、 沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA)，在海产品中则主要以砷甜菜 碱(AsB)和砷胆碱(AsC)形式存在。另外，还有其他更复杂的砷化合物，例 如砷糖(Arsenosugars)、砷脂类化合物等。
第21页/共28页
应用
应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可 采用间接法测量)。
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系； (2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律； (3)水果、蔬菜中微量元 素的测定； (4) 矿物、合金及各种材 料中微量元素的测定； (5) 各种生物试样中微量 元素的测定。
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
第6页/共28页
1、摄谱仪
第7页/共28页
2. 光电直读等离子体发射光谱仪
光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度 两种类型：多道固定狭缝式和单道扫描式；
第8页/共28页
3. 全谱直读等离子体光谱仪
采用CCD阵列检测器，可同时检测165～800nm波长 范围内出现的全部谱线；
Sn
检出限(DL)
<0.03
<0.00 <0.3 <2. <0.00
ng/ml
3
01
精密度(RSD)
1.0%
线性范围
3个数量级
第26页/共28页
祝同学们学业有成！
第27页/共28页
感谢您的观看。
第28页/共28页
原子荧光为光致发光，二次发光，激发光源停止时，再发射过程立即停 止。
完全具有自主知识产权的分析仪器产业。
第23页/共28页
在自然界，砷元素可以以许多不同形态的化合物存在，在空气、土壤、 沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA)，在海产品中则主要以砷甜菜 碱(AsB)和砷胆碱(AsC)形式存在。另外，还有其他更复杂的砷化合物，例 如砷糖(Arsenosugars)、砷脂类化合物等。
第21页/共28页
应用
应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可 采用间接法测量)。
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系； (2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律； (3)水果、蔬菜中微量元 素的测定； (4) 矿物、合金及各种材 料中微量元素的测定； (5) 各种生物试样中微量 元素的测定。
《光谱分析技术》课件
《光谱分析技术》 PPT课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 光谱分析技术概述 • 光谱分析的基本原理 • 常见光谱分析技术 • 光谱分析技术的应用实例 • 光谱分析技术的挑战与展望 • 光谱分析实验技术
01
光谱分析技术概述
光谱分析技术的定义
于研究物质的组成和浓度。
01
常见光谱分析技术
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种常用的光谱分析技术，通过测量待测元素原子对特征谱 线的吸收程度，确定待测元素的含量。该方法具有较高的灵敏度和准确性，广 泛应用于地质、环境、食品等领域。
原子发射光谱法
总结词
01
光谱分析技术的应 用实例
金属元素的分析
总结词
通过光谱分析技术，可以快速准确地检 测出金属元素的存在和含量。
VS
详细描述
光谱分析技术利用不同金属元素对光的吸 收和发射特征不同，通过分析光信号的特 征，可以确定金属元素的存在和含量。这 种方法具有高精度、高灵敏度和快速分析 等优点，广泛应用于地质、冶金、石油、 化工等领域。
新技术的应用与发展
总结词
随着科技的不断发展，新的光谱分析技术也不断涌现 。
详细描述
如表面增强拉曼散射、表面等离子体共振、光学腔增强 等新技术，这些技术具有更高的灵敏度和选择性，为光 谱分析带来了新的发展机遇。同时，随着人工智能和机 器学习技术的发展，光谱数据的处理和解析也得到了极 大的提升，为光谱分析提供了更广阔的应用前景。
详细描述
传统的光谱分析方法通常需要较长的测量时间和复杂的 样品处理过程。为了满足现代分析的需求，需要研究和 开发能够实现快速分析的光谱技术，如时间分辨光谱和 显微光谱等。
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 光谱分析技术概述 • 光谱分析的基本原理 • 常见光谱分析技术 • 光谱分析技术的应用实例 • 光谱分析技术的挑战与展望 • 光谱分析实验技术
01
光谱分析技术概述
光谱分析技术的定义
于研究物质的组成和浓度。
01
常见光谱分析技术
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种常用的光谱分析技术，通过测量待测元素原子对特征谱 线的吸收程度，确定待测元素的含量。该方法具有较高的灵敏度和准确性，广 泛应用于地质、环境、食品等领域。
原子发射光谱法
总结词
01
光谱分析技术的应 用实例
金属元素的分析
总结词
通过光谱分析技术，可以快速准确地检 测出金属元素的存在和含量。
VS
详细描述
光谱分析技术利用不同金属元素对光的吸 收和发射特征不同，通过分析光信号的特 征，可以确定金属元素的存在和含量。这 种方法具有高精度、高灵敏度和快速分析 等优点，广泛应用于地质、冶金、石油、 化工等领域。
新技术的应用与发展
总结词
随着科技的不断发展，新的光谱分析技术也不断涌现 。
详细描述
如表面增强拉曼散射、表面等离子体共振、光学腔增强 等新技术，这些技术具有更高的灵敏度和选择性，为光 谱分析带来了新的发展机遇。同时，随着人工智能和机 器学习技术的发展，光谱数据的处理和解析也得到了极 大的提升，为光谱分析提供了更广阔的应用前景。
详细描述
传统的光谱分析方法通常需要较长的测量时间和复杂的 样品处理过程。为了满足现代分析的需求，需要研究和 开发能够实现快速分析的光谱技术，如时间分辨光谱和 显微光谱等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
紫外光谱法的特点
（1）紫外吸收光谱所对应的电磁波长较短，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）由于电子能级改变的同时，往往伴随有振动能级的跃 迁，所以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。
返回
常见的光谱术语
生色团：分子中产生紫外吸收带的主要官能团 助色团：本身在紫外区和可见区不显示吸收的原子或基团，当
连接一个生色团后，则使生色团的吸收带向红移并使吸收强度增 加．一般为带有p电子的原子或原子团
红移 ：向长波移动 蓝移：向短波移动 增色效应：使吸收带的吸收强度增加的效应 减色效应：使吸收带的吸收强度降低的效应
t C4H 9
6070 返回 5300
640
构型影响
λmax 295.5nm
ε
29000
返回
280nm 10500
构象影响
返回
跨环效应
λmax εmax
O
300.5nm 292
O
280nm ～150
返回
仪器装置
返回
组成主要 包括: 光源、 分光系统、 吸收池、 检测系统 和记录系 统等五个 部分
返回
常见生色团和助色团
Chromophore C=C C@C
Example Ethene 1-Hexyne
C=O
Ethanal
Excitation p __> p* p __> p*
n __> p* p __> p*
N=O
Nitromethane
n __> p* p __> p*
C-X X=Br X=I
第二章 紫外光谱
概述
紫外光谱一般称之为紫外-可见吸收光谱 （Ultraviolet and Visible Spectroscopy, UVVIS），也称为电子光谱。
紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子 吸收200～800nm光谱区的辐射来进行分析测定 的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子 轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于有 机和无机物质的定性和定量测定。
实验技术
分光光度计的校正 溶剂的选择
溶剂对200-400nm的紫外光没有吸收 溶剂与样品不发生化学作用 常用的溶剂有：己烷、环己烷、乙腈、甲醇、 乙醇、异丙醇、乙醚、二氧六环等
返回
分光光度计的校正
0.01N硫酸中的重铬酸钾的波长及吸光度
返回
溶剂的选择
返回
紫外吸收与分子结构关系
如果在210-250nm有强吸收，表示有K吸收带， 则可能含有两个双键的共轭体系，如共轭二烯 或α，β不饱和酮等。同样在260，300，330nm 处有高强度K吸收带，在表示有三个、四个和五 个共轭体系存在。
ethanol ethanol
hexane hexane
电子跃迁的类型及谱带特征
电子从基态（成键轨道）向激发态(反 键轨道)的跃迁。
杂原子末成键电子被激发向反键轨道的 跃迁
有机化合物有三种电子：电子、p电子 和 n电子
电子能级和跃迁示意图
电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同： σ→σ* ～150nm n→σ* ～200nm π→π* ～200nm n→π* ～300nm
R带：未共用电子的np*跃迁产生，特征是吸收强度 弱，log 1
返回
影响紫外吸收的因素
共轭体系的形成使吸收红移 超共轭效应 ：烷基与共轭体系相连时，可以使波长产生少量红移 空间效应：空间位阻，构型，构象，跨环效应 外部因素：溶剂效应 ，温度，pH值影响
返回
共轭效应
π*
E
E
π
共轭系统的能级示意图 及共轭多烯的紫外吸收 返回
溶剂效应
π π*
n π*
Δ En
Δ Ep
非极性溶剂
极性溶剂
Δ En
非极性溶剂
Δ Ep
极性溶剂
极性增大使π—π*红移，n—π*跃迁蓝移，精细结构消失
溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响
1-己烷 2-95%乙醇 3-水
溶剂效应使精细结构消失
返回
温度的影响
温度降低减小了 振动和转动对吸 收带的影响，呈 现电子跃迁的精 细结构
返回
光谱的形成（示意图）
返回
电子跃迁
返回
郎伯-比耳定理
A = log(I0/ I1) = log(1/T ) = cl
吸光度A 透射率T
透过光强度I1 入射光强度I0
ε为摩尔吸收系数
c 溶液的浓度
l为光在溶液中经过的距离（比色池的厚度）
返回
郎伯-比耳定理中常用符号和术语
返回
电磁波谱
电磁波谱 返回
如果在260~300nm有中强吸收 （ε=200~1000），则表示有B带吸收，体系中 可能有苯环存在。如果苯环上有共轭的生色基 团存在时，则ε可以大于10000。
如果在250~300nm有弱吸收带（R吸收带） ε<100，则可能含有简单的非共轭并含有n电子 的生色基团，如羰基等。
返回
pH值影响
苯酚的紫外光谱 返回
苯胺的紫外光谱
空间位阻
返回
CH3 CH3 O
O
ψ 0 ～10o λmax 466nm
NO2
K带εmax 8900
O C
C O
CH3
CH3
CH3 CH3
O
CC
CH3 O CH3
CH3 CH3
90 o 370nm
180 o 490nm
NO2 CH3
NO2 C2H5
t C4H 9 NO2
吸收能量的次序为：
σ→σ*＞n→σ*≥π→π*＞n→π*
紫外光谱的谱带类型
K带（共轭带）：共轭系统pp*跃迁产生，特征是吸 收强度大，log > 4
E带：苯环的pp* 跃迁产生，当共轭系统有极性基团 取代时， E带相当于K带，吸收强度大，log > 4
B带：苯环的pp*跃迁产生，中等强度吸收峰，特征 是峰形有精细结构
Methyl bromide Methyl Iodide
n __> s* n > __ s*
lmax, nm 171
180
290 180
275 200
205 255
返回
15,000
10,000
15 10,000
17 5,000
200 360
Solvent hexane
hexane
hexane hexane
（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。
主要内容
光谱的基本原理 仪器装置 实验技术 紫外吸收与分子结构关系 应用
基本原理
电磁波谱 光谱的形成（示意图）：
分子在入射光的作用下发生了价电子的跃迁，吸 收了特定波长的光波形成。
郎伯-比耳定理 常见的光谱术语 电子跃迁的类型 影响紫外吸收的因素