紫外可见光谱分析法
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• 1.具有较高的灵敏度和一定的准确度，适用于微量组分的测定。
• 2.适用范围广 • 近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，几乎所有的
无机物质和许多有机物质的微量成分都能用此法进行测定。 • 3.手续简便，分析速度快，适用于控制分析 • 分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内
2、紫外吸收光谱中常用的术语
• 1、生色团（或发色团） • 分子中含有不饱和键，能吸收外来辐射时并引起n-*和-*跃迁，可
产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。 • 如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—CN。 • 2、助色团 • 含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生
第一节 概述
• 紫外-可见光谱分析法是基于物质分子对波长为 200-780nm区域内光辐射的吸收而建立起来的分析 方法。由于200-780nm光辐射的能量主要与物质中 原子的价电子的能级跃迁相适应，所以紫外-可见 分光光度法又称电子光谱法。
一、紫外-可见分光光度法分类
• 利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的 深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析 法。比色分析中根据所用检测器的不同分为目视比色法和 光电比色法。
• 当它们吸收一定能量ΔE后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此 时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种特定的跃迁是同分子内部结构有着 密切关系的。
• （1）σ→σ＊跃迁 • 所需能量最大。 • σ＊表示σ键电子的反键轨道，饱和碳氢化合物只有σ键电子，
它吸收远紫外线（10-200nm）后，由基态跃迁至反键轨道。 • （2）n→σ＊跃迁 • 所需能量较大。 • 饱和碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后（单
色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助 色团。 • 如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等
3、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:
• λmax向长波方向移动称为红移，向 短波方向移动称为蓝移。吸收强度 即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象 分别称为增色效应或减色效应，如 图所示。
• （3）不同物质的吸收曲线，其形状和最大 吸收波长都各不相同。因此，可利用吸收曲 线来作为物质定性分析的依据。
四、有机化合物紫外-可见吸收光谱
• 1、紫外-可见吸收光谱 • 有机化合物的紫外-可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的价电子，
在各种不同能级上跃迁产生的。这三种不同类型的价电子是：形成单键的σ 电子、形成双键的π电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的ｎ电子。
高锰酸钾的光吸收曲线
• （1）KMnO4溶液对不同波长的光的吸收程 度不同，对绿色光区中 525nm的光吸收程度 最大（此波长称为最大吸收波长，以λmax 表示），所以吸收曲线上有一高峰。在进行 光度测定时，通常都选择在λmax处来测量， 这时可得到最大的灵敏度。
• （2）不同浓度的 KMnO4溶液吸收曲线相似， λmax不变。所不同的是吸收峰峰高随浓度 的增加而增高。这个特性可作为物质定量分 析的依据。
能级间距离较近，电子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。 • （4）n→π＊跃迁 • 所需能量最低。 • 凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、硫等同时又具有双键，吸收紫外
光后产生n→π＊跃迁，吸收带在200-400nm之间，为弱吸收，ε在10100之间。
• 上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为： • σ→σ※> n→σ※>π→π※> n→π※
• 应用分光光度计，根定量分析的方法称分光光度法 （又称吸光光度法）。
目视比色法
• 用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。 标准系列
未知样品
光电比色法(分光光度法）
• 通过滤光片得一窄范围的光(几十nm)
光电比色计结构示意图
二、紫外-可见分光光度法的特点
键），其孤对电子 n较σ键电子易于激发，使电子跃迁所 需能量减低，吸收波长较长，一般在150-250nm范围内。
• （3）π→π＊跃迁 • 所需能量较小。 • 含有π电子的基团如烯类、炔类都能发生π→π＊跃迁，非共轭的π→π
＊跃迁所吸收的波长较短。 • 具有共轭双键的化合物，相间的π键与π键形成大π键，由于大π键各
400～780 nm。
• 如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，也可成为 白光，这两种颜色的光称为互补色光。
红 紫
蓝
白
青蓝 青
橙 黄
绿
三、溶液颜色的产生
• 溶液颜色是基于物质对光有选择性吸收的结果。
光谱示意
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
四、溶液的吸收光谱曲线
• 吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：将不同波 长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测 出它们对各种波长光的吸收程度（用吸光度Ａ表示），以 波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，画出曲线，此曲 线即称为该物质的光吸收曲线（或吸收光谱曲线），它描 述了物质对不同波长光的吸收程度。
和频率（ν），光也是一种粒子，它具有能量（E）。它们之间的关系为：
E hν h c λ
• 式中：E——能量，eV(电子伏特）；
•
h——普朗克常数，6.626×10-34J·S;
•
ν——频率，Hz;
•
C——光速，3×1010cm·s-1;
•
λ——波长，nm。
•
二、光的种类
• 1、单色光和复合光 • 具有同一种波长的光，称为单色光。激光接近单色光。 • 含有多种波长的光称为复合光，例如日光、白炽灯光等。 • 2、可见光和互补光 • 凡是能被肉眼感觉到的光称为可见光，其波长范围为
容，操作简便，完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至 可在几分钟内完成，适合于控制分析。 • 4.仪器简单，容易掌握 • 但吸光光度分析也有一定的局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不 到要求，相对误差较大，不利于高含量组分的测定。
第二节 物质对光的选择性吸收
• 一、光的基本性质 • 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光既是一种波，因而它具有波长（λ）
• 2.适用范围广 • 近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，几乎所有的
无机物质和许多有机物质的微量成分都能用此法进行测定。 • 3.手续简便，分析速度快，适用于控制分析 • 分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内
2、紫外吸收光谱中常用的术语
• 1、生色团（或发色团） • 分子中含有不饱和键，能吸收外来辐射时并引起n-*和-*跃迁，可
产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。 • 如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—CN。 • 2、助色团 • 含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生
第一节 概述
• 紫外-可见光谱分析法是基于物质分子对波长为 200-780nm区域内光辐射的吸收而建立起来的分析 方法。由于200-780nm光辐射的能量主要与物质中 原子的价电子的能级跃迁相适应，所以紫外-可见 分光光度法又称电子光谱法。
一、紫外-可见分光光度法分类
• 利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的 深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析 法。比色分析中根据所用检测器的不同分为目视比色法和 光电比色法。
• 当它们吸收一定能量ΔE后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此 时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种特定的跃迁是同分子内部结构有着 密切关系的。
• （1）σ→σ＊跃迁 • 所需能量最大。 • σ＊表示σ键电子的反键轨道，饱和碳氢化合物只有σ键电子，
它吸收远紫外线（10-200nm）后，由基态跃迁至反键轨道。 • （2）n→σ＊跃迁 • 所需能量较大。 • 饱和碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后（单
色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助 色团。 • 如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等
3、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:
• λmax向长波方向移动称为红移，向 短波方向移动称为蓝移。吸收强度 即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象 分别称为增色效应或减色效应，如 图所示。
• （3）不同物质的吸收曲线，其形状和最大 吸收波长都各不相同。因此，可利用吸收曲 线来作为物质定性分析的依据。
四、有机化合物紫外-可见吸收光谱
• 1、紫外-可见吸收光谱 • 有机化合物的紫外-可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的价电子，
在各种不同能级上跃迁产生的。这三种不同类型的价电子是：形成单键的σ 电子、形成双键的π电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的ｎ电子。
高锰酸钾的光吸收曲线
• （1）KMnO4溶液对不同波长的光的吸收程 度不同，对绿色光区中 525nm的光吸收程度 最大（此波长称为最大吸收波长，以λmax 表示），所以吸收曲线上有一高峰。在进行 光度测定时，通常都选择在λmax处来测量， 这时可得到最大的灵敏度。
• （2）不同浓度的 KMnO4溶液吸收曲线相似， λmax不变。所不同的是吸收峰峰高随浓度 的增加而增高。这个特性可作为物质定量分 析的依据。
能级间距离较近，电子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。 • （4）n→π＊跃迁 • 所需能量最低。 • 凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、硫等同时又具有双键，吸收紫外
光后产生n→π＊跃迁，吸收带在200-400nm之间，为弱吸收，ε在10100之间。
• 上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为： • σ→σ※> n→σ※>π→π※> n→π※
• 应用分光光度计，根定量分析的方法称分光光度法 （又称吸光光度法）。
目视比色法
• 用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。 标准系列
未知样品
光电比色法(分光光度法）
• 通过滤光片得一窄范围的光(几十nm)
光电比色计结构示意图
二、紫外-可见分光光度法的特点
键），其孤对电子 n较σ键电子易于激发，使电子跃迁所 需能量减低，吸收波长较长，一般在150-250nm范围内。
• （3）π→π＊跃迁 • 所需能量较小。 • 含有π电子的基团如烯类、炔类都能发生π→π＊跃迁，非共轭的π→π
＊跃迁所吸收的波长较短。 • 具有共轭双键的化合物，相间的π键与π键形成大π键，由于大π键各
400～780 nm。
• 如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，也可成为 白光，这两种颜色的光称为互补色光。
红 紫
蓝
白
青蓝 青
橙 黄
绿
三、溶液颜色的产生
• 溶液颜色是基于物质对光有选择性吸收的结果。
光谱示意
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
四、溶液的吸收光谱曲线
• 吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：将不同波 长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测 出它们对各种波长光的吸收程度（用吸光度Ａ表示），以 波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，画出曲线，此曲 线即称为该物质的光吸收曲线（或吸收光谱曲线），它描 述了物质对不同波长光的吸收程度。
和频率（ν），光也是一种粒子，它具有能量（E）。它们之间的关系为：
E hν h c λ
• 式中：E——能量，eV(电子伏特）；
•
h——普朗克常数，6.626×10-34J·S;
•
ν——频率，Hz;
•
C——光速，3×1010cm·s-1;
•
λ——波长，nm。
•
二、光的种类
• 1、单色光和复合光 • 具有同一种波长的光，称为单色光。激光接近单色光。 • 含有多种波长的光称为复合光，例如日光、白炽灯光等。 • 2、可见光和互补光 • 凡是能被肉眼感觉到的光称为可见光，其波长范围为
容，操作简便，完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至 可在几分钟内完成，适合于控制分析。 • 4.仪器简单，容易掌握 • 但吸光光度分析也有一定的局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不 到要求，相对误差较大，不利于高含量组分的测定。
第二节 物质对光的选择性吸收
• 一、光的基本性质 • 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光既是一种波，因而它具有波长（λ）