材料研究与测试方法4紫外可见吸收光谱
(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。
北航研究生材料分析测试方法考试总结
1.拉曼光谱法、红外光谱法和紫外-可见吸收光谱法在结构分析中特点拉曼光谱与红外光谱同属分子振动光谱。
前者中的Raman 位移相当于后者中的吸收频率，两种光谱中每条谱带都相应于分子中某官能团的振动。
但要注意，拉曼光谱与红外光谱产生的机制有着本质的区别。
前者是散射光谱，后者是吸收光谱。
前者是由于诱导偶极矩的变化而产生的，后者是由于固有偶极矩的变化而产生的，因此，前者对分子中的非极性基团敏感，而后者对极性基团敏感。
一些对称性较高的基团，极性很小，红外吸收很弱，但在拉曼光谱中却有较强谱带。
总的来说，红外光谱更适合表征聚合物的侧基和端基，而拉曼光谱更多用于研究聚合物的骨架结构。
紫外-可见吸收光谱法：紫外可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收10～800nm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。
该方法具有灵敏度高、准确度好、选择性优操作简便、分析速度好等特点。
2.请预测化合物N-苯环-OCH2CH3的高分辨率核磁共振氢谱图，包括化学位移、裂解数及每个峰相对强度。
由于质子所处的化学环境不同，其周围的微磁场自然不同，因此，核磁共振发生时外加的磁场强度并不相同，而是相对有一定的位移，这种吸收峰位置的差距被称为化学位移。
化合物中，所处化学环境不同的H原子有4组，所以会出现4组化学位移，分别为H1、H2、-CH2、-CH3，分布位置为7~8，0~2.由于在一个NMR 吸收峰中看到的一组质子的谱线数目与该基团中质子的数目无关，而与相邻基团中质子的数目却相关。
通常来说，谱线劈裂符合（n+1）规则，因此，裂分数分别为2,2,4,3.相对强度比为各个吸收峰H原子数目比2：2:2:3。
3.简述所了解热分析基本原理。
若要测定某种高聚物玻璃化转变温度Tg，可以选用哪几种热分析方法，勾画出测量曲线，说明玻璃化转变温度点的取法。
（1）DTA原理：差热分析是在试样与参比物处于控制加热或冷却速率相同的环境中记录二者之间的温差随时间或温度的变化。
材料光学性能的测试与分析
材料光学性能的测试与分析在现代科学研究中占据着重要地位。
光学性能是指材料对光的吸收、反射和透射等相关特性。
通过对材料的光学性能进行测试与分析，可以深入了解材料的光学特性，为材料的应用提供理论依据和技术支持。
一、材料光学性能的测试方法1. 可见光透射率测试可见光透射率是材料对可见光的透过能力，常用的测试方法有透射率计、分光光度计等。
通过测试可见光透射率，可以评估材料对可见光的透过程度，为光学材料的选择提供有力的依据。
2. 紫外可见吸收光谱分析紫外可见吸收光谱是材料在紫外可见光区域吸收光的特性，通过分析材料的紫外可见吸收光谱，可以了解材料的吸光性能和颜色特征，为材料的光学应用提供参考。
3. 光学薄膜反射率测试光学薄膜反射率是指薄膜对入射光的反射能力，通过测试光学薄膜的反射率，可以评估薄膜的反射性能，为光学镜片、光学器件等的设计提供支撑。
4. 光学材料的色散性测试色散性是光学材料对不同波长光的折射率差异，通过测试光学材料的色散性，可以了解材料对光的色散效应，为光学器件的设计和应用提供理论指导。
二、材料光学性能的分析手段1. 数据处理与分析在测试材料光学性能时，产生大量的数据，需要进行数据处理与分析。
常用的数据处理方法有统计分析、图像处理、光谱分析等，通过数据处理与分析，可以从大量的数据中提取出有用的信息，为研究提供支持。
2. 光学性能的理论分析除了实验数据的处理与分析，还需进行光学性能的理论分析。
通过光学理论模型的建立与分析，可以深入了解材料的光学特性，为材料的应用提供理论依据。
3. 光学性能的相关性分析光学性能是综合性能，与材料的组分、结构等因素密切相关。
通过光学性能与材料组分、结构等因素的相关性分析，可以揭示光学性能形成的原因，为提高材料的光学性能提供思路。
三、材料光学性能的应用1. 光学镜片与光学器件材料的光学性能直接影响光学镜片和光学器件的性能。
通过对材料光学性能的测试与分析，可以筛选出适合的材料，为光学镜片与光学器件的设计提供参考。
紫外-可见分光光度法
E=A / C C为100ml溶液中所含被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算），g
（C = 0.003001g ×（1-水分）/ 100ml)
二.鉴别: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
在高精度的分析测定中（紫外区尤其 重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池 材料本身的吸光特征以及吸收池的光程长 度的精度等对分析结果都有影响。
玻璃吸收池因为能吸收紫外光，故只 能用于320nm以上的可见光区。
石英吸收池因不吸收紫外光而常用 于3０0nm以下的紫外光区，但也可用于 可见光区。
最常用的光路长度为: 1cm的吸收池。
表示方法：
（1）百分吸收系数（E）：
以
E 1% 1cm
表示。
E=A/C(%)×L(cm)
中国药典规定的吸收系数即为
E 1% 1cm
。
在用吸收系数法计算含量时，E11c%m 通常要
大于100
（2）摩尔吸收系数（ε）：
当溶液的浓度（C）为1mol/L,光路长 度（L）为1cm时，相应的吸光度为摩尔吸 收系数，以ε表示。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长 范围为190～900nm。
第二节 光吸收基本定律和吸收系数
1.光吸收基本定律： 比尔—郎伯（Beer—Lambert）定律
为光吸收基本定律，是分光光度分析的 理论基础。 Lambert于1730年提出了光 强度与吸收介质厚度的关系。1852年 Beer提出了光强度与吸收介质中吸光物 质浓度之间的关系。
光源为空心阴极灯。每种元素都 有各自的空心阴极灯，因此原子 吸收光谱是锐线光谱。
材料化学09级材料科学研究与测试方法习题
《材料科学研究与测试方法》习题及思考题一、名词解释电磁辐射（电磁波或光）、激发电位、电子跃迁（能级跃迁）、辐射跃迁、无辐射跃迁、分子振动、伸缩振动、变形振动（变角振动或弯曲振动）、倒易点阵、晶带、X射线相干散射（弹性散射、经典散射或汤姆逊散射）、X射线非相干散射（非弹性散射、康普顿-吴有训效应、康普顿散射、量子散射）、光电效应、共振线、灵敏线、原子线，共振荧光、非共振荧光、斯托克斯荧光、反斯托克斯荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、热助直跃荧光、热助阶跃荧光、热助激发、分子光谱、紫外可见吸收光谱（电子光谱）、红外吸收光谱、红外活性与红外非活性、K系特征辐射、L系特征辐射、Kα射线、Kβ、Kα1射线、Kα2射线、短波限、吸收限、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、背散射电子、吸收电流（电子）、透射电子、系统消光、点阵消光、结构消光、电磁透镜、明场像、暗场像、中心暗场像、质厚衬度、衍射衬度、d-d跃迁、f-f跃迁、生色团、助色团、蓝移、红移、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、费米共振、热分析、热重法、差热分析、差示扫描量热法、微商热重（DTG）曲线、参比物（或基准物、中性体）（下划线部分为重点要求的名词术语）二、填空1．电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。
②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。
③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。
2．原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。
3．电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。
4．分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。
5．多原子分子振动可分为( )振动与( )振动两类。
材料的测试表征方法和技巧
峰强 瞬间偶极矩大，吸收峰强；键两端原子电负 性相差越大（极性越大），吸收峰越强
由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰， 基频峰
由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收 峰，倍频峰
有机化合物基团的特征吸收
▪化合物红外光谱是各种基团红外吸收的叠加
X射线谱 -------- 连续X射线谱
▪ X射线强度与波长的关 系曲线，称之X射线谱。
▪ 在管压很低时，小于 20kv的曲线是连续变化 的，故称之连续X射线 谱，即连续谱。
Байду номын сангаас
X射线谱-------特征X射线谱
▪ 当管电压超过某临界值时， 特征谱才会出现，该临界电 压称激发电压。当管电压增 加时，连续谱和特征谱强度 都增加，而特征谱对应的波 长保持不变。
3、纯度检查
▪ 如果一化合物在紫外区没有吸收，而其中的杂质有较强 吸收，就可以方便地检出该化合物中的痕量杂质。
▪ 甲醇或乙醇中杂质苯：可利用苯在256nm处的B吸收带， 而甲醇或乙醇在此波长处几乎没有吸收；
▪ 四氯化碳中二硫化碳杂质：可观察318nm处有无二硫化 碳的吸收峰即可。
4. 有机化合物结构辅助解析
概述
▪ 定义 红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子
吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外照射时， 分子吸收其中的一些频率的辐射，分子振动或转 动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃 迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱， 记录百分透过率T％对波数或波长的曲线，即为 红外光谱。
红外光谱图表示方法
▪ 260nm, 300 nm, 330 nm有强吸收峰：有3、4、5个双键 的共轭体系
材料研究方法作业答案
材料研究方法作业答案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】材料研究方法第二章思考题与习题一、判断题√1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。
×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。
×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。
×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。
×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。
×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。
√7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。
√8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。
×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。
×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。
×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。
（）√12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。
（）×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。
（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。
（）×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。
（）×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。
（）×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。
（）√18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。
紫外可见光谱法探讨白藜芦醇的稳定性和反应性能
紫外可见光谱法探讨白藜芦醇的稳定性和反应性能作者：李邦玉朱晓巧仇雪玲来源：《江苏农业科学》2016年第11期摘要：为了考察白藜芦醇在多种体系中的稳定性和反应性能，采用紫外可见分光光度法定性研究温度、时间、紫外线和溶剂等对白藜芦醇稳定性的影响，跟踪白藜芦醇分别与酸碱、H2O2、DPPH·、铜离子的反应。
结果表明：温度、时间、紫外线等都不同程度影响白藜芦醇的稳定性，紫外可见光谱跟踪到了酸碱、H2O2、DPPH·和白藜芦醇的反应。
关键词：白藜芦醇；稳定性；反应性；紫外可见分光光度法中图分类号： TS201.2 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）11-0302-03研究发现，最初从毛叶藜醇中发现的白藜芦醇（resveratrol）是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物，具有抗氧化、抗炎、抗癌、心血管保护以及神经系统保护等多种生理功效，同时在功能食品和化妆品方面具有很好的应用价值[1]。
但是天然多酚类化合物不稳定，曹庸等曾经研究了纯白藜芦醇在加热和光照下的稳定性，并用HPLC法测定了虎杖中白藜芦醇含量[2]。
郑湘娟等用HPLC 法考察了在提取液中白藜芦醇的稳定性，初步获得了能够基本保持白藜芦醇稳定的最佳提取工艺条件[3]。
本试验拟采用紫外可见分光光度法，更全面地定性研究不同条件下白藜芦醇的稳定性及其与酸碱、H2O2、DPPH·、铜离子等的反应。
1 材料与方法1.1 材料与仪器白藜芦醇（南京广润生物生物制品，98%），DPPH·（Sigma公司），无水乙醇，30%过氧化氢，盐酸，氢氧化钠，甲醇、乙腈、乙酸乙酯、四氯化碳、三氯甲烷、己烷等药品皆为国产分析纯试剂。
紫外可见分光光度计（型号：UV-1801），十万分之一天平（CPA 225D），电热恒温水浴锅，三用紫外分析仪（WFH-203），上海精科实业有限公司。
1.2 试验方法1.2.1 浓度对白藜芦醇的影响准确称取白藜芦醇 0.042 0 g 于250 mL的容量瓶中，用无水乙醇定容，得168 μg/mL 的白藜芦醇储备液。
材料研究方法作业答案
材料研究方法第二章思考题与习题一、判断题√1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。
×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。
×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。
×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。
×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。
×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。
√7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。
√8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。
×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。
×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。
×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。
（）√12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。
（）×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。
（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。
（）×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。
（）×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。
（）×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。
（）√18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。
（）√19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。
（）×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。
紫外可见吸收光谱红外吸收光谱核磁共振光谱相同之处
紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱是化学分析中常用的三种光谱技术。
它们虽然在应用领域和原理上有所不同，但在某些方面也存在一些相似之处。
在本文中，我将深入探讨这三种光谱技术的共同点，并分析它们之间的联系。
1. 这三种光谱技术都是分析化学领域中常用的手段，用于研究物质的结构和性质。
它们能够通过不同的原理和方法，对物质进行分析和表征，从而为化学研究和实际应用提供重要的数据支持。
2. 在实验操作上，这三种光谱技术都需要对样品进行预处理和制备，以确保获得准确和可靠的测试数据。
对于紫外可见吸收光谱和红外吸收光谱，样品通常需要溶解或制备成适当的样品片；而对于核磁共振光谱，则需要对样品进行氢化处理和溶解。
3. 就数据解析而言，这三种光谱技术都需要对实验数据进行处理和解释，以获得与化学结构和性质相关的信息。
这包括对光谱图谱的解读和峰位的标定，以及对峰强度和形状的分析。
4. 这三种光谱技术在实验原理和测试方法上也存在一些共通之处。
它们都是基于物质对电磁辐射的吸收和发射现象，通过测定不同波长或频率下的吸收或发射光谱，获得与物质结构和性质相关的信息。
总结回顾：在本文中，我们从实验操作、数据解析和实验原理三个方面分析了紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的共同点。
这三种光谱技术在化学分析中发挥着重要作用，对研究物质的结构和性质具有重要意义。
通过深入理解和比较这三种技术，我们能够更全面、深刻和灵活地应用它们，在化学研究和实际应用中取得更好的成果。
个人观点和理解：我个人认为，紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的相同之处并不仅仅局限于实验操作、数据解析和实验原理上，更重要的是它们共同承担了化学分析和表征的重任，为我们揭示了物质的结构和性质。
在今后的研究和应用中，我们应该充分发挥这三种光谱技术的优势，进一步加深对它们的理解和应用。
通过本文的阐述，我相信你对紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的相同之处已经有了更全面的理解。
材料化学09级材料科学研究与测试方法习题
《材料科学研究与测试方法》习题及思考题一、名词解释电磁辐射（电磁波或光）、激发电位、电子跃迁（能级跃迁）、辐射跃迁、无辐射跃迁、分子振动、伸缩振动、变形振动（变角振动或弯曲振动）、倒易点阵、晶带、X射线相干散射（弹性散射、经典散射或汤姆逊散射）、X射线非相干散射（非弹性散射、康普顿-吴有训效应、康普顿散射、量子散射）、光电效应、共振线、灵敏线、原子线，共振荧光、非共振荧光、斯托克斯荧光、反斯托克斯荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、热助直跃荧光、热助阶跃荧光、热助激发、分子光谱、紫外可见吸收光谱（电子光谱）、红外吸收光谱、红外活性与红外非活性、K系特征辐射、L系特征辐射、Kα射线、Kβ、Kα1射线、Kα2射线、短波限、吸收限、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、背散射电子、吸收电流（电子）、透射电子、系统消光、点阵消光、结构消光、电磁透镜、明场像、暗场像、中心暗场像、质厚衬度、衍射衬度、d-d跃迁、f-f跃迁、生色团、助色团、蓝移、红移、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、费米共振、热分析、热重法、差热分析、差示扫描量热法、微商热重（DTG）曲线、参比物（或基准物、中性体）（下划线部分为重点要求的名词术语）二、填空1．电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。
②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。
③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。
2．原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。
3．电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。
4．分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。
5．多原子分子振动可分为( )振动与( )振动两类。
紫外吸收
σ*
反键轨道
π*
En
↑↓
π
↑↓
σ
↑↓
非键轨道 成键轨道
2
安徽师范大学
化学与材料科学学院
杨高升
常见有机化合物的紫外光谱吸收带主要有以下几种类型： 1. 远紫外（真空紫外）吸收带 最大吸收波长 < 200 nm，处于真空紫外区。主
2. 溶液酸度的影响 溶液酸度的变化可以改变某些有机化合物的存在形式，并导
致谱带发生位移。最典型的就是酚和芳香胺类化合物。例如
苯酚：
E2带 λmax (ε)
OH
211 nm (6200)
B 带 λmax (ε) 270 nm (1450)
−H+
苯胺：
O-
236 nm (9400)
287 nm (2600)
要是 σ→σ*跃迁引起的，是烷烃的吸收带。 2. 尾端（末端）吸收带 最大吸收波长虽在真空紫外区，但靠近 200 nm，吸收
带的尾部进入近紫外区。主要由 n→σ*跃迁引起，是含杂原子的饱和化合物的 吸收带。如饱和卤代烃、醇、胺等。 3. R 带 最大吸收波长 > 270 nm 的弱吸收带，摩尔吸光系数 ε 很小，一般 < 100。 由 n→π*跃迁引起，是含杂原子的不饱和化合物的吸收带。如醛、酮、硝基及 亚硝基化合物等。 4. K 带 最大吸收波长 > 200 nm 的强吸收带，摩尔吸光系数 ε 很大，一般 > 10000。由共轭体系的 π→π*跃迁引起，是共轭不饱和化合物的吸收带。如共 轭烯烃、共轭的不饱和羰基化合物等。 5. B 带 最大吸收波长 > 200 nm、强度中等且常伴有精细结构的宽吸收带，摩 尔吸光系数 ε 较小，一般 250 ~ 3000 之间。由芳环和芳香杂环化合物 π→π*跃 迁引起的，是芳环和芳香杂环化合物的特征吸收带。如苯的 B 带在 230 ~ 270 nm，为含有多重峰或精细结构的宽吸收带。 6. E带 也是芳香结构的特征吸收带。都是芳香体系中π→π*跃迁引起的。特点 是摩尔吸光系数ε很大，一般 > 10000。E带可分为E1带和E2带。如苯的E带就 有两个：184 nm（E1带，烯带，简单看作是乙烯的π→π*跃迁引起的）、204 nm
检测方法
一、紫外可见吸收光谱紫外吸收光谱和可见吸收光谱都属于分子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。
利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断。
应用：紫外可见吸收光谱应用广泛，不仅可进行定量分析，还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析，测定一些平衡常数、配合物配位比等；也可用于无机化合物和有机化合物的分析，对于常量、微量、多组分都可测定。
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。
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结构体系，如C=C－C=C、C=C－C=O、苯环等。
利用紫外光谱鉴定有机化合物远不如利用红外光谱有效，因为很多化合物在紫外没有吸收或者只有微弱的吸收，并且紫外光谱一般比较简单，特征性不强。
利用紫外光谱可以用来检验一些具有大的共轭体系或发色官能团的化合物，可以作为其他鉴定方法的补充。
（1）如果一个化合物在紫外区是透明的，则说明分子中不存在共轭体系，不含有醛基、酮基或溴和碘。
可能是脂肪族碳氢化合物、胺、腈、醇等不含双键或环状共轭体系的化合物。
（2）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。
（3）如果在260～300nm有中强吸收（ε=200～1 000），则表示有B带吸收，体系中可能有苯环存在。
材料现代分析测试技术-光谱分析
弧层边缘的温度较低，因而这里处于基态的同类原子较多。 这些低能态的同类原子能吸收高能态原子发射出来的光而 产生吸收光谱。原子在高温时被激发，发射某一波长的谱 线，而处于低温状态的同类原子又能吸收这一波长的辐射， 这种现象称为自吸现象。
光电直读光谱仪
在原子发射光谱法中， 一般多采用摄谱法(spectrography)。
摄谱法是用感光板记录光谱。将光谱感光板置于摄谱仪 焦面上，接受被分析试样的光谱作用而感光，再经过 显影、定影等过程后，制得光谱底片，其上有许多黑 度不同的光谱线。然后用影谱仪观察谱线位置及大致 强度，进行光谱定性及半定量分析。
（6）谱线的自吸与自蚀
三、谱线的自吸与自蚀(self-absorption and selfreversal of spectral lines)
在实际工作中，发射光谱是通过物质的蒸发、激发、 迁移和射出弧层而得到的。首先，物质在光源中蒸发形成 气体，由于运动粒子发生相互碰撞和激发，使气体中产生
大量的分子、原子、离子、电子等粒子，这种电离的气 体在宏观上是中性的，称为等离子体。在一般光源中， 是在弧焰中产生的，弧焰具有一定的厚度，如下图：
4. Atomic fluorimetry
气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子的外层 电子 从基态或低能态跃迁到较高能态，约经10-8 s，又跃
迁至基态或低能态，同时发射出与原激发波长相同（共 振荧光）或不同的辐射（非共振荧光—直跃线荧光、阶 跃线荧光、阶跃激发荧光、敏化荧光等），称为原子荧 光。波长在紫外和可见光区。在与激发光源成一定角度 （通常为90）的方向测量荧光的强度，可以进行定量分 析。
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
紫外-可见和红外吸收光谱分析
第二章紫外-可见吸收光谱【教学内容】1. 紫外-可见吸收光谱概述2. 紫外-可见光谱的仪器原理3.紫外-可见吸收光谱的原理4.常用术语5 有机化合物紫外-可见光谱的吸收峰6 吸收谱带的四种类型7 常见有机化合物生色团的紫外吸收峰8 紫外-可见光谱的影响因素9.紫外-可见光谱的定性和定量应用【掌握内容】1.掌握紫外-可见光谱的基本概念12.掌握有机化合物中电子跃迁的基本类型。
3.掌握紫外-可见光谱的定性分析方法4.掌握紫外-可见光谱的定量分析方法【熟悉内容】熟悉紫外-可见光谱仪的基本原理【了解内容】了解无机化合物的紫外-可见吸收光谱【教学重点和难点】教学重点：紫外-可见吸收光谱的基本概念、定性和定量分析方法【教学目标】掌握紫外-可见光谱的基本概念，紫外-可见光谱的定性和定量分析方法。
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片【教学过程】1 紫外-可见吸收光谱概述紫外—可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。
这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁，广泛用于无机和有机物质的定量测定，辅助定性分析（如配合IR）。
1.1 分子吸收光谱的产生在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。
这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。
下图为分子的能级示意图。
图1. 分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图分子总能量：E分子= E电子+ E振动+ E转动当用频率为ν的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能级之差△E恰好等于该电磁波的能量hν时，即有：△ E = hν（h为普朗克常数）此时，在微观上出现分子由较低能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。
用一连续-辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号（吸光度A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图-紫外吸收光谱图，如下：A称为吸光度（absorbance），吸收度或光密度（OD，optical density），a称为吸收系数(absorotiviry),是化合物分子的特性，它与浓度（c）和光透过介质的厚度（b）无关。
现代仪器分析-紫外可见近红外吸收光谱ppt课件
I0= Ia+ It
吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示， 即 A=lg1/T=lgI0/It
透光度：透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示： 即 T= It/I0
-6-
2.2 光吸收定律
朗伯-比耳定律
朗伯——比尔定律：A＝kcl
- 13 -
4. 紫外-可见吸收光谱的产生
E = Ee +Ev + Er hv = ΔE = E2 - E1 = ΔEe + ΔEv + ΔEr
n E h
l
c
n
hc E
- 14 -
分子、原子或离子具有不连续的量子化能级---微观 仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等
时才能发生吸收
H
H
CC
H
H
[C=C是发色基团]
助色基团取代，p p*跃迁（K带)将发生红移
取代基 -SR 红移距离 45(nm)
-NR2 40(nm)
-OR 30(nm)
-Cl 5(nm)
CH3 5(nm)
- 26 -
2. 立体结构和互变结构的影响
顺反异构：
H
H
反式：λmax=295.5 nm； εmax=29000
- 29 -
3.2 对精细结构的影响
极性溶剂使精细结构消失
- 30 -
溶剂本身有紫外吸收，选用溶剂时须注意其最低波长极限：
- 31 -
3.3 溶剂选择的原则 比较未知物与已知物的吸收光谱时，必须采用相同的溶 剂； 应竟可能地使用非极性溶剂，以便获得物质吸收光谱的 特征精细结构； 所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。
材料研究与测试方法
材料研究与测试方法一、选择题1.电子能级差愈小，跃迁时发射光子的( )A 能量越大B 波长越长C 波数越大D 频率越高2.原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于( )A 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁B 基态原子对共振线的吸收C 气态原子外层电子产生跃迁D 激发态原子产生的辐射3.原子发射光谱仪中光源的作用是( )A 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发B 提供足够能量使试样灰化C 将试样中的杂质除去，消除干扰D 得到特定波长和强度的锐线光谱4.用原子发射光谱分析法分析污水中的Cr、Mn、Cu、Fe等（含量为10-6数量级），应选用下列哪种激发光源（）A 火焰B 直流电弧C 高压火花D 电感耦合等离子炬5.矿石粉未的定性分析，一般选用下列那种光源为好( )A 交流电弧B 直流电弧C 高压火花D 等离子体光源6.在谱片板上发现某元素的清晰的10级线，且隐约能发现一根9级线，但未找到其它任何8级线，译谱的结果是( )A从灵敏线判断，不存在该元素B既有10级线，又有9级线，该元素必存在C未发现8级线，因而不可能有该元素D不能确定7.某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305nm及309.9970nm的两条谱线，则用该摄谱仪可以分辨出的谱线组是( )A Si 251.61 nm—Zn 251.58 nmB Ni 337.56 nm----Fe 337.57 nmC Mn 325.40 nm---Fe 325.395 nmD Cr 301.82 nm----Ce 301.88 nm8.下列哪种仪器可用于合金的定性、半定量全分析测定( )A 核磁共振波谱仪B 紫外可见分光光度计C 原子发射光谱仪D 红外光谱仪9.原子化器的主要作用是( )A 将试样中待测元素转化为基态原子B 将试样中待测元素转化为激发态原子C 将试样中待测元素转化为中性分子D 将试样中待测元素转化为离子10.在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确的进行分析，最好选择何种方法进行分析？( )A 工作曲线法B 外标法C 标准加入法D 间接测定法11.原子吸收光谱法测定试样中的钡元素含量，通常需加入适量的钾盐，这里钾盐被称为( )A 释放剂B 缓冲剂C 消电离剂D 保护剂12.在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施是不适当的( )A 加入释放剂B 加入保护剂C 提高火焰温度D 改变狭缝宽度13.原子吸收光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是( )A 愈严重B愈不严重C基本不变D不变14.在电热原子吸收分析中，多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除，扣除的背景主要是( )A 原子化器中分子对共振线的吸收B原子化器中干扰原子对共振线的吸收C空心阴极灯发出的非吸收线的辐射D火焰发射干扰15.在原子吸收分析中, 通常分析线是共振线, 因为一般共振线灵敏度高, 如Hg 的共振线185.0 nm比Hg的共振线253.7 nm的灵敏度大50倍, 但实际在测汞时总是使用253.7nm 作分析线, 其原因是( )A汞蒸气有毒不能使用185.0nmB汞蒸气浓度太大不必使用灵敏度高的共振线C Hg185.0 nm线被大气和火焰气体强烈吸收D 汞空心阴极灯发射的185.0 nm线的强度太弱16.在原子吸收光谱法分析中, 能使吸光度值增加而产生正误差的干扰因素是( )A物理干扰B化学干扰C电离干扰D背景干扰17.紫外-可见吸收光谱主要决定于( )A分子的振动、转动能级的跃迁B分子的电子结构C原子的电子结构D原子的外层电子能级间跃迁18.助色团对谱带的影响是使谱带( )A波长变长B波长变短C波长不变D谱带蓝移19.对化合物CH3COCH=C(CH3)2的n—p *跃迁,当在下列溶剂中测定,谱带波长最短的是( )A环己烷B氯仿C甲醇D水20.在紫外－可见吸收光谱中，下列具有最大吸收波长的物质是（）A B C D二、分析题1. 火焰原子化法测定某物质中的Ca 时，(1) 选择什么火焰？(2) 为了防止电离干扰采取什么办法？(3) 为了消除PO43-的干扰采取什么办法？2. 要测量质量分数为0.5％~2％的钠, 可用锌空心阴极灯发射的非共振线Zn 330.259nm 和Zn 330.294nm来测定。
材料研究与测试方法
2.吸收光谱法：辐射通过物质，某些频率的辐射被组 成物质的粒子吸收
原子吸收光谱法 紫外可见吸收光谱法 红外吸收光谱法 核磁共振波谱
3.散射光谱法： 测定物质对光的散射
单色光
样品
透射光
散射光
拉曼散射： 单色光光子与分子发生非弹性碰撞作用—
—光子与分子有能量交换 (散射光与入射光频率不同，波长不同)
某种电磁辐射与材料相互作用产生特征光谱 检测特征光谱的波长和强度
应用：测定物质组成、结构、特征基团的鉴别 等
定性、定量分析
二、光谱分析方法的分类
按照电磁辐射与物质相互作用的结果，可产生 发射、吸收和散射三种类型的光谱 1.发射光谱法： 原子或分子的特征辐射光谱
原子发射光谱法 原子荧光光谱法 X荧光光谱法 分子荧光光谱法 分子磷光光谱法
۞学习要求：
①仪器的基本原理； ②仪器方法适用的范围，能提供的信息和解决的问题； ③实验技术方面：
a、样品的要求与制备(如样品的状态、数量要求) b、实验条件的选定 ④学会分析一般的测试结果(图谱、图像等)
§1.2 光谱分析方法简介
一、光谱分析法：
利用待测组分的光学性质(如光的发射、吸收、 散射、折射、衍射等)进行分析测定的一种仪器 分析方法。
材料研究与测试方法
Materials Research and Test Methods
第一章 绪论 §1.1 前言
材 料 研 究 四 要 素
✓ 材料的组成 ✓ 物相结构 ✓ 材料的掺杂 ✓ 材料的化学价态 ✓ 微观形貌
借助各种测试技术
技术性、实验方法性课程
了解各种测试方法的基本原理、仪器构造、 测试结果分析
三、光谱分析法的仪器构造
样品 光源
材料分析测试第十章紫外可见吸收光谱法
(a)吸光度对波长的关系图
(b)百分透光率对波长的关系图
1.吸收峰 ；2.谷；3.肩峰；4.末端吸收
吸收曲线的吸收高峰（称最大吸收峰）所对应的波长称
为最大吸收波长，常用max表示
整理ppt
34
2. 无机固体光学吸收谱的类型
无机固体（含矿物）的光学吸收光谱（紫外-可见-近红外 吸收光谱），主要分为三种类型，它们分别用三种理论来 解释：晶体场光谱（晶体场理论）、电荷转移光谱（分子 轨道理论）和吸收边（能带理论）。
摩尔吸收系数（）比较小，即吸收峰强度
比较小，很少在近紫外区观察到。
整理ppt
5
一些化合物n-*跃迁所产生吸收的数据
化合物 H2O
max/nm max
样品为气态
167 1480
CH3OH CH3Cl
184 150 max最大吸收波长 173 200
CH3I
258
(CH3)2S(乙醇溶液) 229
365 max最大摩尔吸收系数 140
利用吸收光谱的这一性质，可用来判断化合物的跃迁类型及谱带的归属。
整理ppt
12
共扼效应对max的影响
共扼烯烃及其衍生物的-*跃迁均为强吸收带，104，这
类吸收带称为K带。
在分子轨道理论中，电子被认为是通过共扼而进一步离 域化的，这种离域效应降低了*轨道的能级，光谱吸收峰
移向长波方向，即红移。
，-不饱和醛、酮中羰基双键和碳-碳双键-共扼也有类
实线-苯
虚线-甲苯
苯及其衍生物的长波区谱带(B带) 为一组尖锐吸收蜂，这是振动跃 迁叠加在电子跃迁上的结果。
苯和甲苯的紫外光谱图 (在环己烷中)
极性溶剂可以减少或消除这种精 细结构。
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n→s*跃迁
➢ 所需能量较大
➢ 吸收波长为180～210nm，大部分在远紫外区，一 部分在近紫外区
➢ 含非键电子的饱和烃衍生物(如N、O、S和卤素等 杂原子)均发生n→s*跃迁
➢ 如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n →s*跃迁的λ分别 为173nm、183nm和227nm
当浓度以 g/L 表示时，称 K 为吸光系数
当浓度以mol/L表示时, 称K为摩尔吸光系数, 以 表示, 即
A lc
摩尔吸光系数ε的讨论:
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数
同一吸收物质在不同波长下的ε值不同
在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示 εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，
➢ 功能：信号的处理及读出 ➢ 类型：常用的记录系统有电位计、检流计、示波
器及数据台、数字电压表、微机等
二、紫外-可见分光光度计的类型
1. 单光束分光光度计 2. 双光束分光光度计 3. 双波长分光光度计
第三节 紫外可见吸收光谱的应用
Application of ultraviolet spectrometry
第四节 分子荧光光谱法
Molecular fluorescence spectroscopy
本章学习要求
1.掌握紫外-可见光谱的基本概念和原理 2.掌握有机化合物中电子跃迁的基本类型 3.明确紫外可见吸收光谱与有机物结构之间的关系 4.了解紫外可见吸收分光光度计的构造 5.掌握紫外-可见光谱的定性和定量分析方法 6.了解分子荧光光谱法的原理
第四章
材料研究与测试方法
紫外-可见吸收光谱法
Ultraviolet-Visible Absorption Spectrometry， UV-Vis
内容
第一节 紫外可见吸收光谱基本原理
Basic principles of UV-Vis
第二节 紫外可见分光光度计
Utraviolet-visible spectrometer
DE hv h c
分子吸收该电磁辐射，发生能级的跃迁
若用连续的电磁辐射以波长大小顺序分别照射分子，并记 录物质分子对辐射吸收程度随辐射波长变化的关系曲线— —分子吸收曲线，通常叫分子吸收光谱.
2. 分子吸收光谱类型
➢远红外光谱
分子吸收远红外光,发生转动能级跃迁，形成的光谱称为 远红外光谱或转动光谱
分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级
分子的内能： E分子= Ee + Ev + Er
整个分子能量的变化包含着电子能级的变化、振动能级 的变化和转动能级的变化：
DE分子= DEe + DEv + DEr
20-1 1-0.05 0.005-0.05 eV 0.06------1.25-----25------250 m
180-210nm
s＊
s → s* p p*
n s* n p*
能
200nm
量
270-300nm
p＊
n
p
C-C C=C C-X C=O
C=O N=O
s λ/nm
各种跃迁所需要的能量顺序: s→s* > n→s* ≥ p→p* > n→p*
s→s*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的跃迁 ➢ 吸收波长λ< 200nm，例如, 饱和烷烃甲烷的 λmax
n→p*跃迁
➢ 所需能量比较小 ➢ 吸收波长位于近紫外或可见光区,
ε< 100 L·mol-1·cm-1，为弱吸收 ➢ 含有杂原子的不饱和化合物可以发生n→p*跃迁，
如, 羰基、硝基、亚硝基等 ➢ n→p*跃迁所产生的吸收带称为R带
常用概念
➢ 发色团（或生色团）：具有π电子的不饱和基团， 即可在紫外-可见光区产生吸收的官能团。如C=C、 C≡C、 C=O、-NO2等
这种分子吸收光谱源于分子外层电子或价电子 能级间跃迁而产生的电子光谱.
广泛用于有机和无机物质的定量测定，辅助定性 分析（如配合IR）
电磁波谱
远紫外区(10-200nm)，近紫外区(200-400nm)和可见光区(400-800nm)
二、分子吸收光谱的产生及类型
1. 分子吸收光谱的产生
分子内部三种运动形式： （1）电子相对于原子核的运动 电子能量 （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动 振动能量 （3）分子本身绕其重心的转动 转动能量
max 较大 (104以上)，可用于定量分析
配位场跃迁(Ligand field transition)
过渡元素的 d 或 f 轨道为简并轨道(Degeneration orbit)，形成配合物时，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辐射 跃迁到高能量轨道，从而产生吸收光谱。
➢ 红外光谱
分子吸收红外光，产生振动能级跃迁。在分子振动时同时 有分子的转动运动，因此分子振动产生的吸收光谱中，包 括转动光谱，故常称为振-转光谱，又称红外光谱，主要用 于有机化合物结构鉴定。
➢ 紫外-可见吸收光谱
分子吸收真空紫外到可见光，发生电子能级间的跃迁， 对应形成的光谱称为电子光谱或紫外-可见吸收光谱，可 用于结构鉴定和定量分析
3). 仪器因素
L-B定律只适用于单色光，但经仪器狭缝投射到被测溶液 的光，并不能保证理论要求的单色光
第二节 紫外-可见分光
光度计
UV-Vis spectrometer
一、基本组成 二、类型
一、基本组成
1. 光源
➢ 要求：提供能量，激发被测物质分子使之产生价电子的
跃迁，从而产生电子光谱；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。
max 较小 (102)，很少用于定量分析
多用于研究配合物结构及其键合理论
四、吸收光谱的测量
1. 朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
1) 透光率T％ T I I 为透射光的强度
I0 I0 为入射光的强度
2) 吸光度A A lg I0
lgT
I
1760年朗伯(Lambert)阐明了物质对光的吸收程度和吸收层 厚度的关系，即 A∝l
1). 定律本身的局限性
L-B定律通常只有在稀溶液时才能成立，随着溶液浓度增 大，吸光质点间距离缩小，彼此间相互影响和相互作用加强， 破坏A和c之间的线性关系；
2). 化学因素
试液中各组份的相互作用，如发生了分解、电离、酸碱、 配位、缔合、光化反应或与溶剂发生反应等，改变了吸光物质 的浓度，导致偏离比尔定律
远紫外区 近紫外区 可见区
10-200nm （真空紫外区） 200-400nm 400-800nm
三、紫外-可见1.吸紫收外光可谱见光谱图
不同物质结构不同,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不同波长或 能量的外来辐射——UV-Vis定性分析的基础。
定性分析具体做法：让不同波长的光通过待测物，测量其 对不同波长光的吸收程度(吸光度A)，以A为纵坐标，以波 长或频率为横坐标作图——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。
也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度
（2）不随浓度c和光程长度l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）不同物质λmax有时可能相同，但εmax不一定相同，可
作为定性鉴定的参数
2. 偏离 L-B 定律的因素
样品吸光度A与光程l总是成正比。但当l一定时， A 与c 并不总是成正比，即偏离 L-B 定律
例，乙烯的p→p* 跃迁，λmax= 162nm，εmax为 104 L·mol-1·cm-1
➢ 当分子中存在两个或两个以上的双键共轭体系时 ， p→p*跃迁能量降低，吸收波长向长波方向移动， λmax > 200nm, 所产生的吸收带为K带 (共轭分子 的特征吸收带), εmax > 104 L·mol-1·cm-1, 为强吸 收
第一节 紫外可见吸收光
谱基本原理
basic principle of UV-Vis
一、概述 二、分子吸收光谱产生
及类型 三、紫外可见吸收光谱 四、吸收光谱的测量
一、概述
紫外可见吸收光谱法：利用某些物质分子能够吸收紫 外、可见光 (10~ 800 nm) 的辐射而产生的分子吸收光 谱来进行定性、定量和结构分析的方法。
➢ 助色团：有一些含有n电子的基团(如-OH, -NH2, -OR、-SH、-Cl、-Br、-I等)，它们本身没有生色 功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色
团相连时，就会发生n-p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)
➢ 红移和蓝移：由于取代基或溶剂的影响使吸收带 的最大吸收波长向长波方向移动称为红移；反之， 向短波方向移动称为蓝移（或紫移）。
紫外可见吸收光谱示意图
A 末端吸收
最大吸收峰
肩峰
次强峰
峰谷
max
( max)
min
/nm
2. 有机化合物的紫外可见吸收光谱
s电子：形成单键的电子 p电子：形成不饱和键的电子 n电子：氧、硫、氮、卤素等杂原子上未成
键的电子 以甲醛分子为例：n电子 ：O： π电子
H CH σ电子
电子跃迁类型
150-160nm
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，即 A∝ c
二者的结合称为朗伯-比尔定律，其数学表达式为：
A lg T Klc
A lg I0 lg T Klc I