紫外光谱分析
紫外光谱分析
（6）电荷转移跃迁：
当分子形成配合物或分子内的两个大π体系相互接近时 ，电磁辐射照射后，电子从给予体向与接受体相联系的轨道 上跃迁，这实质上是一个内氧化——还原过程。电荷转移可 以是离子间、离子与分子间、以及分子内的转移，条件是同 时具备电子给体和电子受体。电荷转移跃迁吸收谱带的强度 大，一般εmax>104。这种跃迁在聚合物的交替共聚合反应的 研究中相当重要。
❖ 所需能量最大；σ电子只有吸收远紫外光的能量才 能发生跃迁；所有饱和有机化合物都可能产生的 电子跃迁。
❖ 饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区； 吸收波长λ<200 nm；
例：甲烷的λmax为125nm , 乙烷λmax为135nm。 ❖ 吸收光谱通常在紫外范围以外； ❖ 只能被真空紫外分光光度计检测到； ❖ 作为溶剂使用。
（4）E吸收带（ π→π＊跃迁）：与B吸收带一样，也是芳香族 化合物的特征谱带，吸收强度大（ε=2000~14000L /(mol·cm) ），吸收波长偏向紫外的低波长部分，有的在远紫外区。如 苯的E1和E2吸收带分别在184nm（ε=47000L/(mol·cm)）和 204nm（ε=7000L/(mol·cm)）。
在紫外－可见光谱中，波长λ用Å或nm为单位，吸收强度 参数用透光率T%、吸收率、A、ε、lgε表示。
具有最大吸收值的波长——λmax，最大吸收强度－εmax ε>104L/(mol·cm) 强吸收 ε=103～104L/(mol·cm) 中等吸收 ε<103L/(mol·cm) 弱吸收，禁戒跃迁
四、电子跃迁
2.常用术语
(1) 生色团：
广义上，分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。最有用的 紫外—可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生的。分子中含有非键或p 键的电子体系，能吸收特征外来辐射可产生n-p* 和p-p*跃迁或吸收的 结构单元，称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙 烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—CN等。
紫外光谱分析方法
紫外光谱分析方法紫外光谱分析方法是一种常用于物质结构分析和定量分析的技术手段。
紫外光谱是指在紫外波段（190-400 nm）对物质进行光谱分析的方法。
该方法具有非破坏性、高灵敏度和快速分析等优点，被广泛应用于生物化学、药物研发、环境监测等领域。
紫外光谱的实验装置主要包括光源、光栅、样品室和光电探测器。
常用的光源有氘灯和钨灯，其中氘灯适用于较短的波长范围（190-330 nm），钨灯适用于较长的波长范围（330-400 nm）。
光栅的作用是分散进入样品室的光线，使不同波长的光线能够在不同的角度上聚焦，进而方便测量。
光电探测器则负责将进入探测器的光信号转化为电压信号，并通过仪器进行进一步的处理和记录。
紫外光谱的样品制备与分析一般需要依据不同的目的和要求而定。
对于有机物样品的制备，一般采用溶液法或固体法。
溶液法是将待分析的物质溶解于适当的溶剂中，制备成一定浓度的溶液。
固体法则是将待分析的物质直接研磨成粉末，并配备相应的基准溶液。
在样品的选择上，一般选择吸收最大值在200-400 nm之间的化合物。
在紫外光谱分析中，常用的分析方法主要包括定性分析和定量分析。
定性分析是根据物质的吸收特性来判断其结构和组成的方法。
通过观察样品在特定波长范围内的吸收峰的位置和强度，可以初步判定样品的组成和结构。
同时，还可以通过与已知物质的光谱进行比对，进一步确定样品的组成和结构。
定量分析则是根据样品在特定波长下的吸光度与物质浓度之间的线性关系，来确定样品中物质的浓度。
通常可利用标准曲线法、比色法、滴定法等方法进行定量分析。
其中，标准曲线法是最常用的方法之一、该方法是根据一系列已知浓度的样品制备标准曲线，然后通过对待测样品的吸光度进行测量，将吸光度代入标准曲线中，由此得出物质的浓度。
紫外光谱分析方法可以应用于多个领域。
在生物领域中，紫外光谱可以用于分析DNA、RNA、蛋白质、酶等生物大分子的组成和结构，用于研究生物大分子的相互作用和反应机理。
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。
紫外光谱的的原理及应用
紫外光谱的原理及应用1. 紫外光谱的概述紫外光谱是一种利用紫外线进行物质分析的方法。
紫外光谱分析仪通过测定物质在紫外区域的吸收、散射或荧光等现象，获得物质的信息，用于定性和定量分析。
紫外光谱的应用非常广泛，包括药物研发、环境监测、食品安全等领域。
2. 紫外光谱的原理紫外光谱分析是基于物质对紫外光的吸收行为进行的。
紫外光波长范围为200-400 nm，可分为近紫外（200-300 nm）和远紫外（300-400 nm）两个区域。
紫外光谱的原理可以归结为以下几个方面：2.1. 电子跃迁物质中的电子会吸收紫外光的能量，从基态跃迁到激发态。
跃迁的方式可以是单电子跃迁或多电子跃迁，取决于分子结构和电子排布。
不同物质对不同波长的紫外光会有不同的电子跃迁过程，从而表现出不同的吸收特征。
2.2. 色层法紫外光谱的分析可以借助于色层法。
色层法是一种将物质溶解在溶剂中，然后以溶液形式进行紫外光谱测定的方法。
物质溶液在紫外光的照射下，会对光进行吸收，产生吸收峰。
通过测量吸收峰的强度和位置，可以确定溶液中的物质种类和浓度。
2.3. Lambert-Beer定律紫外光谱分析中常用到的Lambert-Beer定律，描述了物质溶液对光的吸收行为。
该定律表明，溶液对光的吸收与物质的摩尔吸光系数、物质浓度和光程有关。
根据Lambert-Beer定律，可以通过测量光的透射率和物质浓度，计算出物质的吸光度和摩尔吸光系数。
3. 紫外光谱的应用紫外光谱广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面的应用：3.1. 化学分析紫外光谱可用于化学物质的定性和定量分析。
通过测量物质在紫外光下的吸收特征，可以确定物质的种类和组成。
此外，紫外光谱还可用于监测和分析化学反应的过程，研究反应物的转化及产物的生成。
3.2. 生物科学生物样品中许多生物分子，如蛋白质、核酸等，都在紫外光区域有明显的吸收峰。
利用紫外光谱可以检测和测量这些生物分子的含量和构成，研究其结构和功能。
(完整版)紫外光谱的定量分析
(完整版)紫外光谱的定量分析1. 引言紫外光谱是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域的定量分析中。
通过测量物质在紫外光波长范围内的吸收特性，可以得到物质的浓度信息。
本文将介绍紫外光谱的定量分析原理、方法和实验步骤。
2. 紫外光谱定量分析原理紫外光谱分析的原理基于物质对紫外光的吸收特性。
在紫外光波长范围内，物质分子会吸收特定波长的光，产生吸收峰。
根据比尔-朗伯定律，吸光度与浓度成正比关系。
因此，通过测量物质在特定波长的吸光度，可以确定其浓度。
3. 紫外光谱定量分析方法在紫外光谱定量分析中，常用的方法包括单波长法、多波长法和标准曲线法。
3.1 单波长法单波长法是最简单直接的定量分析方法。
选择一个特定波长，测量吸光度并与已知浓度的标准溶液进行比较，从而确定待测溶液的浓度。
3.2 多波长法多波长法通过在多个波长上测量吸光度，建立含有多个参数的方程组。
通过解方程组，可以计算待测溶液的浓度。
3.3 标准曲线法标准曲线法是一种常用的定量分析方法。
首先，制备一系列已知浓度的标准溶液。
然后，测量各标准溶液的吸光度，并绘制标准曲线。
通过测量待测溶液的吸光度，可以在标准曲线上找到对应的浓度，从而确定其浓度。
4. 紫外光谱定量分析实验步骤以下是一般的紫外光谱定量分析实验步骤：1. 准备标准溶液：根据需要，制备一系列不同浓度的标准溶液。
2. 测量标准溶液的吸光度：使用紫外光谱仪，依次测量各标准溶液在特定波长的吸光度，并记录数据。
3. 绘制标准曲线：将吸光度与浓度数据绘制成图表，得到标准曲线。
4. 测量待测溶液的吸光度：使用紫外光谱仪，测量待测溶液在相同波长下的吸光度，并记录数据。
5. 确定待测溶液的浓度：根据标准曲线，找到待测溶液吸光度对应的浓度值。
5. 结论紫外光谱的定量分析方法包括单波长法、多波长法和标准曲线法。
通过测量物质在紫外光波长范围内的吸光度，可以得到物质的浓度信息。
在实验中，我们可以通过制备标准溶液、测量吸光度并绘制标准曲线，确定待测溶液的浓度。
仪器分析-紫外可见光光谱分析
正己烷
258
n=4
1,3,5,7-辛四烯
环己烷
304
不共轭双键不发生红移。
C=O双键同C=C双键的共轭作用使n→*和→*跃迁的吸收峰都发生红移。
3）溶剂效应
01
02
03
04
05
极性溶剂使π-π*跃迁发生红移。
pH值
Note: 测UV-Vis应注明溶剂
pH增大，苯酚π-π*吸收带发生红移。
1
2
特点：灵敏度高，实际工作中常用。
1
常将M与某L（显色剂）生成具有电荷迁移的配合物，然后进行含量测定。
2
－* 跃迁 配体具有双键的金属络合物
3
2.3光的吸收定律
郎伯-比尔（Lambert-Beer ）定律 入射光强度 吸光强度 反光强度 透光强度 ＋ IS 散射光强度 均匀溶液，散射光小，可忽略
由于n—π共轭参与，使分子整体共轭效应增强。
取代基 苯环或烯烃（吸电子基）上的H被各种取代基取代，多发生红移。 空间异构
蓝移（紫移）：使化合物的吸收波长向短波方向移动效应。 影响蓝移因素： 1）溶剂效应 极性溶剂使n-π*跃迁发生蓝移 2）pH值 pH值减小，苯胺的π-π*吸收带蓝移n—π共轭参与少，使分子整体π共轭效应减少。
分子转动－转动能级(rotation)
分子整体能级 E=Ee+Ev+Er
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分子从基态能级跃迁到激发态能级
当有一频率v , 如果辐射能量hv恰好等于该分子较高能级与较低能级的能量差时，即有：
激发态
基态
ΔE电=1-20eV ΔE振=0.05-1eV ΔE转 在分子能级跃迁所产生的能量变化，电子跃迁能量变化最大，它对应电磁辐射能量主要在区紫外—可见区。
紫外可见光谱分析
02 基础知识
吸收光谱
吸收光谱是物质对不同波长光的吸收能力，以光 谱曲线形式表示。
吸收光谱可用来确定物质的结构和含量，是光谱 分析的重要依据。
吸收光谱的产生与原子或分子的能级跃迁有关， 不同物质具有不同的吸收光谱。
朗伯-比尔定律
01
朗伯-比尔定律是紫外可见光谱分析的基本原理，表示物质吸光 度与溶液浓度、液层厚度和光强度的关系。
保持通风
实验室内应保持良好的通风，以防有 害气体积累。
废弃物处理
实验产生的废弃物应按照相关规定进 行妥善处理，避免对环境和人体造成 危害。
实验误差来源与控制
光源稳定性
光源不稳定是导致误差的主要 原因之一，应定期检查和校准
光源，确保其稳定性。
样品制备
样品制备过程中可能引入误差 ，应采用标准操作程序，确保 样品均匀、一致。
应用于多个领域
紫外可见光谱分析广泛应用于化学、生物学、医学、环境 科学和材料科学等领域，为科学研究和技术开发提供了有 力的支持。
定义与原理
定义
紫外可见光谱分析是一种基于物质吸收紫外和可见光的能力进行物质分析和鉴 定的方法。
原理
当一束紫外或可见光通过物质时，物质中的分子会吸收特定波长的光，产生吸 收光谱。通过测量吸收光谱的波长和强度，可以推断出物质中的分子结构和组 成，从而进行定性和定量分析。
测试条件选择
根据样品的性质和测试需求，选择合适的测试条 件，如波长范围、扫描速度等。
测试操作
按照仪器操作规程进行测试，记录测试数据。
数据处理与分析
数据整理
对测试数据进行整理，包括去除异常值、数 据平滑等。
峰识别与解析
对谱图中的峰进行识别和解析，以确定样品 中存在的物质。
紫外光谱分析
在理论分析和大量实验数据归纳总结基础上建立的 经验公式常用于预测比较复杂有机化合物的紫外光谱。
• 共轭烯 计算值 • 共轭酮、醛，，-不饱和酸酯 计算值
乙烯 CH2=CH2 λmax 170nm (ε15500)
9
4．紫外吸收带
• R吸收带 • 如：>C=O, NO2, CHO 等单一生色团，
n* max 270nm 以上 • 特点： • 1） 100 • 2）溶剂极性增加，产生浅色移动（蓝移）。
10
• K吸收带 • * 共轭化合物， 10000 max 217
11
• B吸收带
• 芳香族化合物的特征吸收带 • 苯的* 宽峰，max 255nm, 215
紫外吸收光谱的基本原理
1
• 紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm（纳米）， • 其中100-200nm 为远紫外区，在该波长范围内，空气
中行的研N究2，,O又2,C称O2真,H空2O紫等外都。有吸收，因此只有在真空中进 • 200-400nm为近紫外区，一般的紫外光谱是指近紫外区。
可见光区波长为400—800nm。 • 常见的分光光度计包括紫外和可见两部分，称紫外-可
丁二烯 CH2=CH-CH=CH2 λmax 217nm (ε21000)
巴豆醛 CH3-CH=CH-CHO λmax 218nm (ε18000)
1，3，5－己三烯 λmax＝258nm(35000)；
17
癸五烯 λmax＝335 nm (118000)，淡黄色；
二氢－β－胡萝卜素（8个双键） λmax＝415 nm(210 000)，橙黄；
紫外线和红外线光谱分析技术
紫外线和红外线光谱分析技术是现代科学研究中常用的一种重要技术手段。
通过利用光谱分析仪器对样品所产生的光谱进行分析，可以准确地获得样品的化学成分、结构、组成等信息，广泛应用于化学、生物、制药等领域中。
一、紫外线光谱分析技术紫外线光谱指的是指样品经过紫外线照射后所产生的光谱，这种光谱通常在200至400nm的波长范围内产生，且样品的浓度通常很低，样品数量往往只有微克级别。
紫外线光谱分析通常都使用紫外光谱仪进行，通过测量样品在紫外光照射下的吸收特性，可以分析出样品的吸收光谱图像。
常常用于分析制药产业中的药物成分、非天然色素、染料等化合物，以及食品、环保、化工等领域。
二、红外线光谱分析技术红外线光谱是指样品经过红外线照射后所产生的光谱，通常在4000至400cm^-1的波长范围内产生。
样品用于红外线光谱分析的数量相对较少，但测试需要进行大量的预处理工作，通过对样品进行取样、粉碎、压片等处理，在使样品形成透明、平坦的样品片，从而进行红外线光谱分析。
通常用于分析有机化合物的结构，如有机物、聚合物、材料表面状况等。
三、红外线和紫外线光谱分析技术在化学研究中的应用1. 确定有机物的结构：通过红外线光谱分析可以确定有机物种含基团，了解分子中原子的振动状态，以及不同官能团的位置及其化学配置。
而通过紫外线光谱分析，可以了解有机物的共轭体系，使得人们可以将该物属于哪种化学物质做出简单的分类。
2. 活性成分的检测：在制药行业中，对于活性成分的检测是非常重要的。
通过红外线光谱分析，可以帮助制药人士更深入了解药物成分，从而为制药行业的发展起到很好的促进作用。
同时，通过紫外线光谱分析，也可以检测出药品中的色素、染料等化合物的种类和浓度，保障了药物的质量稳定。
3. 电子、化学器件研究：在电子、化学器件研究领域内，理解材料成分为将材料设计到什么程度变得极其重要。
通过编制紫外线和红外线光谱图谱，可以帮助制造商更好地控制制造流程，并在整个制造过程中进行质量检测，保障产品的效能和稳定性。
紫外光谱分析
紫外光谱分析
紫外光谱分析的介绍
紫外光谱分析是一种用来研究物质或物体的一种光学技术，它采用紫外光作为激发源并观察与该光激发的反应，这种方法的本质在于，当物质放射出的紫外光对它激发的特定波长下有所变化时，它有可能暴露出性质上的差异，而光谱分析可以利用这些特征差异在这些物质之间做出正确的判断。
紫外光谱分析的应用
紫外光谱分析技术可以应用于医学领域，可以用来测量人体血液和组织中细胞及脂质层中的活性物质；在食品工业中，可用来检测食物中各种营养成分，同时也可以用来检测有毒物质。
在考古学和地质学领域，紫外光谱分析也可以用来辨认岩石中的元素构成，可以进一步鉴定原始文明文物的特征，以及石油地质勘探中的有价值源头的注定。
在化学研究领域，紫外光谱分析可以用来分析有机化合物的结构，如分子结构中的相互关系和个体成分，研究过程中进行大量实验，测量样本中各种光谱数据，以用以提取更多信息，并用可视化的方式整合出关联性。
紫外光谱分析的优点
紫外光谱分析具有快速、准确、灵敏的特点，并且有很高的动态范围。
对比其他分析方法，紫外光谱分析可以及时识别和分析潜在有害特征，并能够提供准确可靠的数据。
另外，它还可以长期反应，并能够在很短的时间内获得大量的信息，大大降低了测量和分析所需的时间。
总结
紫外光谱分析不仅能够应用于医学、食品、考古和地质等领域，还具有高效、准确、快速和灵敏等特点，使用紫外光谱分析来变得更加便捷、高效。
因此，它的应用越来越廣泛，发挥着越来越重要的作用。
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
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。
紫外光谱分析方法
紫外光谱分析⽅法第四章紫外光谱、紫外－可见光分光光度法§4-1紫外－可见吸收光谱的产⽣⼀．原因：分⼦中价电⼦跃迁产⽣的光谱吸收⼆．电⼦跃迁类型与有机化合物有关的价电⼦有σ、π和n 电⼦，主要跃迁有：1．N －V 跃迁：由基态跃迁⾄反键轨道：σ-σ*、π-π*2．N －Q 跃迁：⾮键电⼦跃迁到反键轨道：n-σ*、n-π*3．N －R 跃迁：σ电⼦激发到更⾼能级或电离吸收波谱：σσσπππ－－－－>>远紫外紫外可见光配位场跃迁电荷转移跃迁****、频率此外，与分光光度法有关的跃迁还有：4．电荷转移跃迁，常见过渡⾦属与有机配位体（显⾊剂）之间电⼦转移跃迁，⼤多在可见光区，吸收强度⼤，往往⽤于定量分析。
5.配位场跃迁，d-d 或f-f 轨道在配位场作⽤下简并，轨道分裂，产⽣d-d （Ⅳ、V 周期）、f-f （La 系、Ar 系）跃迁。
此吸收能量少，吸收强度较⼩，多在可见光区。
三．辐射吸收的基本定律—朗伯-⽐尔定律当⼀束平⾏光通过均匀的液体介质时，光的⼀部分被吸收，⼀部分透过溶液，还有⼀部分被容器表⾯散射。
即I 0＝It （吸收光）＋Ia （透射光）＋Ir 若散射光Ir →0则I 0＝It ＋Ia1．透光率T ＝Ia/I 0 T ↑，吸收↓2．吸光度A ＝lg1/T ＝lgI 0/Ia A ↑，吸收↑3．朗伯－⽐尔定律当⼊射光波长⼀定时（单⾊光），溶液吸光度A 只与溶液中有⾊物质浓度和⽐⾊⽫厚度有关，成正⽐，即A ∝LC => A ＝kLC 式中：k －⽐例常数－系吸系数L －⽐⾊⽫厚度C －溶液浓度当C 为摩尔浓度，令k ＝ε，称为摩尔吸光系数。
4．吸光度的加和性，若溶液中有m 种成分，其在某⼀波长下吸光系数分别为ε1、ε2…εm ，浓度分别为C 1、C 2…Cm则 ∑εC ⼊⼊总A ＝对于同⼀种物质，波长不同时ε(或K)不相同。
四、⽆机化合物的紫外-可见光谱§4-2有机化合物的紫外－可见光谱⼀．吸收光谱表⽰⽅法（光谱图）⽤A ～λ或T ％～λ作图称光谱图。
紫外光谱分析技术使用方法详细介绍
紫外光谱分析技术使用方法详细介绍紫外光谱分析技术是一种常用的物质分析方法，广泛应用于生化、环境和材料科学等领域。
该技术基于物质分子在紫外光（200-400 nm）波段的吸收特性，通过测量吸收光强度来定量或定性分析物质。
本文将详细介绍紫外光谱分析技术的使用方法及其在不同领域的应用。
一、紫外光谱仪的基本原理与结构紫外光谱仪是一种专门用于分析物质在紫外光波段的吸收特性的仪器。
其基本原理是利用物质分子的π-π*跃迁或n-π*跃迁所吸收的紫外光能量与物质的浓度成正比。
紫外光谱仪通常由光源、进样系统、分光器、检测器等组成。
光源可以是氘灯或氙灯，分光器可选择光栅或棱镜，检测器一般选择光电二极管或光电倍增管。
二、样品制备与进样系统样品的制备对于紫外光谱分析至关重要。
对于溶液样品，首先应选择适当的溶剂，使样品能够充分溶解。
同时还需控制样品的浓度，以保证吸光度在仪器可检测的范围内。
对于固体样品，通常可以通过将其溶解或悬浮于适当的溶剂中，形成溶液或悬浮液进行测量。
进样系统通常采用光纤或玻璃管道将样品引入光谱仪中，并保证采样过程中的稳定性和准确性。
三、光谱测量与数据处理进行光谱测量前，应对仪器进行校准，以保证测量结果的准确性。
校准通常包括对仪器的零点校准和波长校准两个步骤。
校准完成后，可以进行样品的吸光度测量。
在测量过程中，应选择合适的光谱扫描速度和波长范围。
为了提高测量的精度和减小误差，通常需要进行多次重复测量，并取平均值作为最终结果。
数据处理可以采用光谱软件进行，如去噪、基线校正和光谱峰识别等。
四、紫外光谱分析的应用领域紫外光谱分析技术在生化、环境和材料科学等领域具有广泛的应用。
在生化领域，紫外光谱可用于蛋白质、核酸和酶活性等的定量分析；在环境领域，紫外光谱可用于水质监测、大气污染物监测和土壤中有机物含量的测定；在材料科学领域，紫外光谱可用于材料的光学性质研究、涂层和液晶显示器等的质量控制。
五、紫外光谱分析技术的优势和局限性紫外光谱分析技术具有快速、灵敏和非破坏性等优点。
化学反应中的紫外光谱分析
化学反应中的紫外光谱分析在化学反应中，紫外光谱分析是一种常见的分析方法。
紫外光谱分析通过测量分子在紫外波长区域内吸收或散射光线的强度，来确定分子结构和化学性质。
在反应过程中，紫外光谱分析可以监测化学反应的进程和反应产物的形成情况，具有很高的应用价值。
一、紫外光谱分析原理在紫外光谱分析中，样品主要是通过吸收紫外光而产生电子跃迁，这种跃迁主要由分子内的非键电子参与。
一般情况下，分子中的σ键和π键吸收能量的波长一般为较长波长，一般在可见光和红外光区域；而非键电子能够吸收紫外光，波长较短，很容易被分析仪器检测到。
紫外光谱分析原理中最重要的是分子间电子的跃迁。
跃迁过程中电子的能量发生变化，需要吸收或者释放能量。
在紫外区域内，分子电子跃迁的能量一般范围在150到400nm之间，其中最常见的是在200到300nm之间。
当紫外光通过样品时，分子内的各种键吸收不同波长的光，通过测量吸收波长和波长的吸光度，可以确定样品中物质的种类和含量。
二、紫外光谱分析用途紫外光谱分析广泛应用于化学、制药、生物等行业中。
在化学反应中，紫外光谱分析可以监测反应产物的形成过程，确定反应物的转化率和反应速率等信息。
此外，紫外光谱分析还可以用于物质的结构分析、质量分析以及溶液的浓度测量等方面。
三、紫外光谱分析方法1. 紫外分光光度法紫外分光光度法是通过测量样品中紫外光吸收的强度来确定其质量浓度的一种方法。
该方法适用于化学反应中液体和气体的分析。
该方法的优点是直接、快捷、准确，但需要选择合适的吸收波长和质量浓度的标准。
2. 红外光谱分析法红外光谱分析法通过测量样品在红外区域内吸收或者散射的光线波长，来确定分子结构和化学性质。
该方法主要适用于分子中的震动和转动模式分析，但对于不同类型的键布局较为敏感。
该方法在反应物分析和反应产物的结构分析方面非常有用。
3. 荧光光谱法荧光光谱法是一种通过测量样品在紫外激发下的荧光强度来确定分子的结构和性质的方法。
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。
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第二章 紫外光谱
（Ultraviolet-Visible Spectrophotometry ）（UV-Vis）
第一节 基础知识 一、电磁波的基本性质与分类 电磁波: 在空间传播的周期性变化的电磁场、无线电 波、光线、X射线、射线等都是波长不同的电磁波， 又称电波，电磁辐射。 光是电磁波或叫电磁辐射。具有微粒性及波动性的 双重特性
二 确定未知不饱和化合物的结构骨架
（一） 将max的计算值与实测值进行比较
（二） 与同类型的已知化合物UV光谱进行比较
同类化合物在紫外光谱上既有共性，又有个性。其共性可用于化合 物类型的鉴定，个性可用于具体化合物具体结构的判断。 黄酮类化合物：300~400nm(谱带I);220~280nm(谱带II)
UV
优点样准品确用快量速少
IR NM R MS
0.1-1mg 1-5mg 0.001-0.1mg
UV 2-10万
缺点
仪器昂贵
IR NM R
5-50万 100-1000万
MS 50-500万
仪器操作复杂、维护费用高
紫外光谱
❖ 紫外光的波长范围？ ❖ 紫外光谱的所属类别？ ❖ 分子轨道的种类？ ❖ 电子越迁类型？ ❖ 发色团与助色团？ ❖ 紫外光谱的影响因素？ ❖ 根据化学结构计算最大紫外吸收波长的方法？ ❖ 紫外光谱在结构解析中的应用？
时产生的分子极化强度高） n*跃迁峰位: 200~400nm
（二）发色团与助色团对max的影响 紫外吸收光谱主要由 *及n*跃迁贡献的。
（三）样品溶液的浓度对max的影响
在单色光和稀溶液的实验条件下，溶液对光线的吸收遵守
Lambert-Beers定律，即吸光度（A）与溶液的浓度（C） 和吸收池的厚度（l）成正比
❖ 吸收峰 ❖ 吸收谷 ❖ 肩峰 ❖ 末端吸收 ❖ 强带： ＞104；弱带： ＜103 ❖ 表示方法： 溶：剂 237nm(104)或
max
：23溶7剂nm(lg4.0) max
紫外吸收光谱中的一些常见术语
❖ 发色团：分子结构含有电子的基团。 ❖ 助色团：含有非成键n电子的杂原子饱和基团。 ❖ 红移（长移）：由于取代作用或溶剂效应导致吸
三 确定异构体或构型
上述化合物的紫外光谱给出max: 206nm(=5350); 250nm(=10500)
A计算值： max=249nm
例2 二苯乙烯
max: 280nm (max=10500)
max: 295.5nm(max=29000)
(A): 245nm; (B): 308nm; (C): 323nm
紫外光谱是电子光谱的一部分，电子光谱是由 电子跃迁而产生的吸收光谱的总称，它还包括 可见吸收光谱。
电子跃迁及类型：
紫外区的划分
可见光各吸收区
不同类型化合物产生的电子跃迁类型
五 紫外光谱的max及其主要影响因 素
紫外吸收光谱的表示方法及常用术语
❖ 紫外吸收光谱的表示方法 是以波长为横坐标，以吸光度A或吸光系数为纵 坐标所描绘的曲线。
收峰向长波方向移动的现象。 ❖ 蓝（紫）移：由于取代作用或溶剂效应导致吸收
峰向短波方向移动的现象。 ❖ 增色效应和减色效应：由于取代或溶剂等的改变，
导致吸收峰位位移的同时，其吸收强度发生变化， 增强的称增色（浓色）效应，减弱的称减色（淡 色）效应。
（一） 电子跃迁类型对max的影响
*跃迁峰位：150nm左右 n*跃迁峰位: 200nm左右 *跃迁峰位: 200nm(孤立双键), 强度最强（跃迁
收峰波长的计算方法； ❖ 紫外光谱的影响因素； ❖ 紫外光谱在有机化合物结构分析中的作用。
The electromagnetic spectrum/radiation(EMR)
跃迁类型： 根据分子轨道理论
*反键轨道 *反键轨道
n 非键轨道 成键轨道
→* →* →* →* n→* n→* 成键轨道
△E
跃迁类型 →* →* →* →* n→* n→*
实例
C—C
X=O, S, N, P, F, Cl, Br, I
八、吸收带及芳香化合物的紫外光谱特征
吸 收 带
E1带： * 184nm(＞10000) E2带： * 203nm(≈7400) B带： * 254nm(≈200)
吸收带
（1）R带： n *跃迁所产生的吸收带。特点：吸 收峰处于较长吸收波长范围（250-500nm），吸收强 度很弱,＜100。 radikal
❖ 若溶液的浓度用摩尔浓度，吸收池的厚度以厘
米为单位，则Beer定律的吸光系数（a）可表达
为 ，即摩尔吸光系数。
A= lC=-lgI/I0; 即=A/lC
❖ I0: 入射光强度；I: 透射光强度
实际工作中吸光系数的表示方法
❖ 百分吸光系数和摩尔吸光系数
❖ 吸收具有加和性
（四）吸光度的加和性对max的影响 A混(1)= A1 1+ A2 1 A混(2)= A1 2 + A2 2
A=lC 为摩尔吸光系数
max=5000~10000 强吸收
max=200~5000 中强吸收
max<200
弱吸收
Lambert-Beer定律
❖ 在单色光和稀溶液的实验条件下，溶液对光线 的吸收遵循Lambert-Beer定律。即吸光度（A）
与溶液的浓度（C）和吸收池的厚度（l）成正
比。
A=alC
例2 乙酰乙酸乙酯
极性溶剂（water） max: 272nm (=16)
非极性溶剂(hexane) max: 243nm(强峰）
五、确定构象
本章重点内容
❖ 电磁辐射能与分子吸收光谱之间的关系； ❖ 电子越迁类型与紫外光吸收峰之间的关系； ❖ 发色团与助色团的类型； ❖ 共轭体系与紫外光谱吸收峰之间的关系，吸
（五）共轭体系对max的影响
丁二烯吸收峰： max=217nm 乙烯吸收峰：max=175nm
共轭体系的形成使吸收移向长波方向，吸收强度增大。
165nm
217nm
电子能级
乙烯
丁二烯
CH2=CH-CH=CH2 max= 217nm（21000） CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 max= 258nm（35000）
C==C C==X
C—X C==X
λmax <150 nm <200 nm 180-400 nm <200 nm -300 nm
ε摩尔吸收系数 104
----------
>104
>102 101_102
紫外区（可延伸至可见区）有机物吸收光谱主要由→*，n→*跃迁产生
三、原子或分子的能量组成与分子轨道
（一）原子或分子的能量
E分子=E移动 + E转动 + E振动 + E电子 E移动 «E转动 «E振动«E电子
移动能级排列紧密，能级跃迁只需较少能量，跃迁产生 的吸收光谱看不到。我们所讨论的吸收光谱是光或电磁波 与原子及分子相互作用后，原子或分子吸收一定能量的电 磁辐射能而产生的振动、转动吸收光谱和电子吸收光谱。
[讨论] 下面两个异构体(A与B)，能否用UV鉴别？简单说明理由。
O
O
A
B
两个不同发色团相互共轭时对紫外光谱的影响
(六) 立体效应对max的影响 ❖ 空间位阻的影响：
❖ 顺反异构的影响
❖ 跨环效应的影响
二环庚二烯
二环庚烯
(七) 溶剂对光谱的影响
1、溶剂极性对跃迁的影响
（1） n *跃迁所产生的吸收峰随着溶剂极性的增大而向短波方向移动。 （2） * 跃迁所产生的吸收峰随着溶剂极性的增大而向长波方向移动。
（2）K带：共轭双键的 *跃迁所产生的吸收带。 特点：吸收峰出现区域210-250nm，吸收强度大, ＞ 10000（lg ＞ 4）。konjugierte
（3）B带：苯环的 *跃迁所产生的吸收带，是芳 香族化合物的特征吸收。特点：吸收峰出现区域230270nm，重心在256nm左右，吸收强度弱, ≈220。非 极性溶剂可出现细微结构，在极性溶剂中消失。
（二） 分子轨道
分子轨道是由组成分子的原子轨道相互作用形 成的。
分子成键轨道; 分子反键轨道
分子轨道的种类
n轨道也叫未成键轨道，在构成分子轨 道时，该原子轨道不参与分子轨道的形成， 可按在原子中的能量画出。
四 紫外光谱与电子跃迁
紫外光谱： 200~400nm，属近紫外区或石英紫外 区； 4~200nm，属远紫外区。
benzenoid
（4）E带：苯环烯键电子 *跃迁所产生的吸收 带。E带也是芳香族化合物的特征吸收。 E带又 分为E1和E2两个吸收带： ethylenic E1带：是由苯环烯键电子 *跃迁所产生的吸 收带，吸收峰在184nm ， lg ＞ 4 （ 约为 60000 ）。
E2带：是由苯环共轭烯键电子 *跃迁所产生 的吸收带， E2带的吸收峰出现在204 nm， lg =4（ 约为7900） 。
与光的传播有关的现象宜用波动性来解释。
在讨论光与原子和分子相互作用时，可把光看成 是一种从光源射出的能量子流或者高速移动的粒 子，这种能量子也叫光量子或光子。
光子能量(E)与光的频率()成正比: E=h = h.C/
式中h为普朗克(Plank)常数(6.6310-34J.s).
根据电磁波波长的不同可分成无线电波、微波、 红外、紫外及X-射线几个区域。
例3 计算下列化合物的max值
(1) 对多功能基取代苯，可按取代基的电负性和位置用
下表的增值计算K带（E2带）
第三节 紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用
一 确定检品是否为某已知化合物 两个化合物相同，则紫外光谱应完全相同；而紫外光谱相同， 结构不一定相同。