紫外吸收光谱法
紫外吸收光谱法
④K带吸收是共轭分子的特征吸收带，是紫外光谱中应用最多的吸 收带
例如：CH2＝CH－CH＝CH2 * λmax＝217nm εmax＝104
CH3－CH＝CH－CHO（巴豆醛）*
λmax＝217.5nm εmax＝1.5×104 －CH＝CH2
λmax＝248nmεmax＝1.4×104
第二章 紫外可见吸收光谱法
紫外吸收光谱法（ultraviolet and Visble Spectroscopy，UV-Vis）
是研究物质在紫外区（10－－400nm）和可见光区（400-750nm） 的分子吸收光谱法。 §2－1分子吸收光谱 一、分子吸收光谱的产生 各种能级差之间的关系： △E电子> △E振动> △E转动
m ax
21， 000 43， 000 — 121， 000 138， 000
1 ,3 ,5 ,7 -辛 四 烯 环 己 烷
1 ,3 ,5 ,7 ,9 -癸 四 烯 1 ,3 ,5 ,7 ,9 ,11 - 十 二 烷基六烯
异辛烷 异辛烷
23
3、醛和酮 醛和酮中均含有羰基（C=O）。 能实现n* 跃迁 （λmax.270-300nm附近，ε＝10－20）； n* 跃迁 （λmax.180nm左右）； *跃迁（λmax.150nm左右） 。
12
表9－1 某些常见发色团的吸收特性
生色团 烯 溶剂 正庚烷 /nm 177
max
13000
跃迁类型
*
炔
羧基 酰胺基 羰基 偶氮基 硝基 亚硝基 硝酸酯
正庚烷
乙醇 水 正己烷 乙醇 异辛酯 乙醚
178
204 214 186 339，665 280 300，665
10000
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法是一种分析化学技术，通过测量样品在紫外光波
长范围内对光的吸收程度来确定其物质成分。
在紫外光谱法中，使用
紫外可见光谱仪或分光光度计测量样品溶液或气体在紫外光波长范围
内的吸收光强。
紫外吸收光谱法的原理是，当紫外光照射到物质样品时，部分光
会被物质吸收，而其余光会通过或反射。
吸收的光的数量与物质的浓
度成正比，因此可以利用吸收光的强度来推断物质的浓度。
通过测量
不同波长下的吸收光强，可以绘制出物质的吸收光谱图，帮助确定物
质的成分。
紫外吸收光谱法广泛应用于许多领域，包括生物化学、药物分析、环境监测和食品安全等。
在生物化学中，紫外吸收光谱法常用于测量
核酸、蛋白质和酶的浓度。
在药物分析中，紫外吸收光谱法可用于药
物纯度和含量的检测。
在环境监测中，可以利用紫外吸收光谱法测量
水中污染物的含量。
在食品安全方面，紫外吸收光谱法可用于检测食
品中的添加剂和农药残留。
总之，紫外吸收光谱法是一种常用的分析技术，可以用于快速、准确地分析物质的成分和浓度。
它具有灵敏度高、无损伤性、操作简便等优点，广泛应用于各个领域的科学研究和工业生产中。
紫外可见吸收光谱法的应用
紫外可见吸收光谱法的应用
紫外可见吸收光谱法是一种利用物质对紫外光和可见光的吸收特性进行分析的光谱技术。
它在化学、生物、医药、环境等领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用：
1. 化学分析：紫外可见吸收光谱法可以用于分析物质的组成和结构。
通过测量物质在特定波长下的吸收光谱，可以确定物质中存在的官能团、化学键等信息，从而推断出物质的结构和组成。
2. 定性分析：紫外可见吸收光谱法可以用于定性分析。
不同的物质在特定波长下的吸收光谱是不同的，因此可以通过比较吸收光谱来鉴定物质的种类。
3. 定量分析：紫外可见吸收光谱法可以用于定量分析。
通过测量物质在特定波长下的吸光度，可以计算出物质的浓度。
这种方法常用于测定溶液中的化学物质浓度、药物含量等。
4. 反应动力学研究：紫外可见吸收光谱法可以用于研究化学反应的动力学。
通过测量反应物和生成物在特定波长下的吸光度随时间的变化，可以确定反应速率常数、反应级数等信息。
5. 环境监测：紫外可见吸收光谱法可以用于环境监测。
例如，可以利用该方法检测水中的有机物、重金属等污染物的含量。
6. 生物分析：紫外可见吸收光谱法可以用于生物分析。
例如，可以利用该方法检测蛋白质、核酸等生物大分子的含量和结构。
紫外可见吸收光谱法是一种简单、快速、灵敏的分析方法，在化
学、生物、医药、环境等领域有着广泛的应用。
紫外可见吸收光谱法原理_概述解释说明
紫外可见吸收光谱法原理概述解释说明1. 引言1.1 概述紫外可见吸收光谱法是一种广泛应用于化学分析、生物医药和材料科学等领域的分析技术。
它通过检测样品吸收紫外或可见光的能力，可以确定样品中存在的化合物或物质的浓度。
紫外可见吸收光谱法基于原子、离子或分子在特定波长范围内对电磁辐射的选择性吸收现象，利用这种吸收现象可以获得样品所具有的信息。
本文将对紫外可见吸收光谱法的原理进行详细介绍，并探讨其在化学分析、生物医药和材料科学中的应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、紫外可见吸收光谱法原理、紫外可见吸收光谱应用领域、实验方法与操作步骤以及结论和展望。
1.3 目的本文旨在向读者介绍紫外可见吸收光谱法的基本原理以及其在不同领域中的应用。
通过阐述紫外可见吸收光谱法的操作方法和实验步骤，希望能为初学者提供一份清晰的指南，使其能够准确、有效地应用该技术进行分析。
同时，我们将对紫外可见吸收光谱法的局限性进行讨论，并展望其未来在科学研究和实际应用中的发展方向。
2. 紫外可见吸收光谱法原理:2.1 光谱的基本概念:光谱是指将某物质在不同波长范围内对电磁辐射的吸收、发射或散射进行分析和测量的方法。
根据电磁辐射的能量不同，可将光谱分为紫外光谱、可见光谱和红外光谱等。
其中，紫外可见吸收光谱法利用物质对紫外及可见光区域（200-800 nm）的吸收特性进行定量和定性分析。
2.2 紫外可见吸收光谱的原理:紫外可见吸收光谱法是通过物质吸收特定波长范围内电磁辐射而产生的能级跃迁来进行分析。
当样品受到入射光线照射后，样品中的某些化学成分会吸收特定波长范围内的能量，并转为高能态。
这些化学成分在高能态时可能会跃迁至更高能级或离子化状态，从而使入射光线中特定波长的能量被吸收，形成明显的吸收峰。
根据琴斯定律（Lambert-Beer定律），光的吸收与样品中物质浓度成正比。
因此，通过测量入射光和透射光之间的吸收差异，可以推算出样品中特定化合物的浓度。
紫外-可见吸收光谱法全
8. B带
芳香族化合物ππ*跃迁产生的特征精细结 构吸收带。
特点： ➢ 230~270nm 呈 一 宽 峰 ， 中 心 为 255nm 左 右 ，
且具有精细结构；（用于识别芳香族化合 物） ➢ε~200 L·mol-1·cm-1； ➢ 于极性溶剂中可能消失。
9. E带 也是芳香族化合物ππ*跃迁产生的特征吸 收带。可分为E1和E2带。 特点： E1带约为180nm（ε> 104 L·mol-1·cm-1 ）； E2带约为200nm（ε~ 7000L·mol-1·cm-1 ）。
测定同一化合物在不同极性溶剂中n* 跃迁吸收带，就能计算其在极性溶剂中氢键 的强度。
例：在水中，丙酮的n*吸收带为264.5 nm，
能量452.99 kJ·mol-1；在己烷中，该吸收带为
279 nm，能量为429.40 kJ·mol-1。
丙酮在水中形成的氢键强度为452.99 - 429.40 =
9.1.2 无机化合物的紫外-可见吸收光谱 9.1.2.1 电荷转移跃迁（强吸收） 1. 金属配合物或水合离子
(FeSCN)2+、Cl-(H2O)n 2. 谱峰位置与给受电子能力有关。
Mn+-Lb- hν M(n-1)+-L(b-1)-
电子受体 电子给体
9.1.2.2 配位场跃迁 d-d跃迁和f-f跃迁 特点：ε小，一般位于可见区。
4. 溶剂的选择 ➢ 尽量选用非极性溶剂或低极性溶剂； ➢ 溶剂能很好地溶解被测物，且形成的溶
液具有良好的化学和光化学稳定性； ➢ 溶剂在样品的吸收光谱区无明显吸收。
9.1.4.3 pH的影响
9.2 紫外-可见分光光度计 9.2.1 仪器的基本构造
光源 单色器 吸收池 检测器 信号指示系统
紫外可见吸收光谱法
紫外可见吸收光谱法
一、基本原理
紫外可见吸收光谱（UV-VIS）是电子光谱，是材料在吸收10~800nm光波波长范围的光子所引起分子中外层电子在电子能级间跃迁时产生的吸收光谱，低于200nm的吸收光谱属于真空紫外光谱（即远紫外光谱，由于远紫外光被空气所吸收，故称为真空紫外光），通常讲的紫外光谱的波长范围是200~400nm，常用紫外可见光谱仪测试范围为400~800nm的可见光区，紫外可见吸收光谱分析法常称为紫外可见分光光度法。
1.吸收的一般规律
设有一块厚度为x的平板材料，入射光的强度设为I0，通过此材料后光强度变为I。
选取其中一薄层，并认为光通过此薄层的吸收损失-dI正比于在此处的光强度I和薄层的厚度dx，即-dI=α·I·dx，则可得到光强度随厚度呈指数衰减的规律，即朗伯特定律
I = I0 · e -αx（1）式中：α为物质对光的吸收系数，其单位为cm-1。
α的大小取决于材料的性质和光的波长。
对于相同波长的光波，α越大，光被吸收的越多，能透过的光强度就越小。
α随入射光波长（或频率）变化的曲线，叫做吸收光谱。
2.
2.4 紫外-可见光分光光度计系统
(3) 吸收池
吸收池也就是样品室，也称为比色皿。
它是由无色透明、能耐腐蚀的光学玻璃或石英制成的，能透过所需光谱范围内的光线。
玻璃——由于吸收紫外光，仅适用于可见光区；
石英——适用于紫外和可见光区。
(4) 探测器：将光信号转变为电信号的装置，现今使用的分光光度计主要采用光电管或光电倍增管作为探测器。
紫外-可见吸收光谱法概述
紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis）是一种常用的分析技术，用于研究物质在紫外光和可见光区域的吸收特性。
该技术基于物质分子在特定波长范围内吸收光能的原理，通过测量样品溶液在紫外-可见光谱范围内的吸光度来获取信息。
UV-Vis光谱法可用于定性分析和定量分析。
在定性分析中，通过比较样品的吸收光谱与已知物质的光谱图谱，可以确定样品中存在的化合物或功能基团。
在定量分析中，根据样品吸收的光强度与物质浓度之间的线性关系，可以确定样品中某种物质的浓度。
UV-Vis光谱仪通常由光源、单色器、样品室、光电探测器和数据处理系统组成。
工作原理是通过将光束分为可见光和紫外光两部分，然后透过样品溶液，测量透过样品的光强度和未经样品的光强度之间的差异。
样品吸收的光强度会被转换为吸光度或透射度，并绘制成光谱图。
UV-Vis光谱法在许多领域中得到广泛应用，包括化学、生物化学、环境科学、制药、食品科学等。
它可以用于分析物质的结构、浓度、纯度、反应动力学以及反应机理等方面的研究。
同时，UV-Vis光谱法操作简便、分析速度快，且样品准备相对简单，因此成为了一种常用的分析技术。
紫外可见吸收光谱法
-C-C- 如：乙烷: max=135nm C-H 如: 甲烷: max= 125nm
2) n * 跃迁
分子中未共用n电子跃迁到* 轨道
化合物种类：凡含有n电子的杂原子的饱和化合物
特点：跃迁所需要的能量较高
位置：远紫外光区和近紫外光区
150-250nm
ε=100 ～ 1000 L·cm-1 ·mol-1
Mn+-Lb- M(n+1)+-L(b+1)- (hν) [Fe3+-SCN-]2+ [Fe2+-SCN]2+ （这就是配合物λmax=490nm为血红色原因）
金属配合物的电荷转移吸收光谱，有三种类型：
1. 电子从配体到金属离子: 相当于金属的还原； 2. 电子从金属离子到配体； 产生这种跃迁的必要条件是金属离子容易被氧化
白炽光源: 热辐射光源：可见光区，340-2 500nm，影响因素：灯电压
如 钨丝灯和卤钨灯； 气体放电光源: 气体放电发光光源：紫外光
否相同。 在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。
三、紫外-可见分光光度计
光源 λ1、 λ2、 λ3、 …、 λn
分光系统
λmax
调制放大 记录系统→显示A
检测系统 光→电
I0→样品池→ It
紫外-可见分光光度计主要组成部件
光源
分光系统
样品池
检测系统
记录系统
1、光源
1.光源：提供入射光的元件。
3.电子从金属到金属
配合物中含有两种不同氧化态的金属时，电子可在其间转移，
这类配合物有很深的颜色，如普鲁士蓝 （磷、砷）钼蓝 H8 [SiMo2O5(Mo2O7)5 ]
紫外可见吸收光谱法
1：乙醚
2：水
1
2
250
300
苯酰丙酮
溶剂在试样的吸收光谱区应无明显吸收。
03
在溶解度允许的范围内，尽量选择进行较小的溶剂。
02
溶液具有良好的化学和光化学稳定性。
01
溶剂的选择
5紫外-可见分光光度计
基本组成
光源
单色器
吸收池
检测器
信号显示
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。
1
2
有机化合物结构辅助解析
结构信息 （1）200~800nm 无吸收峰。饱和化合物，单烯。 （2） 250~350 nm有吸收峰（ε=10~100）醛酮 n→π* 跃迁产生的R 带。 （3） 210~250 nm有强吸收峰（ε104），表明含有一个共轭体系（K）带。共轭二烯：K带（230 nm）；不饱和醛酮：K带230 nm ，R带310~330 nm 260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系。 （4） 250~300 nm 有中等强度的吸收峰（ε=200~2000），芳环的特征 吸收（具有精细解构的B带）。
立体结构和互变结构的确定
顺式：λmax=280nm； εmax=10500 反式：λmax=295.5 nm；εmax=29000 共平面产生最大共轭效应， εmax大
互变异构： 酮式：λmax=204 nm；无共轭 烯醇式：λmax=243 nm 比例依赖于溶剂极性：极性溶剂中酮式与水分子形成氢键系统；非极性溶剂中烯醇式存在分之内氢键。 利用定量关系可测平衡体系中两者的相对含量，从而计算平衡常数。
助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X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—π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)，这样的基团称为助色团。
（整理）紫外吸收光谱法
（整理）紫外吸收光谱法第8章紫外吸收光谱法紫外-可见分⼦吸收光谱法(ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry,UV-VIS ），⼜称紫外-可见分光光度法（ultraviolet-visible spectrophotometry ）。
它是研究分⼦吸收190~750nm 波长范围内的吸收光谱。
紫外-可见吸收光谱主要产⽣与分⼦价电⼦在电⼦能级间的跃迁，是研究物质电⼦光谱的分析⽅法。
通过测定分⼦对紫外-可见光的吸收，可以⽤于鉴定和定量测定⼤量的⽆机化合物和有机化合物。
在化学和临床实验室所采⽤的定量分析技术中，紫外-可见分⼦吸收光谱法是应⽤最⼴泛的⽅法之⼀。
§9-1 光吸收定律⼀、朗伯-⽐尔定律分⼦吸收光谱法是基于测定在光程长度为b （cm ）的透明池中，溶液的透射⽐T 或吸光度A 进⾏定量分析。
通常被分析物质的浓度c 与吸光度A 呈线性关系，可⽤下式表⽰：0lg tI A abc I == (9-1）式中各参数的定义如表9-1所⽰。
该式是朗伯-⽐尔定律的数学表达式，它指出：当⼀束单⾊光穿过透明介质时，光强度的降低同⼊射光的强度、吸收介质的厚度以及光路中吸光微粒的数⽬呈正⽐。
由于被分析物质的溶液是放在透明的吸收池中测量，在空⽓/吸收池壁以及吸收池壁/溶液的界⾯间会发⽣反射，因⽽导致⼊射光和透射光的损失。
如当黄光垂直通过空⽓/玻璃或玻璃/空⽓界⾯时，约有8.5%的光因反射⽽被损失。
此外，光束的衰减也来源于⼤分⼦的散射和吸收池的吸收。
故通常不能按表9-1所⽰的定义直接测定透射⽐和吸光度。
为了补偿这些影响，在实际测量中，采⽤在另⼀等同的吸收池中放⼊溶剂与被分析溶液的透射强度进⾏⽐较。
⼆、吸光度的加和性当溶液中含有多种对光产⽣吸收的物质，且各组分间不存在相互作⽤时，则该溶液对波长λ光的总吸收光度A 等于溶液中每⼀成分的吸光度之和，即吸光度具有加和性。
紫外吸收光谱的原理
紫外吸收光谱的原理
紫外吸收光谱法是一种基于分子吸收特定波长紫外光后发生电子能级跃迁的分析方法。
在紫外光照射下，物质分子会吸收特定波长的光，导致光强减弱。
通过测量不同波长下的光强，可以获得物质的紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱的产生与分子内部的电子分布和分子轨道上的电子跃迁有关。
当紫外光照射物质分子时，分子中的电子会吸收特定波长的光能，从基态跃迁到激发态。
这些激发态的电子在返回基态时会释放出能量，表现为特定波长的光。
不同物质由于分子结构和电子分布不同，其紫外吸收光谱也具有特征性。
因此，通过对比已知物质的紫外吸收光谱，可以确定待测物质的主要成分。
此外，紫外吸收光谱还可以用于研究分子结构、化学键性质等。
总之，紫外吸收光谱法是一种基于分子吸收特定波长紫外光后发生电子能级跃迁的分析方法，具有广泛的应用价值。
紫外光吸收法
紫外吸收光谱法
紫外吸收光谱法]是通过研究物质分子对紫外光的吸收情况进行定性、定量和结构分析的一种常用光谱分析方法。
利用紫外吸收光谱进行定量分析的由来已久，公元60年古希腊已知道利用五味子浸液来估计醋中铁的含量。
这一古老的方法由于最初是运用人的眼睛来进行检测，所以叫比色法。
此法所用仪器为紫外吸收分光光度计或紫外-可见吸收分光光度计。
光源发出的紫外光经光栅或棱镜分光后，分别通过样品溶液及参比溶液，再投射到光电倍增管上，经光电转换并放大后，由绘制的紫外吸收光谱可对物质进行定性分析。
由于紫外线能量较高，故紫外吸收光谱法灵敏度较高；同时，本法对不饱和烯烃、芳烃、多环及杂环化合物具有较好的选择性，故一般用于这些类别化合物的分析及相关污染物的监测。
如，水和废水统一检测分析法中，紫外分光光度法测定矿物油、硝酸盐氮；以可变波长紫外检测器作为检测器的高压液相色谱法测多环芳烃等。
紫外吸收光谱法
2、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。
16
下面为某些常见生色团的吸收光谱
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
14
s*
E
p*
K E,B R
n
p
s
3. pp*跃迁
它需要的能量低于 ss *跃迁，吸收峰一般处于近紫
外光区，在 200 nm 左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般 max104，为强吸收带。
4. np*跃迁
这类跃迁发生在近紫外光区 , 一般 >200 nm 。它是简 单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。 其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小。
9
（2）分子的振动能级差 一般在0.05 ~ 1 eV，需吸收波 长约为25 ~ 1.25m的红外光 才能产生跃迁。在分子振动时 同时有分子的转动运动。 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。由于它吸收的能量处于
红外区，故又称红外光谱。
10
（ 3 ）电子的跃迁能差约为 1 ~ 20 eV，比分子振动能级差要大 几十倍，所吸收光的波长约为 12.5 ~ 0.06m，主要在真空紫外 到可见光区，对应形成的光谱 ，称为电子光谱或紫外、可见 吸收光谱。
析方法称为紫外-可见分光光度法。
紫外 — 可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收 200
~800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。
第三章 紫外可见吸收光谱法
3.金属离子影响下配体的 p → p* 跃迁 显色剂大多含有生色团和助色团，与金属离子 配位时，其共轭结构发生变化导致吸收光谱发生红 移或蓝移。 例：茜素磺酸钠 弱酸性－黄色－ λmax=420nm 弱碱性－紫红色－ λmax=560nm
pH为4~5时与Al３＋配位后，为红色，λmax=475nm，相对于 酸性茜素磺酸钠吸收峰红移，相对于碱性茜素磺酸钠吸收峰 蓝移。
480-490
490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-780
绿蓝
蓝绿 绿 黄绿 黄
橙
红 红紫 紫 蓝
橙
红
绿蓝
蓝绿
3.特点：
(1) 灵敏度较高，可达10-4~10-7g/mL； (2) 准确度较高，一般为1% ~5%； (3) 仪器价格较低，操作简便、快速； (4)应用范围广。既能进行定量分析，又可进行 定性分析和结构分析；既可用于无机物化合 物分析，也可用于有机物化合物分析；还可 用于络合物组成、酸碱解离常数的测定等。
标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图 有一定局限性，需与红外、核磁、质谱等法相结合 进行准确鉴定。
(二)结构分析
紫外—可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律： (1)若在220～280nm内无吸收峰，可推断化合物不含苯环、共轭 双键、醛基、酮基、溴和碘(饱和脂肪族溴化物在200-210nm有 吸收)。
必须在配体的配位场作用下才可能产生;
一般的规律：轨道分裂能随场强增加而增加，吸 收峰波长则发生紫移。 例如：水合铜离子(Ⅱ)是浅蓝色的λmax=794nm ，而 它的氨络合物却是深蓝色的λmax=663nm 。
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义不大。但可 用于络合物的结构及无机络合物的键合理论研究。
紫外可见吸收光谱法基本原理
所需能量较大。吸收波长为150～250nm，大部分在远紫 外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子旳饱和烃衍生物(
含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n →σ*跃迁。如一氯甲烷 、甲醇、三甲基胺n →σ*跃迁旳λ分别为173nm、183nm和
227nm。
⑶π→π＊跃迁
所需能量较小，吸收波优点于远紫外区旳近紫外端或近
（1）物理性原因
朗白-比尔定律旳前提条件之一是入射光为单色光。
难以取得真正旳纯单色光。
分光光度计只能取得近似于单色旳狭窄光带。复合光可造 成对朗伯-比尔定律旳正或负偏离。
非单色光、杂散光、非平行入射光都 会引起对朗白-比尔定律旳偏离，最主要旳 是非单色光作为入射光引起旳偏离。
非单色光作为入射光引起旳偏离
溶液旳程度:
T = It /I0 吸光度A与透光度T旳关系:
A = -lgT
朗伯-比尔定律是吸光光度法旳理论基础和定量测定旳根据。应
用于多种光度法旳吸收测量。
应用举例
某有色物质溶液旳浓度为4.5×10-3g·L-1,在530nm 波长下用2.0cm旳吸收池所测得旳吸光度为0.300，试 计算
（a）吸收系数；
长之间旳关系。
吸收曲线旳讨论：
（1）同一种物质对不同波长旳光 旳吸光度不同。吸光度最大处相应旳
波长称为最大吸收波长λmax
（2）不同浓度旳同一种物质，其
吸收曲线形状相同，λmax不变。而
对于不同物质，它们旳吸收曲线形状
和λmax则不同。
（3）吸收曲线能够提供物质旳构造信息，并作为物质定性分析旳根据之一.
讨论如下:
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10-εbc )
紫外-可见吸收光谱法精选全文完整版
溶剂极性增大
吸收峰呈规律性蓝移
3、溶剂效应
O
异丙叉丙酮（CH3-C-CH=C
CH3
CH3 ）的溶剂效应
吸收带
p → p*
正己烷
230nm
CH3Cl
238nm
CH3OH
237nm
H2 O
243nm
波长
红移
n→ p*
329nm
315nm
309nm
电子跃迁类型主要有四种：σ→σ*、n→σ*、π→π*和
n→π*，各种跃迁所需的能量大小不同，次序为：
σ→σ*> n→σ*≥ π→π* > n →π*，
因此，形成的吸收光谱谱带的位置也不相同。
σ→σ*跃迁：
需要能量最大， λ<200nm ，真空紫外区，εmax ＞ 104
饱和烃（远紫外区）；
C－H共价键，如CH4（ λmax 125nm）
(I) 顺式二苯乙烯 (II)反式二苯乙烯
2、跨环效应的影响
助色基团虽不共轭，但由于空间排列使电子
云相互影响，使 n→π*吸收峰长移。
O
CH3－C － CH3
O
C
S
lmax156，279 nm
lmax238nm
3、溶剂效应影响
溶剂的极性增大时，n p* 跃迁吸收带蓝移
p p* 跃迁吸收带红移
少，分析速度快。
2 灵敏度高。如在紫外区直接检测抗坏血酸时，其最低检出浓度可
达到10-6g/mL。
3 选择性好。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的
体系中，对某一物质进行测定。
4 精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，
紫外吸收光谱法
(5) 电荷转移跃迁 当分子形成络合物或分子内的两大π体系相互 接近时，可发生电荷由一个部分跃迁到另一部分产 生电荷转移吸收光谱，这种跃迁的一般表达式为：
络合物或分子中的两 个体系，D是给电子体， A是受电子体
D + A
D+A-
O Cl Cl O Cl
O
=
Cl Cl O
Cl Cl
(黄色)
(无色)
长也会引起红移。
• 例如 乙醛，π→π*，170 nm
n→π*，290nm
• 丙烯醛(存在着双键与羰基共轭)，
π→π*，210nm
n→π*，315nm
• 共轭引起红移的原因可用分子轨道来解释：即共轭
引起π*轨道能量降低，导致吸收带波长红移。 • 见图2-6、2-7、P12
π*
π4* π* π3* ΔE1 π2 ΔE2 ΔE1 π π1
π
C
C
C
C
π*
π4* π* π3* n π2
n
π π1 C C C
π
O
§2.3 影响紫外吸收光谱的主要因素
• 主要影响因素可归纳为两类：
1、分子结构的变化而引起的吸收波长位移。
2、分子与分子间相互作用或与溶剂分子之间的作
用而引起的吸收波长位移或吸收强度的变化。
§2.3-1 溶剂的影响
增加溶剂的极性：使π→π*吸收带波长红移，而 使n→π*蓝移。
• 电磁波具有一定的能量，它可以被物质的分子或原 子所吸收。 • 电磁波的能量E与波长或频率的关系为： • E = hυ = hc/λ • h：普朗克常数 6.626×10-34J、S
Байду номын сангаас
• 波长λ与波数υ的关系：υ = 1/λ
紫外-可见吸收光谱法(UV-Vis)
max 一般 10
增大
A 1103 7 1 Cmin 1 10 mol L b 1104 1 1107 100 1108 g mL1 1000
3 ~104；灵敏
的 ＞104；个别的可达 105 106
若λ１＝ λ２
dA b dC
ε 1 = ε2= ε 在一定的浓度范围内 A= εbC
若λ１≠ λ２
2.303 f1 f 2b 2 ( λ1 λ 2 ) 210 ( λ1 λ 2 )bc d2A 0 λ 1bc λ 2bc 2 2 dC ( f110 f 210 )
1） 液气固介质均适用 2）入射光是单色光，平行光 3）稀溶液
朗伯-比尔定律
A = Kbc
（二）朗伯-比尔定律推导
Ix dIx S I0 db b It
-dIx ∝ Ix adn dn = csdb
-dIx∝ IxaCsdb -dIx/Ix=k Cdb
b dI x I0 I x k 0 cdb It
0
0
C
A = 0.434
（四）吸光系数
1. a ( L · g –1 · cm-1) 2.ε ( L · mol–1 · cm-1)
max
A KCb
A aCb A Cb
C: g / L C: mol/ L
吸光物质结构的特征参数;
吸光物质定量分析的灵敏度参数
3. 检出限与摩尔吸光系数 若可测量的吸光度为0.001
It ln kcb I0 It kcb lg Kcb I 0 2.303
A lg T Kbc
吸光度 与透射率
紫外-可见分子吸收光谱法
NN
溶剂与溶质之相互作用增强 C H
溶质分子的振动受到限制
水中 环己烷中
振动引起的精细结构消失
蒸汽中
500
555
对称四嗪的吸收光谱
/nm
b. 溶剂极性对π →π*跃迁谱带的影响
➢ 溶剂极性增大时，由π →π*跃迁产生的吸收 带发生红移。
c. 溶剂极性对n →π*跃迁谱带的影响
➢ 溶剂极性增大，由n →π*跃迁产生的吸收谱 带发生蓝移。
（4）多通道分光光度计
以光二极管阵列作检测器
光源
透镜
光二极管阵列
试样池
光栅
三、光吸收定律
1、朗伯-比尔定律
A lg T lg I0 bc 或 A lg T lg I0 abc
I
I
2、吸光度的加和性
当溶液中含有多种对光产生吸收的物质，且各组分之
间不存在相互作用时，则该溶液对波长λ光的总吸光度A总
➢ 根据分子轨道理论，这三种电子的能级高 低为： σ<π<n <π*<σ*
三种价电子可能产生六种形式电子跃迁：
σ→ σ*， σ→ π*， π→ σ*对应的吸收光谱处于 远紫外区，研究少。
（1） n → σ* 跃迁：
➢ 吸收光谱出现在远紫外光区和近紫外光区 ➢ 某些含有氧、氮、硫、卤素等杂原子的基 团（如—NH2、—OH、—SH、—X等）的 有机物可产生n → σ* 跃迁。 例如：CH3OH：λmax=183 nm 、CH3NH2：λmax=213 nm
② 吸收峰通常位于200~400nm之间。
（7） K带
➢ 由共轭体系的π →π*跃迁产生的吸收带。
特点：
ε ① 强度大，一般 ＞ 104 L ·mol-1 ·cm-1 ；
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第二章：紫外吸收光谱法一、选择1. 频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为（1）670.7nm （2）670.7μ（3）670.7cm （4）670.7m2. 紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了（1）吸收峰的强度（2）吸收峰的数目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形状3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于（1）紫外光能量大（2）波长短（3）电子能级差大（4）电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因4. 化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高（1）σ→σ*（2）π→π*（3）n→σ*（4）n→π* 5. π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大（1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷6. 下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是（1）（2）（3）（4）7. 下列化合物，紫外吸收λ值最大的是max（1）（2）（3）（4）二、解答及解析题1.吸收光谱是怎样产生的？吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定？2.紫外吸收光谱有哪些基本特征？3.为什么紫外吸收光谱是带状光谱？4.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息？紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性？5.分子的价电子跃迁有哪些类型？哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来?6.影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些？7.有机化合物的紫外吸收带有几种类型？它们与分子结构有什么关系？8.溶剂对紫外吸收光谱有什么影响？选择溶剂时应考虑哪些因素？9.什么是发色基团？什么是助色基团？它们具有什么样结构或特征？10.为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移？而使羰基n→π*跃迁波长蓝移？11.为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π→π*跃迁吸收带波长愈长？请解释其因。
12.芳环化合物都有B吸收带，但当化合物处于气态或在极性溶剂、非极性溶剂中时，B吸收带的形状有明显的差别，解释其原因。
13.pH对某些化合物的吸收带有一定的影响，例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸收带发生蓝移，而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么？羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化？14.某些有机化合物，如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色，许多天然有机化合物也具有颜色，为什么？15.六元杂环化合物与芳环化合物具有相似的紫外吸收光谱，请举几个例子比较之，并解释其原因。
16.紫外光谱定量分析方法主要有哪几种？各有什么特点？17.摩尔吸光系数有什么物理意义？其值的大小与哪些因素有关？试举出有机化合物各种吸收带的摩尔吸光系数的数值范围。
18.如果化合物在紫外光区有K吸收带、B吸收带和R吸收带，能否用同一浓度的溶液测量此三种吸收带？19.紫外分光光度计主要由哪几部分所组成？它是怎样工作的？20.计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量(以eV和kJ·mol-1为单位表示）。
21.计算具有1.50eV和6.23eV能量光束的波长及波数。
22.已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带，其波长分别为189nm和280nm，分别属π→π*跃迁和n→π*跃迁，计算π，n，π*轨道之间的能量差。
23.画出酮羰基的电子轨道（π，n，π*）能级图，如将酮溶于乙醇中，其能级和跃迁波长将发生什么变化？请在图上画出变化情况。
24.化合物A在紫外区有两个吸收带，用A的乙醇溶液测得吸收带波长λ1=256nm，λ2=305nm，而用A的己烷溶液测得吸收带波长为λ1=248nm、λ2=323nm，这两吸收带分别是何种电子跃迁所产生？A属哪一类化合物？25.异丙叉丙酮可能存在两种异构体，它的紫外吸收光谱显示(a)在λ=235nm有强吸收,ε=1.20×104,(b)在λ＞220nm区域无强吸收，请根据两吸收带数据写出异丙丙酮两种异构体的结构式。
26.某化合物的紫外光谱有B吸收带,还有λ=240nm,ε=13×104及λ=319nm，ε=50两个吸收带，此化合物中含有什么基团？有何电子跃迁？27.1，2-二苯乙烯（）和肉桂酸（）这一类化合物，在一定条件下可能出现不同的K吸收带，试证明其原因。
28.乙酰丙酮在极性溶剂中的吸收带λ=277nm,ε=1.9×103,而在非极性溶剂中的吸收带λ=269nm,ε=1.21×104，请解释两吸收带的归属及变化的原因。
29.下列化合物的紫外吸收光谱可能出现什么吸收带？并请估计其吸收波长及摩尔吸光系数的范围。
（1）（2）（3）（4）30.化合物A和B在环己烷中各有两个吸收带，A：λ1=210nm，ε1=1.6×104，λ2=330nm，ε2=37。
B：λ1=190nm，ε=1.0×103，λ2=280nm，ε=25，判断化合物A和B各具有什么样结构？它们的吸收带是由何种跃迁所产生？31.下列4种不饱和酮，已知它们的n→π*跃迁的K吸收带波长分别为225nm，237nm，349nm和267nm，请找出它们对应的化合物。
（1）（2）（3）（4）32.计算下列化合物在乙醇溶液中的K吸收带波长。
（1）（2）（3）33.推测下列二取代苯的K吸收带波长。
（1）（2）（3）（4）34.已知化合物的分子式为C7H10O，可能具有α，β不饱和羰基结构,其K吸收带波长λ=257nm（乙醇中）,请确定其结构。
35.对甲胺基苯甲酸在不同溶剂中吸收带变化如下，请解释其原因。
在乙醇中λ=288nm,ε=1.9×104 在乙醚中λ=277nm，ε=2.06×104在稀HCl中λ=230nm，ε=1.06×10436.某化合物的ε=2.45×105,计算浓度为2.50×10-6mol·L-1的乙醇溶液的透过率和吸光度（吸收池厚度1cm）。
37.已知氯苯在λ=265nm处的ε=1.22×104，现用2cm吸收池测得氯苯在己烷中的吸光度A=0.448，求氯苯的浓度。
38.将下列化合物按K吸收带波长大小次序排列起来，并证明排列的理由。
39.已知浓度为0.010g·L-1的咖啡碱(摩尔质量为212g·mol-1)在λ=272nm处测得吸光度A=0.510。
为了测定咖啡中咖啡碱的含量，称取0.1250g咖啡，于500ml容量瓶中配成酸性溶液,测得该溶液的吸光度A=0.415，求咖啡碱的摩尔吸光系数和咖啡中咖啡碱的含量。
40.用分光光度法测定含乙酰水杨酸和咖啡因两组份的止痛片,为此称取0.2396g止痛片溶解于乙醇中，准确稀释至浓度为19.16mg·L-1,分别测量λ1=225nm和λ2=270nm处的吸光度,得A1=0.766，A2=0.155,计算止痛片中乙酰水杨酸和咖啡因的含量.(乙酰水杨酸ε225=8210,ε270=1090,咖啡因ε225=5510,ε270=8790。
摩尔质量：乙酰水杨酸为180 g·mol-1，咖啡因为194 g·mol-1）。
部分习题参考答案：一、选择题1—7 （1）、（3）、（4）、（1）、（1）、（2）、（2）二、解答及解析题,40×103cm-1,4.96eV,114.6kcal·mol-1；0.75×1015Hz，25×103cm-1，3.10eV，71.6kcal·mol-121. 827nm，12.1×103cm-1；200nm，50×103cm-122.（1）152kcal·mol-1；（2）102.3 kcal·mol-124. π→π*， n→π*25. （a）（b）26. B,K,R,苯环及含杂原子的不饱和基团，π→π*， n→π*29. （1）K，R；（2）K，B，R；（3）K，B；（4）K，B，R30. （A）CH=CH-COR；（B）RCOR＇231. （1）267nm；（2）225nm；（3）349nm；（4）237nm32. （1）270nm（2）238nm（3）299nm34.36. T=0.244，A=0.61337. 1.836×10-5mol·L-139. ε=1.08×104，3.26%40. 乙酰水杨酸83.5%，咖啡因6.7%第三章红外吸收光谱法一、选择题1. CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的（1）υC-C（2）υC-H（3）δas CH（4）δs CH2. 化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736 cm-1处出现两个吸收峰，这是因为（1）诱导效应（2）共轭效应（3）费米共振（4）空间位阻3. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为（1）玻璃（2）石英（3）红宝石（4）卤化物晶体4. 预测H2S分子的基频峰数为（1）4 （2）3 （3）2 （4）15. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是（1）（2）—C≡C—（3）（4）—O—H二、解答及解析题1.把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。
弹簧B的力常数是弹簧A的力常数的两倍，每个球从静止位置伸长1cm，哪一个体系有较大的势能。
2.红外吸收光谱分析的基本原理、仪器，同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处？3.红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度？4.C-C（1430cm-1），C-N（1330cm-1），C-O（1280cm-1）当势能V=0和V=1时，比较C-C，C-N，C-O键振动能级之间的相差顺序为①C-O＞C-N＞C-C；②C-C＞C-N＞C-O；③C-N＞C-C＞C-O；④C-N＞C-O＞C-C；⑤C-O＞C-C＞C-N5.对于CHCl3、C-H伸缩振动发生在3030cm-1，而C-Cl伸缩振动发生在758 cm-1（1）计算CDCl3中C-D伸缩振动的位置；（2）计算CHBr3中C-Br伸缩振动的位置。
6.C-C、C=C、C≡C的伸缩和振动吸收波长分别为7.0μm，6.0μm和4.5μm。
按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。
7.写出CS2分子的平动、转动和振动自由度数目。
并画出CS2不同振动形式的示意图，指出哪种振动为红外活性振动？8.下列各分子的碳-碳对称伸缩振动在红外光谱中是活性的还是非活性的。
（1）CH3-CH3；（2）CH3-CCl3；（3）CO2；（4）HC≡CH（5）（6）9.Cl2、H2S分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带？为什么？预测可能有的谱带数。
10.CO2分子应有4种基本振动形式，但实际上只在667cm-1和2349cm-1处出现两个基频吸收峰，为什么？11.羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，C=O伸缩振动出现最低者为Ⅰ、；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、12. 化合物中只有一个羰基，却有两个C=O的吸收带，分别在1773cm-1和1736 cm-1，这是因为：A.诱导效应B.共轭效应C.空间效应D.偶合效应E.费米共振F.氢键效应12.下列5组数据中，哪一种数据所涉及的红外光谱区域能包括的吸收带：（1）3000～2700 cm-11675～1500 cm-11475～1300 cm-1；（2）3000～2700 cm-12400～2100 cm-11000～650 cm-1；（3）3300～3010 cm-11675～1500 cm-11475～1300 cm-1；（4）3300～3010 cm-11900～1650 cm-11475～1300 cm-1；（5）3000～2700 cm-11900～1650 cm-11475～1300 cm-1；13.三氟乙烯碳-碳双键伸缩振动峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳双键伸缩振动在此处无吸收峰，为什么？14.试用红外光谱区别下列异构体：（1）和（2）和CH3CH2CH2CHO（3）和15.某化合物经取代后，生成的取代产物有可能为下列两种物质：N≡C-NH2+-CH-CH2OH （Ⅰ）HN≡CH-NH-CO-CH2- （Ⅱ）取代产物在2300 cm-1和3600 cm-1有两个尖锐的谱峰。