第十章 紫外-可见分光光度法结构分析
紫外可见分光光度法基本原理PPT讲稿
E=h=hc/
（Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S ) 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm
生的吸收光谱在紫外—可见光区，称为紫外—可见光谱或分子的 电子光谱。
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。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； （6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比， 这是定量分析的依据。
* σ σ* (150~210nm)
H
* n σ* (259nm)
HCI
H
（2）不饱和脂肪烃
• 这类化合物有孤立双键的烯烃(如乙烯)和共轭双键的烯
烃(如丁二烯)，它们含有π键电子，吸收能量后产生
π→π*跃迁。乙烯(孤立双键)的
m
a
为171nm(
x
＝
15530 L mol1 cm1 )；而丁二烯H(2C CH CH CH2 )
列吸收带，称为精细结构吸收带，亦称为B吸收带[从德文 Benzenoid(苯的)得名]，这是由于跃迁和苯环的振动的重叠引起的。B 吸收带的精细结构常用来辨认芳香族化合物。 苯环与生色团连结时，有B和K两种吸收带，有时还有R吸收带，其中 R吸收带的波长最长 。
生色团与助色团
生色团(Chromophore)： 最有用的紫外—可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生
仪器分析 10.1紫外可见分光光度法 图文
61-19
二、UV光谱的有关知识和概念
2、物质吸光的程度表达
辐射功率P：单位时间内所传输的能量， 光度法中用光强 I 代替。 透过率 T：透过光与入射光强度的比值 吸光度 A :
I T
I0
A lgT lg IO I
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-20
3、UV吸收光谱——吸收曲线
镧系元素：f-f 跃迁
二、UV光谱的有关知识和概念
1、物质吸光的选择性
M h I0 M * It h
ΔΕ ΔΕe ΔΕv ΔΕr
分子轨道包括三种： 分子轨道能级的量子化：光吸收具有选择性 电子能级差：约为1～20ev（1250～60nm）
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
一、分子轨道中的电子跃迁类型 二、UV光谱的常用概念 三、吸收带及其与分子结构的关系 四、影响吸收带的因素 五、物质对光的吸收与吸收曲线 五、朗伯-比尔定律
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-3
练习：
下面五个电磁辐射区域
A：X射线区
B：红外区
C：无线电波
D：可见光区
E：紫外光区
请指出：
61-22
4、有关概念：
① 吸收带：吸收峰位置 ② 红移或长移 ③ 蓝移或短移 ④ 增色效应
减色效应
⑤ 强带 ε ≥104
弱带 ε ≤102
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-23
⑥ 生色团（chromophore ）：含π→π* 、 n →π* 等跃迁的基团，即能产生UV吸收的 基团
61-12
5、电荷迁移跃迁
Charge transfer transition
第十章 紫外可见分光光度法
如果用△ E电子，△ E振动以及△E转动表示各能级 差，则：
E电 E振 E转
能级差 E h h c
由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产 生的光谱称分子吸收光谱。
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及电子能级、振动能级和转动
能级三种跃迁能级，
E电 E振 E转
对应的波谱区范围如下：
吸收曲线与最大吸收波长 max
①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。如KMnO4在400nm吸收少， 在525nm吸收最大，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。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，
电子的基团。 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N— 注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的
吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强。
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
称最小吸收波长(λmin) 。
3.肩峰:在一个吸收峰旁边 产生的一个曲折。 4.末端吸收:只在图谱短波 呈现强吸收而不成峰形的
部分。
5. 生色团
所谓生色团，是指有机化合物分子结构中含有p -
p*和n-p*中跃迁的基团,即能在紫外-可见光范围内产 生吸收的原子团。 对有机化合物：主要为具有不饱和键和未成对
概述
一、紫外-可见分光光度法：是研究物质在紫外可见光区(200 ~ 800 nm)分子吸收光谱的分析方 法。
可见光区 400~760nm；紫外光区200~400nm。 二.紫外—可见分光光度法的特点 （1）灵敏度较高：灵敏度可达10-5~10-7g/mL （2）选择性较好：多组分共存溶液中，无需化学
紫外可见分光光度法
●同一物质不同浓度，其吸收曲线形状相似,λmax相同。（定量） ●不同物质相同浓度，其吸收曲线形状,λmax不同。（定性）
吸收光谱 特征值：
λmax λmin λsh
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19 19
五、偏离光的吸收定律原因
朗伯-比尔定律：A=k C L
1 T
I0 = -lgT = lg It
A=-lgT , T=10-A
③T与A关系： A∝1/T，T=0，A=∞ ，T=100%，A=0 例2：P157
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15 15
二、光的吸收定律
朗伯(Lambert)和比尔(Beer)分别于1760年和1852年研究吸光度 Ａ与溶液厚度Ｌ和其浓度Ｃ的定量关系：
尤其浓度过高(>0.01mol/L)会使C与A关系偏离定律： ①粒子相互作用加强，吸光能力改变。 ②溶液对光的折射率显著改变。
（二）光学因 素1．非单色光的影响：入射光为单色光是应用该定律的重要前提：
2．杂散光的影响：仪器本身缺陷；光学元件污染造成。
3．反射和散色光的影响：散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形。 通常可用空白对比校正消除。
长
(0.1cm~1000m)
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55
（二）原子光谱与分子光谱
1、原子光谱：气态原子或离子外层电子在不同能级间跃迁而产生 的光谱。包括：原子吸收、原子放射、原子荧光光谱等。
原子吸收辐射能条件：
E
E2
E1
h
h
c
h
c E
紫外可见分光光度法
420 nm
0.8
0.6
A
0.4
0.2
0.0
460 nm
530nm
200
300
400
500
600
700
wavelength
500nm
A
700 nm
1.2
610 nm
1.0
0.8
420 nm
0.6
0.4
0.2
0.0
200
300
400
500
600
700
wavelength
460 nm
530nm
500nm
2. 直接比较法： 已知试样溶液基本组成，配制相同基体、相近浓
度的标准溶液，分别测定吸光度A标、A样
（二）多组分定量 吸光度具有加合性的特点。
吸收光谱三种相互重叠的情况：
1.第一种情况：
分别在1 及 2 处测定 a 及 b 组分的 c
2. 第二种情况：
先在 1 处测得 ca，再在2处测得混合组分的 吸光度 Aa+b ，根据吸收定律加和性：
Entrance Slit
Array Detector
Measure a large range of wavelengths simultaneously. Parallel detection scheme.
电表指针 荧光屏显示
数字显示 电脑
1.单波长、单光束分光光度计（721、722、752 型 等） 一个单色器；一种波长的单色光；一束单色 光。
迁最大吸收波长的经验规则。
共轭二烯、多烯烃: p39
共轭烯酮类化合物: p40
2、Scott规则 类似于Woodward-Fieser规则，用于计算芳香 族羰基衍生物的跃迁最大吸收波长的经验规则。
紫外可见分光光度计的结构、工作原理与应用
紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计原理是：分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后，发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。
它是带状光谱，反映了分子中某些基团的信息。
可以用标准光谱图再结合其它手段进行定性分析。
根据Lambert-Beer定律：A=εbc，（A为吸光度，ε为摩尔吸光系数b为液池厚度，c为溶液浓度）可以对溶液进行定量分析。
你可以用紫外可见分光光度计测定定三种农药的波长在某溶液中的最大、最小吸收波长。
配制溶液－在光谱检测项下进行－调整检测光谱范围及速度－－扫描光谱图－－吸光度最大处对应波长为最大吸收波长，吸光度最小处对应的波长为最小吸收波长。
1.光源灯;2.滤光片;3.球面反射镜;4.入射狭缝;5.保护玻璃;6.平面反射镜;7.准直镜;8.光栅;9.保护玻璃;10.出射狭缝; 11.聚光镜;12.试样室; 13.光门;14.光电管.分光光度计工作原理:由光源灯(1)发出连续辐射光线,经滤光片(2)和球面反射镜(3)至单色器的入射狭缝(4)聚焦成像,光束通过入射狭缝(4)经平面反射镜(6)到准直镜(7)产生平行光,射至光栅(8)上色散后又以准直镜(7)聚焦在出射狭缝(10)上形成一连续光谱,由出射狭缝选择射出一定波长的单色光,经聚光镜(11)聚光后,通过试样室(12)中的测试溶液部分吸收后,光经光门(13)再照射到光电管(14)上.调整仪器,使透光度为100%,再移动试样架拉手,使同一单色光通过测试溶液后照射到光电管上.如果被测样品有光吸收现象,光量减弱放大器处理,将光能的变化程度通过数字显示器显示出来.可根据需要直接在数字显示器上读取透光度(T),吸光度(A)或浓度(C).基本操作:(1)通电---仪器自检----预热20min;(2)用键设置测试方式:透射比(T),吸光度(A),已知标样浓度方式(C)和已知标样浓度斜率(K)方式;(3)波长选择:用波长调节旋钮设置所需的单色光波长;(4)放样顺序:打开样品室盖,在1~4号放置比色皿槽中,依次放入%T校具(黑体),参比液,样品液1和样品液2.(5)校具(黑体)校"0.000":将%T校具(黑体)置入光路,在T方式下按"%T"键,此时仪器自动校正后显示"0.000"(6)参比液校"100"%T或"0.000"A:将参比液拉入光路中,按"0A/100%T"键调0A/100%T,此时仪器显示"BLA",表示仪器正在自动校正,校正完毕后显示"100"%T 或"0.000"A后,表示校正完毕,可以进行样品测定.(7)样品测定:将两样品液分别拉入光路中,此时若在"T"方式下则可依次显示样品的透射比(透光度)若在"A"方式下,则显示测得的样品吸光度.7200型光栅分光光度计的使用注意事项(1)(1) 预热是保证仪器准确稳定的重要步骤.(2) 比色皿的清洁程度,直接影响实验结果.因此,特别要将比色皿清洗干净.先用自来水将用过的比色皿反复冲洗,然后用蒸馏水淋洗,倒立于滤纸片上,待干后再收回比色皿盒中.必要时,还要对比色皿进行更精细的处理,如用浓硝酸或铬酸洗液浸泡,冲洗.(3) 比色皿与分光光度计应配套使用,否则会引起较大的实验误差. 比色皿不能单个调换 1.3 7200型光栅分光光度计的使用注意事项(2)(4) 比色皿内盛液应为其容量的2/3,过少会影响实验结果,过多易在测量过程中外溢,污染仪器. 比色皿中试样装入量应为2/3～3/4之间(5) 拿放比色皿时,应持其"毛面",杜绝接触光路通过的"光面".如比色皿外表面有液体,应用绸布拭干,以保证光路通过时不受影响.(6) 若待测液浓度过大,应选用短光径的比色皿,一般应使吸光度读数处于0.1～0.8范围内为宜.由于测定空白,标准和待测溶液时使用同样光径的比色皿,故不必考虑因光径变化而引起的影响.UV-754型紫外-可见分光光度计正确使用方法2.1 紫外分光光度计法概述(1)2.1.1定义用紫外光源通过分光光度技术对物质进行测定的方法叫作紫外分光光度法.所使用的仪器叫作紫外分光光度计.2.1.2原理因为许多化合物的分子结构中存在共轭双键,在200～400nm的紫外光区具有吸收光的特性,所以无需进行显色反应便能直接测定.2.1.3应用常用于对蛋白质和核酸进行定性,定量测定.蛋白质分子中所含酪氨酸,色氨酸和苯丙氨酸等芳香族氨基酸残基在波长280nm处具有最大吸收峰.故常用波长280nm处的吸光度测定蛋白质的浓度.2.1.4特点(1) 组成核酸的碱基也含有共轭双键,其最大吸收峰的波长在260nm处.但在280nm处也有一定的光吸收,对蛋白质的测定有一定的干扰作用.若分别测定280nm和260nm处的吸光度,可通过经验公式消除核酸对蛋白质测定的影响. (2)可对微量蛋白质(1～10g/L)不需显色,进行直接定量测定.因此操作简便,而且可回收样品.此外,盐类在280nm处无光吸收,少量盐类也不会影响测定结果.(3)紫外分光光度法完全符合Lambert-Beer定律的基本原理.在其它条件保持一致的情况下,被测溶液的吸光度与被测溶液的浓度成正比.2.2 UV-754型分光光度计的结构和工作原理2.2.1仪器结构由光源(钨灯或氚灯),单色器,试样室,接受器(光电管),微电流放大器,A/C 转换器,打印机,键盘和显示器等部件组成.微处理机(CPU)通过输入,输出口(I/O)对微电流放大器,显示器和打印机等部件进行控制,实现仪器的整体功能.2.2.2工作原理UV-7 5 4型紫外-可见分光光度计光学系统1.氚灯;2.钨灯;3.滤光镜;4.聚光镜;5.入射狭缝;6.平面;7.准直镜;8.光栅;9.出射狭缝; 10.聚光镜; 11.试样室; 12.光门; 13.光电管2.2.2工作原理由光源氚灯或钨灯(1或2)发出连续辐射光线经滤光镜(3)和聚光镜(4)至单色器入射狭缝(5)处聚焦成像,再经平面反射镜(6)反射至准直镜(7)产生平行光射至光栅(8)在光栅上色散后又经准直镜(7)聚焦在出射狭缝(9)上成一连续光谱,经出射狭缝射出的光在聚光镜(10)聚光后分别通过试样室 (11)中的空白溶液(或对照溶液),标准溶液或样品溶液,被部分吸收后光经光门(12)再照射到光电管(13)上.被光电管接收的光信号再被转换成电信号,后者通过输入,输出口(I/O).进入微处理机进行调零,变换对数,浓度计算以及打印数据等处理,将检测结果通过显示器和打印系统显示出来.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(外型)2.3.1 UV-754型紫外可见分光光度计1.试样架拉手;2.键盘部分;3.数据打印;4.波长刻度盘;5.波长手轮;6.电源汗关;7.氚灯触发按钮;8.光源室.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘) UV-754型紫外-可见分光光度计键盘详细内容说明如下:2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘内容1) ①功能键: F1～F8,暂无功能,备扩展使用. ② T键: 具有三种透光度状态调节功能.③ A/C键:吸光度/浓度转换键,按此键可分别表示"吸光度0～3A","吸光度0～","吸光度0～0.1A"和"浓度"四种状态.④送入键:只在"A/C键"处于"浓度"状态时才起作用. ⑤打印键:手动方式时有效,每按一次,便打印一次数据.⑥控制键:在分别使用"设定+","设定一","倍率","显示方式"和"打印方式"各键时,需与控制键分别联合使用才起作用.⑦设定+键:在"A/C键"处于"浓度"状态时才能设定"标准浓度值","斜率K值"或"斜率B值"等数据.其功能是将设定数值增加.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘内容2) ⑧设定- 键:是使设定数值减小,操作与"设定+键"类同.⑨倍率键:用来设定标准溶液浓度的放大倍数.有"1","0.1"和"0.01"三档,与"控制键"同时按下,倍率便发生相应的变化.⑩显示方式键:可表示"积分","浓度"和"样品号"三种状态.(11) 打印方式键:存在"自动"(每移动一次试样架,仪器自动打印一次数据),"方式1"(手动方式,每按一次此键,仪器打印一次数据)和"方式2"(每分钟定时打印一次数据)三种状态.每与"控制键"同时按一次此键便改变一个状态.(12) 送纸键:每按一次此键,仪器移动一次打印纸. (13) TAC:数字显示器显示测定结果或输入的数据. 2.3.2 UV-754型紫外可见分光光度计使用方法(1) (1)测试准备①将盛有"空白"或"对照"溶液的比色皿处于试样室光路位置; ②选择波长旋动波长手轮选定所需波长;③确定光源波长在200～290nm时,选择氚灯为光源;波长在290～360nm时,同时以氚灯和钨灯为光源;波长在360～850nm时,选择钨灯为光源;若使用氚灯,需按氚灯触发按钮启动;④仪器自检显示器显示"754"后,数字显示出现"100.0",表明仪器通过自检程序,此时仪器进入"0～100%","连续"和"自动"状态(打印系统处于自动打印状态)⑤仪器预热30min后方可进行测试.2.3.2 UV-754型紫外可见分光光度计使用方法测试过程①数字显示透光度"100.0"(或吸光度"0.00")2～3s后,将盛有标准溶液的比色皿移至光路,打印系统便自动打印出所得数据;②将盛有样品溶液的比色皿移至光路,打印系统即自动打印出该样品的数据.待第一个样品数据打印完毕后,将第二个样品置于试样室光路………,若有多个样品,操作以此类推。
紫外可见分光光度法(仪器分析课件)
拿：只能捏两侧的毛玻璃面，不可接触光学面；洗：依次用自来水、溶剂、待装液各润洗3次；装：吸收池高度的2/3～3/4；4.擦：先用滤纸吸干外壁，然后用擦镜纸或丝绸擦干；5.查：内部溶液无气泡，光学面外壁无垃圾；6.放：光学面对光路，垂直放入吸收池架，用吸收池夹固定。
z
项目二 紫外（UV）-可见（VIS）分光光度法
项目二 紫外（UV）-（VIS）分光光度法
VIS & UV
教学目标
目录
Contents
3
吸收曲线
(Absorption Spectra)
用不同波长的单色光照射，测吸光度— 吸收曲线
紫外可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。电子跃迁的同时，伴随着振动能级、转动能级的跃迁。带状光谱。
0.1nm～
10nm~
780nm~0.1cm
0.1mm～1m
1m～1000m
10nm~200nm
200~400nm
远紫外
近紫外
（真空紫外）
单色光,复合光
单色光
复合光
单一波长的光
由不同波长的光（不同能量的光子）组合而成的光
人们肉眼所见的白光（如阳光等）和各种有色光实际上都是包含一定波长范围的复合光。白炽灯灯光？
z
项目二 紫外（UV）-可见（VIS）分光光度法
项目二 紫外（UV）-（VIS）分光光度法
VIS & UV
教学目标
目录
Contents
分光光度法起源
分析化学课件-紫外-可见分光光度法
(二) 光学因素
非单色光 为了保证透过光的强度对检测器有 明显的响应，狭缝就必须有一定的宽度，这就使 分离出来的光，同时包含了所需波长的光和附近 波长的光，即是具有一定波长范围的光。这一宽 度称为谱带宽度。
✓ 是采用峰值测定的原因。
杂散光 从分光器得到的单色光中，还有 一些不在谱带宽度范围内的与所需波长相隔 较远的光，称为杂散光(stray light)。
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
5
10
15
20
25
30
35
Original spectrum
Convolution trasformation
40
Convolution spectra
吸收光谱：A = ECl 褶合光谱：Q = QijCl
✓褶合光谱与吸收光谱一样 具有定性定量特征
4、偏最小二乘法
（Partial Least Squares Method，PLS）
Y=USVt=U*S*Vt* +EY=T*Vt*+EY C=PGQt=P*G*Qt*+EC=R*Qt*+EC
偏最小二乘法充分考虑混合物校正矩阵Y和浓度矩阵C 的相互关系，在分解Y的同时将C也进行正交分解，然后将 T*对R*作线性回归，继而可进一步求出待测体系的浓度值 。具有计算误差小、准确度高、运算速度快等优点。
饱和基团，当它们与生色团或饱和烃相连时，能 使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动， 并使吸收强度增加的基团。 (如–OH, –X)
红移(red shift)：亦称长移，由于化合物
的结构改变，如发生共轭作用，引入助色团以 及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
紫外可见分光法
A Kcl
l: 吸收光程（液层厚度），cm。 c: 吸光物质浓度。 K: 吸光系数
注意
1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）
➢ 入射光为单色光
➢ 溶液是稀溶液
2．该定律适用于固体、液体和气体样品
3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
吸收定律（标准曲线）与吸收光谱的区别
吸A 收 定 律
吸 A或 收 光 谱
C
一定，一般是在 max时测得
C一定时测得
第二节 紫外可见分光光度计
➢ 一、基本构造：五个单元组成
光源
0.575
单色器 吸收池 检测器 显示器
紫外-可见分光光度计组件
光源
氢灯，氘灯，150 ~ 400 nm； 卤钨灯，> 350 nm. 基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定
第十章 紫外-可见分光光度法
第一节 紫外-可见分光光度法 的基本原理和概念
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。
电子能级 跃迁
紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-760 nm)
10－200 nm:远紫外；200－400 nm:近紫外 400－760 nm:可见光
物质为什么会有颜色？ 为什么不同的物质会呈现不同的颜色？
末端吸收
吸收峰
最大吸收
最小吸收 特征值→定性依肩据 峰
肩峰
末端吸收
分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构，不
同分子的内部结构不同，吸收光谱不同。因此，分子
吸收谷光谱是物质定性的依据。
在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一
第10章紫外—可见分光光度法2012
2 7 24 -
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
17
6.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。
18
7. 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，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。
54
（三）分光光度计的校正
通常在实验室工作中，验收新仪器或 实验室使用过一段时间后都要进行波长校 正和吸光度校正。 1. 波长的校正 镨铷玻璃或钬玻璃都有若干特征的吸 收峰，可用来校正分光光度计的波长标尺， 前者用于可见光区，后者则对紫外和可见 光区都适用。
0.2
A
0
0
1
2
3
4
mg/mL
工作曲线
34
例如，重铬酸钾的水溶液有以下平衡：
Cr2O2-7 + H2O 2H+ + 2CrO2-4
若溶液稀释2倍，Cr2O2-7 离子浓 度不是减少2倍，而是减少明显地多 于2倍，结果偏离Beer定律，而产生 误差。
35
（二）光学因素 1. 非单色光（一定波长范围的光） 2. 杂散光(stray light) 不在谱带宽度范围内的与所需波 长相隔较远的光。 3. 散射光和反射光（透射光强度减 弱） 4. 非平行光 （光程差）
25
四、影响吸收带的因素
主要是分子中结构因素和测定条件 等多种因素的影响，它的核心是影响 分子中电子共轭结构。
26
紫外可见分光光度法
T与A的关系
T 100% 50% 25% 10% 1.0% 0.1% 0.01% 0.001% 0%
A 0 0.301 0.602 1.00 2.0 3.0 4.0
5.0
上述说明： T值为0％至100％内的任何值。 A值可以取任意的正数值。
入射光强度 I0
等 条件一定时， E 仅与吸收物质本身的性质有关， 与待测物浓度无关； （3）同一吸收物质在不同波长下的E 值是不同的。在最大 吸收波长λmax处的摩尔吸收系数E max表明了该 吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法 测定该物质可能达到的最大灵敏度。
（4）可作为定性鉴定的参数；
（5）物质的吸光能力的度量
? EK2带
B带 R带
苯乙酮的紫外吸收光谱
四、影响吸收带的因素
• 位阻影响 • 跨环效应
共轭系统共平面性↓→共轭效应↓ → max ↓（短移）， ↓
• 溶剂效应 溶剂极性↑→ K带长移，R带短移
• pH影响
max 210.5nm,270nm
235nm,287nm
位阻影响
顺式
反式
二苯乙烯顺反异构体 的紫外吸收光谱
最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax。 吸收曲线的形状、λmax及吸收强度等与分子 的结构密切相关。
在吸收曲线上，最大吸收峰所对应的是最大吸收波长 （λmax），为不同化合物的特征波长。吸收曲线的形状是物 质定性的主要依据，在定量分析中可提供测定波长，一般以灵 敏度较大的λmax为测定波长。
峰与峰之间的部位叫谷，该处对应波长为最小吸收波长。 在图谱短波端只呈现强吸收但不成峰的部分称为末端吸收 （end absorption）。
紫外可见光
紫 外
增色效应：使吸收强度增加的效应
可
减色效应：使吸收强度减弱的效应
见 吸
收
6．强带、弱带
光
谱
εmax>104 → 强带
的
εmax<102 → 弱带
常 用
概
念
三、吸收带及其与分子结构的关系
用吸收带说明吸收峰在紫外可见光谱中 的位置。 1．R带：由n →π*跃迁产生带 ✓ 化合物有含杂原子的不饱和基团：C＝O； ✓ C＝N、—N＝N—、—NO、—NO2 产生 R带
移取10mL 稀至100mL 367测A 0.591 (已知E 764.0) 求i%
➢ 解：
Ci
A El
0.591 764
7.92 104
g
/100mL
7.92 106
g
/
mL
i% Ci 100% C样
7.92 106 2.0102 10
100% 99.0%
250 100
2.校正曲线法
含非键电子的杂原子饱和基团。 例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X）
4．红移（长移）、蓝移（短移或紫移）： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团）
或采用不同溶剂后： 吸收峰向长波方向移动，叫红移 吸收峰向短波方向移动，叫蓝移
二、 紫 外 可 见 吸 收 光 谱 的 常 用 概 念
二、
5．增色效应、减色效应
➢暗噪音—与检测器或放大电路中电子元件和 线路结构的质量、工作状态等有关。与光讯 号无关。
设ΔT＝0.5％
T=0.386,A=0.434S时，相对误差最小 A=0.2-0.7时，相对误差较小
➢讯号噪音——与光讯号有关
第二节 紫外分光光度计
第十章 紫外-可见分光光度法 (1)
（Uv-ViS）
一．教学内容 1.紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、 有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点） 2.吸收定律及其发生偏差的原因 3.仪器类型、各部件的结构、性能 4.分析条件的选择 5.应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法）
二．重点与难点 1． 比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型 所产生吸收带的特点及应用价值 2． 进行化合物的定性分析、结构判断 3． 定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动 力学分析法） 4． 物理化学常数的测定
偏离Beer定律的主要因素表现为
以下两个方面 （1）光学因素 （2）化学因素
（1）光学因素
1）非单色光的影响：
Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光
1.0
正偏离 负偏离
A
0.5
A2
10
0.111
78%
A1l3 0.222 3 A3 0.333 l1 2 T2 10
A3
100.333 47%
例2 浓度为0.51mg/ml的Cu2+溶液，用环己酮草酰
二腙显色后，于波长600nm处用2cm吸收池测量，测得 T=50.5%，求比吸光系数。 解 l 2cm, c 0.51mg / ml, T 50.5%
肩峰→λsh
末端吸收→饱和σ-σ*跃迁产生
图10-3 吸收光谱示意图 1.吸收峰 2 谷 3.肩峰 4 末端吸收
生色团(chromophore)
是指分子中产生吸收带的主要官能团
属于π→π* 、 n →π* 等跃迁类型。 生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、 C=S等 助色团(auxochrome) 是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本 身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色 团连接后，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收 强度增大。 -OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I
紫外可见分光光度法
紫外－可见分光光度法
第一节 紫外-可见吸收光谱 第二节 朗伯-比尔定律 第三节 紫外－可见分光光度计 第四节 分析条件的选择
第五节 测定方法
概
述
紫外可见分光光度法(Ultraviolet-Visible Spectrophotometry)，又称:紫外-可见分子 吸收光谱法(Ultraviolet-Visible Molecular Absorption Spectrometry)是利用被测物质 对光的吸收特征和吸收强度对物质进行定 量和定性的分析方法。
形成的溶液具有良好的化学和光化学稳定性；
在样品的吸收光谱区无明显吸收；
如果要与标准品的吸收光谱相比较，须用相同的溶剂。
5．pH值的影响
很多化合物都具有酸性或碱性可解离基团，在不同 pH的溶液中，分子的解离形式可能发生改变，其 吸收光谱的形状、λmax和吸收强度可能不一样。
OH O-
OHH+
λmax 210.5nm ,270nm
完全透过
无色
吸收黄色光
2014-12-23
蓝色
13
课堂互动
1．紫外-可见光的波长范围是 A．200~400nm B．400~780nm C．200~780nm D．360~800nm 2．下列叙述错误的是 A．光的能量与其波长成反比 B．有色溶液越浓，对光的吸收也越强烈 C．物质对光的吸收有选择性 D．光的能量与其频率成反比
2mg/ml的溶液，在1cm吸收池中，于310nm处测
定吸光度A。规定A≤0.05。
(三)、结构分析
有机化合物的紫外吸收光谱 可以推定分子骨架，判断发色团之间的共轭关系
和估计共轭体系中取代基的种类、位置和数目 。
1.饱和碳氢化合物 只产生ơ→ơ*跃迁，所需能量很大， 200－400nm没有吸收，常作为溶剂。
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
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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
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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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（二）显色条件的选择 1.显色剂用量。
2.酸度
3.显色时间与温度
试验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定
三、测定条件的选择
1.选择适当的入射波长
一般应选择λmax为入射光波长。
若λmax处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏 度稍低但能避免干扰的入射波长
2.选择合适的参比溶液
பைடு நூலகம்
五、紫外吸收光谱用于有机化合物分子结构研究
（一）有机化合物的紫外吸收光谱
1. 饱和烃 2. 含孤立助色团和生色团的饱和有机化合物 常作溶剂 3. 共轭烯烃 4. 羰基化合物 5.芳香族化合物
（二）有机化合物结构的研究
1. 从吸收光谱中初步推断基团 2. 异构体的推断 3. 化合物骨架的推定
2. 异构体的推断 不同的异构体可能具有不同的紫外光谱，以此来 判断属哪个异构体。
H CH=CH
C=C
H
H
H
λmax=280 nm（10500） 顺式二苯乙烯
λmax=295.5nm（29000） 反式二苯乙烯
3.化合物骨架的推断 (可结合Woodward规则的计算结果)
应用
六、比色法
1.对显色反应的要求
（一）、显色反应的选择
被测物质与所生产的有色物质之间有确定的定量关系。 灵敏度高，ε大。 选择性好，干扰少。 显色后的物质组成恒定，化学性质稳定。 有色物质与显色剂颜色差别大。