紫外吸收光谱解析
紫外吸收光谱法详解
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。
紫外吸收光谱知识讲解
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
紫外吸收光谱原理
紫外吸收光谱原理
紫外吸收光谱是一种分析化学方法，用于测定物质在紫外光区域的吸收能力。
其原理是通过测量样品吸收能力与无样品的参比溶液吸收能力之间的差异来确定样品中的化学物质的浓度或质量。
在紫外区域，物质分子的电子处于激发状态，当有足够能量的光照射时，分子中的电子会从基态跃迁至激发态。
这个跃迁的能量取决于分子结构和基态能级的能量，因此不同的化学物质会在不同的波长处吸收光线。
利用这个原理，可以制备各种标准溶液，通过在不同的波长处对标准溶液和待测样品溶液的吸光度进行测量，可以计算出待测样品中的化学物质的浓度或质量。
紫外吸收光谱在生命科学、医学、食品工业、环境监测等领域广泛应用。
它不仅能够快速准确地测定样品中的各种化学物质，还可以帮助科学家们研究化学物质在不同波长下的吸收行为，从而更深入地了解化学物质的特性和反应机制。
- 1 -。
紫外可见吸收光谱法基本原理和解析
收曲线(最大吸收波长 max)。
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蓝 ➢黄 450~480nm 580~600nm
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★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
紫外吸收光谱分析
单色器是将光源发出的复合光分解为单色光的装置。在紫外吸收光谱分析中，常 用的单色器有棱镜单色器和光栅单色器。棱镜单色器分辨率较低，适用于宽波段 扫描；光栅单色器分辨率较高，适用于窄波段扫描和定量分析。
样品池设计与使用注意事项
样品池设计
样品池是承载样品的装置，其设计应考虑到样品的性质、浓度以及分析波长等因素。常 用的样品池有石英比色皿和玻璃比色皿，前者适用于紫外区域的分析，后者适用于可见 光区域的分析。此外，样品池的光程长也是需要考虑的因素，一般根据分析需求选择合
03 样品前处理与实验条件 优化
样品溶解与稀释方法
选择合适溶剂
根据样品的性质选择合适的溶剂 ，确保样品在溶剂中完全溶解， 避免产生浑浊或沉淀。
稀释倍数确定
根据样品的浓度和仪器的检测范 围，确定合适的稀释倍数，使样 品在检测时处于线性范围内。
pH值调整及缓冲液选择
pH值调整
根据样品的性质和实验需求，使用酸或碱调整样品的pH值，确保样品在合适 的pH值下进行实验。
多组分体系同时测定策略探讨
1 2 3
多波长测定法
利用不同组分在紫外光谱中的特征吸收峰，选择 多个波长进行同时测定，实现多组分体系的分析 。
差分光谱法
通过比较样品与参比溶液在特定波长下的吸光度 差异，消除背景干扰，提高多组分体系测定的准 确性。
化学计量学方法
结合化学计量学算法，对多组分体系的紫外吸收 光谱数据进行解析，实现各组分浓度的同时测定 。
应用举例
在药物分析中，利用紫外光谱法可以 快速识别原料药或制剂中的主成分， 以及可能的杂质或降解产物。
导数光谱法在Biblioteka 合物鉴定中应用原理导数光谱法通过对原始紫外光谱进行数学处理（求导），可 以突出光谱的细微特征，提高混合物中各组分的分辨率。
紫外光谱基本原理 紫外吸收光谱 紫外光谱解析
某化合物分子式C8H6O2，其紫外光谱如下，
推导其可能结构。
Fig
O O O O
麦角甾醇(Ergosterol)经Oppenauer氧化，得到(A) max 242nm（20000）， (B) max 280nm（ 33000）, 推导(A)和 (B)的结构。
R
max 283nm
O R R
max 244nm
HO O R
max 280nm
O
紫外光谱应用实例
三氯乙醛在水中的结构 CCl3CHO · 2O/n-C6H6 , H UV: max 290nm (33) CCl3CHO · 2O/n-H2O , H UV: CCl3CH(OH)2
人血清蛋白的紫外光谱
健康人血清（4）与癌症病人血清的紫外光谱
单取代苯: 取代基对苯环紫外吸收（E带，B
带）的影响与取代基的类型有关。
R基的引入，对E带，B带仅有很小的红移。 助色基的引入，对E带，B带有不同程度的
红移。
C6H6 C6H5 CH3 C6H5OH C6H5OCH3 C6H5SH C6H5NH2
203.5nm （ 7400） 254nm （ 204） 206nm （ 7000） 261nm （ 225） 210.5nm（ 6200） 270nm （ 1450） 217nm （ 6400） 269nm （ 1480） 236nm （ 10000） 269nm （ 7000） 230nm （ 8600） 280nm （ 1430）
210~230nm 和260~280nm范围。
例如：(CH3)2C=CHCOCH3 λmax 239nm
(实测值：235nm)
(CH3)2C=CHCOOH λmax 217nm (实测值：216nm)
紫外吸收光谱的名词解释
紫外吸收光谱的名词解释紫外吸收光谱（Ultraviolet Absorption Spectrum）是用于研究物质分子结构和相互作用的一种重要的分析技术。
在这种光谱图中，我们可以观察到物质分子在紫外光区域吸收或散射辐射的情况。
本文将对紫外吸收光谱中的相关名词进行解释和阐述，以帮助读者更好地理解这一分析方法。
一、紫外光区域紫外光区域位于可见光和X射线之间，波长范围约为10-400纳米。
从波长较长到较短，紫外光区域可分为近紫外（NUV）、中紫外（MUV）和远紫外（FUV）三个子区域。
不同波长的紫外光会与物质分子相互作用，从而导致不同程度的吸收。
二、吸收峰和吸收带在紫外吸收光谱图中，我们可以观察到吸收峰和吸收带。
吸收峰是指在光谱图上出现的较为尖锐的峰状图形，表示某种特定波长的光被物质分子吸收的情况。
吸收带则是指在光谱图上出现的较为宽广的吸收区域，表示多种波长的光被吸收。
三、摩尔吸光度和摩尔吸光系数摩尔吸光度（molar absorptivity）是一种用来描述物质分子吸收特性的重要参数。
它衡量了光的强度与溶液中物质浓度及光程长度之间的关系。
摩尔吸光系数（molar absorption coefficient）则是摩尔吸光度与物质浓度及光程长度的比值，用以修正溶液中浓度和光程对吸光度的影响。
四、Beer-Lambert定律Beer-Lambert定律是紫外吸收光谱中的一个重要理论基础。
它描述了光的吸收与溶液中物质浓度、光程长度和摩尔吸光系数之间的关系。
根据Beer-Lambert定律，溶液中物质的吸光度与物质的浓度成正比，与光程长度呈指数关系。
这个定律在分析化学中应用广泛，常用于测定物质浓度和解释吸光度的变化。
五、电子激发和电子跃迁紫外吸收光谱是通过测定物质分子中的电子激发和电子跃迁来研究物质的吸收特性。
当物质分子受到紫外光的激发时，电子会从低能级跃迁到高能级，同时吸收特定波长的光能。
不同分子的电子能级结构和跃迁方式不同，因此它们对不同波长的光的吸收也会有差异，从而形成具有特定峰值和带状图案的紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱
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（%）
有机波谱解析-第二章 紫外光谱
C
Hale Waihona Puke n<pOC
C
p*
n > p p*
n
n C
p* p
p*
n
p n 非极性
p
O 非极性
C C
p
极性
极性
n → p*跃迁：兰移； ； pp np
（4）尽量和文献中所用的溶剂一致。
（5）溶剂挥发性小、不易燃、无毒性、价格便宜。
5. 电子跃迁的类型
紫外吸收光谱是由价电子的能级跃迁而产生的，有机化 合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、 π电子、n电子。 s* n p* H C O
s
p E 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
各种电子能级的能量及电子跃迁类型如右图
3. 紫 外 光 谱 图
横坐标：波长或频率 纵坐标：吸光度（A) 或 透过率(T)
紫外光谱（图）的特点： 吸收谱带少； 吸收谱带宽； 通常以谱带吸收最强的波长表示谱带位置，称 为最大吸收波长（λmax) ，是分子的特征常数， 与分子电子结构相关，可推测化合物中生色团类 型和共轭大小； 吸收强度以最大吸收波长处的摩尔吸光系数 （εmax）表示，也是分子特征常数和鉴定化合物 的重要依据。
H H c H
取代基 红移距离 -SR 45(nm)
c H
max=162nm 助色基团取代 p
-NR2 40(nm) -OR 30(nm)
p*（K带)发生红移。
-Cl 5(nm) CH3 5(nm)
（2）共轭烯烃中的
p → p*
紫外可见吸收光谱原理
紫外可见吸收光谱原理
紫外可见吸收光谱是一种常用的分析方法，用来研究物质对紫外和可见光的吸收特性。
其原理基于分子吸收光谱和比尔定律。
当紫外可见光线通过样品溶液时，部分光子会被溶液中的分子吸收。
吸收的光子会使分子的电子跃迁到更高的能级，从而产生吸收峰。
通过测量样品溶液的吸收峰强度，可以获得与溶质浓度相关的吸光度数据。
吸光度与溶质浓度之间的关系可以由比尔定律描述。
比尔定律认为吸光度与溶质浓度之间存在线性关系，即吸光度与溶质浓度成正比。
根据比尔定律的表达式A = εlc，其中A为吸光度、ε为摩尔吸光系数、l为光程长度、c为溶质浓度，可以通过测
量吸光度来确定溶质的浓度。
实际测定过程中，常用紫外可见分光光度计进行测量。
分光光度计通过分光装置将入射的光线分成不同波长区域，再通过样品池使光通过样品溶液，在光敏探测器的检测下得到吸光度信号。
然后将吸光度与浓度数据转化并分析，以得出所需的结果。
通过紫外可见吸收光谱，可以研究溶液中溶质的浓度、反应动力学、溶解度等参数，并用于定量分析和质量控制等领域。
这种分析方法广泛应用于化学、生化、制药等领域，并为科学研究和工业生产提供了强有力的支持。
紫外吸收光谱分析原理
紫外吸收光谱分析原理
紫外吸收光谱分析是一种常用的分析方法，用于测定物质在紫外光波段的吸收特性。
其原理基于分子在紫外光波长的辐射下，会吸收特定波长的光能，而波长较短的紫外光可以提供充分的能量，使得分子的电子跃迁至能级更高的激发态。
在紫外吸收光谱分析中，常用的仪器是紫外可见分光光度计。
该仪器通过使用一束连续可见光谱范围的光源，并将光分成几种不同波长的组分。
这束光线经过样品后，会发生吸收作用，被吸收的光能量与样品中存在的物质量成正比。
未被吸收的光线则通过光谱仪，最终转化为一个电子信号。
在分析过程中，将样品和参比物(一般是纯溶剂)分别放入两个
光路，并测量它们的吸收谱线。
通过比较两者的吸收度差异，可以得到样品物质在不同波长下的吸收特性。
这种减法方法可以排除溶剂本身的吸收对结果的影响，提高测量的准确性。
紫外吸收光谱分析在许多领域中都有广泛的应用，特别是在药学、生物化学和环境监测等领域。
通过测定样品的吸收谱线，可以定量测定物质的浓度、检测它们的组分以及判断样品的纯度。
同时，该分析方法快速、灵敏度高，无损伤性，不需要特殊样品处理，是一种非常有效的分析手段。
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。
紫外吸收光谱解读
可知光子的能量与频率成正比，与波长成反比。波长愈长，频率愈低，能量愈小。已知电磁波的波长后，很容易求出其光子的能量，例如大二300且甲的紫外光的光子能量为:
E=hc忱=6·624X1O刊(J·S)X3X1O1o(cm·S@l)「300XlO-，(cm)=6·62XlO-l，J
电磁波的波长从10-，nm~l0OOm，覆盖了非常宽的范围，为了便于研究，根据波长大小将电磁波划分为若千个区域(见表2-1)。不同区域的电磁波对应于分子内不同层次的能级跃迁。
2·1·2分子吸收光谱的产生
物质内部存在着多种形式的微观运动，每一种微观运动都有许多种可能的状态，不同的状态具有不同的能量，属于不同的能级。当分子吸收电磁波能量受到激发，就要从原来能量较低的能级(基态)跃迁到能量较高的能级(激发态)，从而产生吸收光谱。分子吸收电磁波的能量不是连续的而是具有量子化的特征，即分子只能吸收等于两个能级之差的能量AE。
高能级图2-1波谱分析的一般原理
2·1·]电磁波的基本性质和分类
电磁波具有波粒两象性。光的衍射、干涉及偏振等现象证明了其波动性，电磁波的波动性还体现在它有波长、频率等类似于机械波的特性。电磁波的波长、频率与光速存在着特定的关系:
"·A=。·(2-1)
式中步为频率成为波长籧为光速。频率一般用赫兹(Hz)为单位;波长用长度单位表示，例如
吸收光谱图(见图2-5)的横坐标是波长或频率，纵坐标是吸收强度。吸收强度一般可用两种方法表示，一是透过率(transmittancy，T)或百分透过率(T%)，其定义如下:
(2-6)
(2-7)
因此
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。
紫外吸收光谱
紫外吸收光谱
紫外吸收光谱，也称紫外分光光度计，是一种用于分析和测量物质内部结构的光谱技术。
它是一种在紫外区域中分析物质结构的技术，通过分析物质中的紫外光谱让我们更好的了解它们的结构和性质。
紫外吸收光谱是一种紫外光谱分析技术，它可以用来测量物质中的吸收或发射紫外光的能量。
这种能量的测量结果可以以吸收光谱的形式表示，从而帮助我们了解物质的结构和性质。
紫外吸收光谱的原理是使用一种特定的紫外光，在一个特定的实验条件下测量物质的紫外吸收能力。
当物质受到紫外光的照射时，它会吸收一定的能量，而这些能量可以以曲线的形式展示出来，就是紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱能够提供有关物质内部结构和性质的息，比如它们的分子结构、物质的构成以及物质的溶解度等等。
紫外吸收光谱在化学分析、物质分析、生物技术以及其他科学领域都有广泛的应用。
在化学分析中，它可以用来识别物质的结构；在物质分析中，它可以用来测定物质的含量；在生物技术领域，它可以用来研究物质的生物活性；在环境领域，它可以用来检测空气中的有害物质等等。
紫外吸收光谱是一种用于分析和测量物质内部结构的光谱技术，它可以用来测定物质的结构、物质的构成以及物质的溶解度等等。
它已经在化学分析、物质分析、生物技术以及其他
科学领域得到了广泛的应用，为科学研究和实际应用提供了重要的帮助。
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4. 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，εmax一般在104L· mol-1· cm-1以上，属
于强吸收。
(1) 不饱和烃的π→π*跃迁 烃(如丁二烯) 。
H c H c
H H
包括有孤立双键的烯烃(如乙烯)和共轭双键的烯
分子的能量等于电子能量Ee 、振动能量Ev 、转
动能量Er之和。
即: E ＝ Ee + Ev + Er ΔΕe >ΔΕv >ΔΕr
分子吸收光谱讨论：
(1) 转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产
生吸收光谱位于远红外区。 (2) 振动能级的能量差ΔΕv：0.025～1eV，跃迁产生的吸
乙烯π→π*跃迁的λmax为171nm，εmax为: 1×104 L· mol1· cm-1；丁二烯的λmax为217nm，εmax为:
2×104 L· mol-1· cm-1。
丁二烯中由于共轭双键的作用，形成大π键，电
子激发所需能量减小，因此吸收峰向长波移动。
K带
• K带——共轭非封闭体系的π→π * 跃迁所 产生的吸收带。 • K带的特点是强度大，εmax为104~2×105 L· mol-1· cm-1，吸收峰一般为217~280nm。
红移/蓝移
当饱和烃化合物中的氢被氧、氮、卤素、硫等含有 n电子的杂原子取代时，由于n电子易激发，使电子 跃迁所需能量降低，吸收峰向长波方向移动，称为 红移。
例如：甲烷的σ→σ＊ 跃迁λmax为125~135nm ；碘 甲烷的σ→σ＊ 跃迁λmax为150~210nm，n →σ＊ 跃 迁为259nm；二碘甲烷及三碘甲烷的λmax分别为 292nm及349nm 。
• K带的波长及强度与共轭体系的数目、位 置及取代基有关。 • 共轭双键越多，红移越大。
(2) 共轭烯烃中的 p → p*跃迁
p
(HOMO
p
p 165nm p
p₃ 217nm p₂ p₁
p p
LVMO)
max
共轭烯烃(不多于四个双键) p → p*跃迁吸收峰可由 伍德沃德——菲泽 规则估算： max= 基+nii
s* p*
E
K
E,B
R
n
p
s
3. 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。
化合物 H2O CH3OH CH3CL CH3I CH3NH2 max（nm） 167 184 173 258 215 emax 1480 150 200 365 600
分子吸收光谱
紫外吸收光谱：分子外层电子能级跃迁
波长范围：100-800 nm.
(1) 远紫外光区: 100-200nm(2) 近紫外光区: 2Fra bibliotek0-400nm
(3) 可见光区:400-800nm
可用于分子的结构鉴定
e
1
4
2 3 300 λ 350 400nm
和定量分析
250
9.2 有机物化合物的紫外吸收光谱
2. 饱和烃的σ→σ＊跃迁
所需能量最大，σ电子只有吸收远紫外光的能量(波
长短)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λ10 ~ 200 nm。 例：甲烷的λmax为125nm , 乙烷λmax为135nm。 只能 被真空紫外分光光度计检测到。 λ< 160 nm的紫外光为真空紫外。 可作为溶剂使用。
+5
第九章 紫外吸收光谱分析
波谱学简介
波谱法是化合物结构测定和成分分析的 重要手段。 主要包括紫外光谱、红外光谱、核磁共 振光谱、质谱等。
在材料科学、生命科学、化学、农业等 领域得到广泛应用。
9.1 分子吸收光谱
M + h → M* M + 热 M + 荧光或磷光
基态
E1 特征： 1. E = E2 - E1 = h （△E）
收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱。
(3) 电子能级的能量差ΔΕe：1～20eV，电子跃迁产生的 吸收光谱在紫外—可见光区，称为紫外—可见光谱或 电子光谱。
分子吸收光谱讨论：
(4) 吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差
所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据。
(5) 吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提 供分子结构的信息。 (6) 通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为 定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相 同； (7) 吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量分 析的依据。
基-----是由非环或六环共轭二烯母体决定的基准值。 无环、非稠环二烯母体： max=217 nm
异环（稠环）二烯母体： 同环（非稠环或稠环）二烯母体：
max=214 nm max=253 nm
nii :
由双键上取代基种类和个数决定的校正项。
(1) 每增加一个共轭双键 +30
(2) 环外双键
激发态
E2
量子化 ；选择性吸收
2. 吸收曲线与最大吸收 波长 max 3.带状光谱
分子的电子能级跃迁与分子吸收光谱
分子内部三种运动形式： (1) 电子相对于原子核的运动 (2) 原子在其平衡位置附近的相对振动
(3) 分子本身绕其重心的转动
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。
1.紫外吸收光谱的产生
紫外吸收光谱由分子中价电子的跃迁产生。
吸收光谱波长和强度取决于分子中价电子的分布
和结合情况。
有机化合物的紫外吸收光谱是三种电子跃迁的结
果：
σ电子：形成单键的电子 π电子：形成双键的电子 n电子：未成键的孤对电子
s
H
C H
p
O
n
电子跃迁类型
s*
分子轨道理论：成键轨 p* R E K 道—反键轨道。 n E,B p 当外层电子吸收紫外或可 见辐射后，就从基态向激 s 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： σ →σ ＊ n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ π→π＊ < σ→σ＊ n →σ ＊ n电子最易激发；其次为π n→π＊ 电子； σ电子最难激发。