紫外可见分光光度法培训课件
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紫外-可见分光光度法 PPT课件
若化合物在某波长处有强的吸收峰，而所含杂质在该波长处 无吸收或吸收很弱，则化合物的吸光系数将降低，若杂质在
该波长有比此化合物更强的吸收，将会使化合物的吸光系数
增大，且会使化合物的吸收光谱变形。（举一个间接的例子
吧，前一段时间快检车抽到一批吗叮啉，红外快检认定是假
药，送到所里以后，我们用薄层法做了一下，发现样品也显
百分吸收系数 377
吸收度值 277nm 0.461
0.461×0.2609×100.00×200.00
含量=-----------------------------------×100%=96.97%
377×0.0658×5.00×0.2×100
二、多组分定量测定 解线性方程组法 等吸收双波长消去法 系数倍率法 导数光谱法
面神经麻痹的病理变化早期主要为面神经水肿髓鞘和轴突有不同程度的变性以在茎乳突孔和面神经管内的部分尤为显著w五测定时除另有规定外应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照测定吸光度实际上是透光率而在测定光强弱时不只是由于被测物质的吸收所致还有溶剂和容器的吸收光的色散和界面反射等因素都可使透射光减弱用空白对照可排除这些因素的干扰
由上图可以看出吸收光谱的特征： ⑴曲线上“A”处称最大吸收峰，它所对应的波长称 最大吸收波长，以λmax表示。 ⑵曲线上“B”处有一谷，称最小吸收，所对应的波 长，称最小吸收波长，以λmin 表示。 ⑶曲线上在最大吸收峰旁边有一小峰“C”，形状像 肩的部位，称肩峰，以λsh表示。
⑷在吸收曲线的波长最短的一端，曲线上“D”处， 吸收相当强，但不成峰形，此处称为末端吸收。
利用物质的吸收光谱进行定量、定性及结构 分析的方法称为吸收光谱分析法。紫外－可 见吸收光谱是一种分子吸收光谱，它是由于 分子中原子的外层电子跃迁而产生的。
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-可见分光光度法课件
应用：多组分测定
A 总 A aA bA c
14
比尔定律在有化学因素影响时不成立。 解离、缔合、生成络合物或溶剂化等会对
比尔定律产生偏离。 比尔定律在有仪器因素影响时也不成立。 非单色光对比尔定律产生偏离。 杂散光(非吸收光)也会对比尔定律产生影
响。 其他影响因素包括溶剂、光效应等也应考
虑。
15
E
Eh (dg) = 0.6 o
dz2
dx2-y2
(dg)
o 0.6 o
E=0
0.4 o
El (d) = - 0.4 o dxz
(d)
dyz dxy
d～d跃迁：吸收了光后，d电子可从能量低的d轨 道向能量高的d轨道跃迁， 其能量差一般在120～360kJ·mo1-1 它包括全部可见光范围。
49
配合物的颜色 分裂能不同，产生d～d跃迁所需的能量就
10
11
不同浓度时三(邻二氮菲)合铁(II)配离 子的吸收光谱示意图
12
二、 Lambert-Beer 定律
当一束平行单色光通过均匀溶液时，溶液的吸光 度A与其浓度和液层厚度成正比 图4.14
I0＝Ia+It
Ia
T＝It/I0 AlgT
lgI0
I0
It
It
Lambert定律，A=k1b
Ir
b
Beer定律，A=k2 c
朗伯－比尔定律：A＝kbc A = ε bc
ε ：摩尔吸光系数，单位为L·mol-1·cm-1。
13
Lamber-Beer定律的适用条件
入射光为单色平行光。 均一的稀溶液、气体等，无溶质、溶剂
及悬浊物引起的散射 该定律适用于固体、液体和气体样品 在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
A 总 A aA bA c
14
比尔定律在有化学因素影响时不成立。 解离、缔合、生成络合物或溶剂化等会对
比尔定律产生偏离。 比尔定律在有仪器因素影响时也不成立。 非单色光对比尔定律产生偏离。 杂散光(非吸收光)也会对比尔定律产生影
响。 其他影响因素包括溶剂、光效应等也应考
虑。
15
E
Eh (dg) = 0.6 o
dz2
dx2-y2
(dg)
o 0.6 o
E=0
0.4 o
El (d) = - 0.4 o dxz
(d)
dyz dxy
d～d跃迁：吸收了光后，d电子可从能量低的d轨 道向能量高的d轨道跃迁， 其能量差一般在120～360kJ·mo1-1 它包括全部可见光范围。
49
配合物的颜色 分裂能不同，产生d～d跃迁所需的能量就
10
11
不同浓度时三(邻二氮菲)合铁(II)配离 子的吸收光谱示意图
12
二、 Lambert-Beer 定律
当一束平行单色光通过均匀溶液时，溶液的吸光 度A与其浓度和液层厚度成正比 图4.14
I0＝Ia+It
Ia
T＝It/I0 AlgT
lgI0
I0
It
It
Lambert定律，A=k1b
Ir
b
Beer定律，A=k2 c
朗伯－比尔定律：A＝kbc A = ε bc
ε ：摩尔吸光系数，单位为L·mol-1·cm-1。
13
Lamber-Beer定律的适用条件
入射光为单色平行光。 均一的稀溶液、气体等，无溶质、溶剂
及悬浊物引起的散射 该定律适用于固体、液体和气体样品 在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
分析化学系列课件 紫外-可见分光光度法学习课件(PPT课件)
红移(red shift) 长移(bathochromic shift)
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增色效应或浓色效应 (hyperchromic effect)
返回
example
11.1.3 吸收带及其与分子结构的关系
吸收带 特 点 波长较长 弱吸收 λ(nm) ~300
吸收强度 (max)
+ + +
C
–
+ +
–
C
+ +
–
*
+
–
+
C C
–
+
+
C
–
+
+
C C
*
+
C
–
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–
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–
返回
共轭双键的离域作用
４ * ３
* 最高空轨道
E>E →跃迁几率↑→↑ ； E↓→↑ 最低占有轨道 ２ １ C=C 共轭 C=C
上一内容
下一内容
• 吸收光谱的特征 • 生色团和助色团 • 红移与蓝(紫)移 • 增色效应和减色效应 强带(strong band) max>104 • 强带和弱带 弱带(weak band) max<102
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返回
吸收光谱(absorption spectrum)的特征
X 微 红 可 紫 射 波 外 见 外 线 400~760nm 200~400nm
γ 射 线
3×1010 3×1012 3×1014 3×1016 3×1018 3×1020 3×1022
紫外——可见分光光度法教学课件PPT
KMnO4
530nm
AB 2
B 2
cBL
B 2cA B B 2 L 1 1 0 0 .4 2 4 1 4 2 0 0 L m o l 1c m 1
在 T = 36.8%(A=0.434)时，浓 度测定的相对误差最小。 在 实际测定时，常将吸光度控 制在0.2 ~ 0.7(T=20% ~65%) 之间。
测定相对误差与透光率的关系
3、参比溶液的选择
样
未考虑吸收池和溶剂对光
品
子的作用
参
I0
比
原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。
利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射和吸收带 来的误差。
例：用光程为1cm的吸收池，在两个测定波长处测定含有
K2Cr2O7和KMnO4两种物质溶液的吸光度。混合物在 450nm处的吸光度为0.38，在530nm处的吸光度为0.71，求 混合物的组成。已知1.010-3 mol/L的K2Cr2O7 在450nm处 吸光度为0.20，而在530nm处为0.05； 1.0 10-4mol/L的 KMnO4在450nm处无吸收，在530nm处吸光度为0.42。
c5 2..0 0 0 5 1 1 6 3 0 0 L g5 .0 0 1 （ 4 0gL 1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
a b A c 2 .0 c m 5 .0 0 .3 1 0 0 4 g 0 0 L 1 3 .1 0 -2 L 0 0 - 1 .c .g 1 m
Fe(SCN)3
Fe3+ + 3SCN－
溶液稀释时一倍时，上述平衡向右，离解度增大。所以
Fe(SCN)3的浓度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，导致 偏离朗伯—比尔定律。
紫外可见分光光度PPT(完整版)课件
因此，可能的跃迁为σ → σ*、π→ π*、n→ σ* n→ π*等。
2023/10/14
10
Wavelength
2023/10/14
11
て
~104 10～100 100～300
k
~200 200～800
<200 ~150(<200)
Amax(nm)
<U<M<M<xD<U<*0<1<*1<0<*0<0
(red shift 或bathochromic
shift) 指取代基或溶剂效应引起吸收带 向长波方向的移动；
蓝移 ( blue shift 或 hypsochron sh ift) 或紫移： 吸收带向短
波方向移动
2023/10/14
16
常见助色团及其助色效应(红移)λ
-F<-Cl<-Br<-OH<-OCH₃<-N NHCH₃<-N(CH₃)₂<-NHC₆H₅<
6
分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图
2023/10/14
不是任一波长的 光都可以被某一物质 所吸收，由于不同物 质的分子其组成结构 不同，它们所具有的 特征能级也不同，故 能级差不同，而各物 质只能吸收与它们内 部能级差相当的光辐 射，所以，不同物质 对不同波长的光吸收 具有选择性。
7
物质颜色与光吸收的关系
2023/10/14
29
四、 无机化合物的吸收光谱
金属离子 金属离子
配位体
d-d配位场跃迁
配位体
配位体π- π*
金属离子
配位体
电荷转移
2023/10/14
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Wavelength
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て
~104 10～100 100～300
k
~200 200～800
<200 ~150(<200)
Amax(nm)
<U<M<M<xD<U<*0<1<*1<0<*0<0
(red shift 或bathochromic
shift) 指取代基或溶剂效应引起吸收带 向长波方向的移动；
蓝移 ( blue shift 或 hypsochron sh ift) 或紫移： 吸收带向短
波方向移动
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常见助色团及其助色效应(红移)λ
-F<-Cl<-Br<-OH<-OCH₃<-N NHCH₃<-N(CH₃)₂<-NHC₆H₅<
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分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图
2023/10/14
不是任一波长的 光都可以被某一物质 所吸收，由于不同物 质的分子其组成结构 不同，它们所具有的 特征能级也不同，故 能级差不同，而各物 质只能吸收与它们内 部能级差相当的光辐 射，所以，不同物质 对不同波长的光吸收 具有选择性。
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物质颜色与光吸收的关系
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四、 无机化合物的吸收光谱
金属离子 金属离子
配位体
d-d配位场跃迁
配位体
配位体π- π*
金属离子
配位体
电荷转移
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紫外可见分光光度法(共73张PPT)
）。
2022/11/21
分光光度计的类型
2022/11/21
3.紫外-可见吸收光谱及其特征
吸收光谱
用不同波长的紫外-可见光（200~ 760 nm）依次照一定浓度的被测样品溶液时，就 会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为 横座标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵座标作图，即得到紫 外-可见吸收光谱（ultraviolet-visible spectra，简称UV）。
对光波来说，产生感光作用与生理作用的是 电场强度 E 。
2022/11/21
光的波长越短（频率越高），其能量越 大。
紫外光区 可见光区
远紫外区 10-200 nm （真空紫外区）
近紫外区 200 - 400 nm （UV光谱的研究区域）
400 - 760 nm
2022/11/21
2022/11/21
能量最小，λ 200~400nm（近紫外区）
ε = 10~ 100，弱吸收
跃迁能量大小： σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*
2022/11/21
∆E
n → σ*
σ→ σ*
π → π* n → π*
200
300
σ*反键轨道 π*反键轨道
n 非键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道
λ（nm）
第二节 紫外-可见分光度计
紫外-可见分 光光度计
2022/11/21
一、分光光度计的主要部件
Major Components of spectrometer
紫外-可见分光光度计的基本组成模块（ general process）
2022/11/21
1.光源
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。
2022/11/21
分光光度计的类型
2022/11/21
3.紫外-可见吸收光谱及其特征
吸收光谱
用不同波长的紫外-可见光（200~ 760 nm）依次照一定浓度的被测样品溶液时，就 会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为 横座标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵座标作图，即得到紫 外-可见吸收光谱（ultraviolet-visible spectra，简称UV）。
对光波来说，产生感光作用与生理作用的是 电场强度 E 。
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光的波长越短（频率越高），其能量越 大。
紫外光区 可见光区
远紫外区 10-200 nm （真空紫外区）
近紫外区 200 - 400 nm （UV光谱的研究区域）
400 - 760 nm
2022/11/21
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能量最小，λ 200~400nm（近紫外区）
ε = 10~ 100，弱吸收
跃迁能量大小： σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*
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∆E
n → σ*
σ→ σ*
π → π* n → π*
200
300
σ*反键轨道 π*反键轨道
n 非键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道
λ（nm）
第二节 紫外-可见分光度计
紫外-可见分 光光度计
2022/11/21
一、分光光度计的主要部件
Major Components of spectrometer
紫外-可见分光光度计的基本组成模块（ general process）
2022/11/21
1.光源
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。
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- 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)。
二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
跃迁类型
* * n* n*
n*， n*
n*， n* n* n*
17
紫外光谱中常用的术语
红移—λmax向长波方向移动 蓝移— 向短波方向移动 增色效应—吸收强度即摩尔吸光
系数 ，ε增大的现象
减色效应—吸收强度即摩尔吸光 系数， ε减小的现象 引入取代基或改变溶剂
18
无机化合物的紫外—可见吸收光谱
⑴过渡金属离子d一d的电子跃迁
（2）镧系和锕系离子的f一f电子跃迁
14
紫外光谱中常用的术语
助色团
助色团是指带有非键电子对的基团，如-OH
、 -OR、 -NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等，它们本
身不能吸收大于200nm的光，但是当它们与生 色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向
移动，并且增加其吸光度。
15
紫外光谱中常用的术语
生色团 —— 含有 键不饱和官能团 助色团 —— 基团本身无色，但能增强生色团颜色 为含有n电子，且能与电子作用，产 生n 共轭 270
22
有机化合物紫外-可见吸收光谱
4. 苯及其衍生物
苯有三个吸收带，它们都是由*跃迁引起 的。E1带出现在180 nm（MAX = 60，000）； E2带 出现在204 nm（ MAX = 8000 ）；B带出现在255 nm （MAX = 200）。在气态或非极性溶剂中，苯 及其许多同系物的B谱带有许多的精细结构，这是 由于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起 的。在极性溶剂中，这些精细结构消失,当苯环上有 取代基时，苯的三个特征谱带都会发生显著的变化， 其中影响较大的是E2带和B谱带。
单色光：只具有一种波长的光。
混合光：由两种以上波长组成的光，如白光。
黄 橙
红 紫 绿 青
白光
青蓝
蓝
物质的颜色是由于物质对不同波 长的光具有选择性的吸收作用而 产生的，物质的颜色由透过光的 波长决定。
例：硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色； 高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。 如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以
25
溶剂对紫外吸收光谱的影响
2. pH值对紫外光谱的影响
pH值的改变可能引起共轭体系的延长或缩短 ，从而引起吸收峰位臵的改变，对一些不饱和 酸、烯醇、酚及苯胺类化合物的紫外光谱影响 很大，如果化合物溶液变为碱性时，吸收峰发 生红移，表明该化合物为酸性物质。如果变为 碱性，发生蓝移，可能为芳胺。 例如：苯酚（当pH大于7时，发生红移） 苯胺与盐酸苯胺
⑶电荷转移吸收光谱-络合物的吸收 当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属M 轨道上电荷的转移到配位体L的轨道，或按相反方 向转移，这种跃迁称为电荷转移跃迁，所产生的 吸收光谱称为荷移光谱。 在分光光度法中具有重要意义: 微量组分的定量分析。
19
有机化合物紫外-可见吸收光谱
1. 饱和烃及其取代衍生物
Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
3
一、概述 – 分子光谱
Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr 电子能级 振动能级
转动能级
4
一、概述 – 分子光谱
ΔΕr 0.005～0.050eV 远红外光谱(分子转动光谱) ΔΕv 0.05～１eV ΔΕe 1～20eV
红外光谱(分子振动光谱) 紫外—可见光谱(分子的电子光谱)5
24
溶剂对紫外吸收光谱的影响
1. 溶剂的极性
溶剂的极性越强，由π→π＊跃迁产生的谱带向长 波方向移动越显著。这是因为发生π→π＊跃迁的分 子激发态的极性总大于基态，在极性溶剂的作用下 ，激发态能量降低的程度大于基态，从而使基态到 激发态跃迁所需的能量变小，使吸收带发生红移。 所用溶剂极性越强，则由n→π＊跃迁产生的谱带 向短波方向移动越明显，即蓝移越大。发生n→π＊ 跃迁的分子都含有未成键的孤对电子，与极性溶剂 形成氢键，使得分子的非键轨道能量有较大程度的 降低，使n→π＊跃迁所需的能量相应增大，致使吸 收谱带发生蓝移。
得白光，这两种光就叫互为补色光。物质呈现的颜色和 吸收的光颜色之间是互补关系。
/nm
颜色 紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿
互补光 黄绿 黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝
黄 橙 红
绿
青
400450 450480
白光
青蓝
480490 490500
紫
蓝
500560 560580
黄 580610 不同颜色的可见光波长及其互补光 610650 橙
23
有机化合物紫外-可见吸收光谱
5. 稠环芳烃及杂环化合物
稠环芳烃，如奈、蒽、芘等，均显示苯的三个吸 收带，但这三个吸收带均发生红移，且强度增加。 随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强 度也相应增加。 当芳环上的-CH基团被氮原子取代后，则相应的 氮杂环化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相 应的碳化合物极为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与 奈相似。此外由于引入含有n电子的N原子的，这 类杂环化合物还可能产生n*吸收带。
苯 184 （ *） 204 254
苯酚
（—OH为助色团）
/nm
16
紫外光谱中常用的术语
红移与蓝移
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λmax和吸收强度发生变化: 某些 有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基 团（ -OH、 -OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、NR2 ）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这 种效应称为红移效应。在某些生色团如羰基的碳原 子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短 波方向移动，这种效应称为蓝移效应。如-CH2、CH2CH3、-OCOCH3。
第13章 紫外可见分光光度法
(UV-VIS spectrometry)
周正雄
目录
一、分子光谱概述 二、紫外可见光谱
三、朗伯－比尔定律
四、紫外可见分光光度计
五、无机与有机分析应用
六、仪器操作
七、仪器维护保养
一、概述 – 分子光谱
物质分子内部三种运动形式
电子相对于原子核的运动 --- 电子能级 （Ee） 原子核在其平衡位臵附近的相对振动 --振动能级（ Ev ） 分子本身绕其重心的转动 --- 转动能级 （Er）
光谱定性分析基础：吸
Cr2O7
2-
MnO4-
收曲线的形状和最大吸 收波长
300 350
400
500
600
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
三、光的吸收定律
朗伯(Lambert) 光的吸收程度和吸 收层厚度的关系 A∝b 比耳(Beer) 光的吸收程度和吸收 物浓度之间的关系 A∝ c
26
互补光
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。
一、紫外－可见吸光光度法的特点
（1）具有较高的灵敏度。 （2）有一定的准确度，该方法相对误差为2%-5%，
可满足对微量组分测定的要求。
（3）操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单。
（4）应用广泛
物质对光的选择性吸收
1、光的互补性与物质的颜色
21
有机化合物紫外-可见吸收光谱
3. 羰基化合物
羰基化合物含有C=O基团。 C=O基团主要 可产生*、 n* 、n*三个吸收带， n* 吸收带又称R带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、 羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等。 羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸收带，但 是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连 结含有未共用电子对的助色团，如-OH、-Cl、-OR 等，由于助色团上的n电子与羰基双键的电子产生 n共轭，导致*轨道的能级有所提高，使n* 跃迁所需的能量变大，n*吸收带蓝移至210nm 左右。
* 和 n * 跃迁
• * 和 n * 跃迁能量低（>200 nm）
• 含有不饱和键的有机分子易发生这类跃迁 C=C; C=C ; N=N ; C=O
• 有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以这两 类跃迁为基础
• * 比 n * 跃迁几率大 100-1000 倍 • *跃迁吸收强， ~ 104 • n * 跃迁吸收弱， 500
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有机化合物的紫外—可见吸收光谱
分子中外层价电子跃迁的结果（三种）：形成单键 的σ电子、形成双键的π电子、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 ，即成键轨道或非键轨道上。 当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ΔΕ大小顺序为：
电磁波谱
波长 200 400 800 3200(nm)
g -X-射线
紫外
可见
红外
微波
无线电
真空紫外
近红外
核磁共振
波长越短，能量越高
二、紫外可见光谱
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400780 nm ，主要用于有色物质的定量分析。
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紫外光谱中常用的术语
生色团：从广义来说，所谓生色团，是指分子中可 以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。但是，人 们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统 定义为生色团。
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
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
跃迁类型
* * n* n*
n*， n*
n*， n* n* n*
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紫外光谱中常用的术语
红移—λmax向长波方向移动 蓝移— 向短波方向移动 增色效应—吸收强度即摩尔吸光
系数 ，ε增大的现象
减色效应—吸收强度即摩尔吸光 系数， ε减小的现象 引入取代基或改变溶剂
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无机化合物的紫外—可见吸收光谱
⑴过渡金属离子d一d的电子跃迁
（2）镧系和锕系离子的f一f电子跃迁
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紫外光谱中常用的术语
助色团
助色团是指带有非键电子对的基团，如-OH
、 -OR、 -NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等，它们本
身不能吸收大于200nm的光，但是当它们与生 色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向
移动，并且增加其吸光度。
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紫外光谱中常用的术语
生色团 —— 含有 键不饱和官能团 助色团 —— 基团本身无色，但能增强生色团颜色 为含有n电子，且能与电子作用，产 生n 共轭 270
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有机化合物紫外-可见吸收光谱
4. 苯及其衍生物
苯有三个吸收带，它们都是由*跃迁引起 的。E1带出现在180 nm（MAX = 60，000）； E2带 出现在204 nm（ MAX = 8000 ）；B带出现在255 nm （MAX = 200）。在气态或非极性溶剂中，苯 及其许多同系物的B谱带有许多的精细结构，这是 由于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起 的。在极性溶剂中，这些精细结构消失,当苯环上有 取代基时，苯的三个特征谱带都会发生显著的变化， 其中影响较大的是E2带和B谱带。
单色光：只具有一种波长的光。
混合光：由两种以上波长组成的光，如白光。
黄 橙
红 紫 绿 青
白光
青蓝
蓝
物质的颜色是由于物质对不同波 长的光具有选择性的吸收作用而 产生的，物质的颜色由透过光的 波长决定。
例：硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色； 高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。 如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以
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溶剂对紫外吸收光谱的影响
2. pH值对紫外光谱的影响
pH值的改变可能引起共轭体系的延长或缩短 ，从而引起吸收峰位臵的改变，对一些不饱和 酸、烯醇、酚及苯胺类化合物的紫外光谱影响 很大，如果化合物溶液变为碱性时，吸收峰发 生红移，表明该化合物为酸性物质。如果变为 碱性，发生蓝移，可能为芳胺。 例如：苯酚（当pH大于7时，发生红移） 苯胺与盐酸苯胺
⑶电荷转移吸收光谱-络合物的吸收 当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属M 轨道上电荷的转移到配位体L的轨道，或按相反方 向转移，这种跃迁称为电荷转移跃迁，所产生的 吸收光谱称为荷移光谱。 在分光光度法中具有重要意义: 微量组分的定量分析。
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有机化合物紫外-可见吸收光谱
1. 饱和烃及其取代衍生物
Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
3
一、概述 – 分子光谱
Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr 电子能级 振动能级
转动能级
4
一、概述 – 分子光谱
ΔΕr 0.005～0.050eV 远红外光谱(分子转动光谱) ΔΕv 0.05～１eV ΔΕe 1～20eV
红外光谱(分子振动光谱) 紫外—可见光谱(分子的电子光谱)5
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溶剂对紫外吸收光谱的影响
1. 溶剂的极性
溶剂的极性越强，由π→π＊跃迁产生的谱带向长 波方向移动越显著。这是因为发生π→π＊跃迁的分 子激发态的极性总大于基态，在极性溶剂的作用下 ，激发态能量降低的程度大于基态，从而使基态到 激发态跃迁所需的能量变小，使吸收带发生红移。 所用溶剂极性越强，则由n→π＊跃迁产生的谱带 向短波方向移动越明显，即蓝移越大。发生n→π＊ 跃迁的分子都含有未成键的孤对电子，与极性溶剂 形成氢键，使得分子的非键轨道能量有较大程度的 降低，使n→π＊跃迁所需的能量相应增大，致使吸 收谱带发生蓝移。
得白光，这两种光就叫互为补色光。物质呈现的颜色和 吸收的光颜色之间是互补关系。
/nm
颜色 紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿
互补光 黄绿 黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝
黄 橙 红
绿
青
400450 450480
白光
青蓝
480490 490500
紫
蓝
500560 560580
黄 580610 不同颜色的可见光波长及其互补光 610650 橙
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有机化合物紫外-可见吸收光谱
5. 稠环芳烃及杂环化合物
稠环芳烃，如奈、蒽、芘等，均显示苯的三个吸 收带，但这三个吸收带均发生红移，且强度增加。 随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强 度也相应增加。 当芳环上的-CH基团被氮原子取代后，则相应的 氮杂环化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相 应的碳化合物极为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与 奈相似。此外由于引入含有n电子的N原子的，这 类杂环化合物还可能产生n*吸收带。
苯 184 （ *） 204 254
苯酚
（—OH为助色团）
/nm
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紫外光谱中常用的术语
红移与蓝移
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λmax和吸收强度发生变化: 某些 有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基 团（ -OH、 -OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、NR2 ）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这 种效应称为红移效应。在某些生色团如羰基的碳原 子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短 波方向移动，这种效应称为蓝移效应。如-CH2、CH2CH3、-OCOCH3。
第13章 紫外可见分光光度法
(UV-VIS spectrometry)
周正雄
目录
一、分子光谱概述 二、紫外可见光谱
三、朗伯－比尔定律
四、紫外可见分光光度计
五、无机与有机分析应用
六、仪器操作
七、仪器维护保养
一、概述 – 分子光谱
物质分子内部三种运动形式
电子相对于原子核的运动 --- 电子能级 （Ee） 原子核在其平衡位臵附近的相对振动 --振动能级（ Ev ） 分子本身绕其重心的转动 --- 转动能级 （Er）
光谱定性分析基础：吸
Cr2O7
2-
MnO4-
收曲线的形状和最大吸 收波长
300 350
400
500
600
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
三、光的吸收定律
朗伯(Lambert) 光的吸收程度和吸 收层厚度的关系 A∝b 比耳(Beer) 光的吸收程度和吸收 物浓度之间的关系 A∝ c
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互补光
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。
一、紫外－可见吸光光度法的特点
（1）具有较高的灵敏度。 （2）有一定的准确度，该方法相对误差为2%-5%，
可满足对微量组分测定的要求。
（3）操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单。
（4）应用广泛
物质对光的选择性吸收
1、光的互补性与物质的颜色
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有机化合物紫外-可见吸收光谱
3. 羰基化合物
羰基化合物含有C=O基团。 C=O基团主要 可产生*、 n* 、n*三个吸收带， n* 吸收带又称R带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、 羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等。 羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸收带，但 是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连 结含有未共用电子对的助色团，如-OH、-Cl、-OR 等，由于助色团上的n电子与羰基双键的电子产生 n共轭，导致*轨道的能级有所提高，使n* 跃迁所需的能量变大，n*吸收带蓝移至210nm 左右。
* 和 n * 跃迁
• * 和 n * 跃迁能量低（>200 nm）
• 含有不饱和键的有机分子易发生这类跃迁 C=C; C=C ; N=N ; C=O
• 有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以这两 类跃迁为基础
• * 比 n * 跃迁几率大 100-1000 倍 • *跃迁吸收强， ~ 104 • n * 跃迁吸收弱， 500
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有机化合物的紫外—可见吸收光谱
分子中外层价电子跃迁的结果（三种）：形成单键 的σ电子、形成双键的π电子、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 ，即成键轨道或非键轨道上。 当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ΔΕ大小顺序为：
电磁波谱
波长 200 400 800 3200(nm)
g -X-射线
紫外
可见
红外
微波
无线电
真空紫外
近红外
核磁共振
波长越短，能量越高
二、紫外可见光谱
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400780 nm ，主要用于有色物质的定量分析。
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紫外光谱中常用的术语
生色团：从广义来说，所谓生色团，是指分子中可 以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。但是，人 们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统 定义为生色团。
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