图吸收光谱曲线
第9章 紫外吸收光谱
第九章 紫外吸收光谱分析
▲溶液酸碱性对紫外光谱的影响
总结 规律
（a）苯酚的UV光谱图
（b）苯胺的UV光谱图
仪器分析 学习指导
第九章 紫外吸收光谱分析
结论：
溶液从中性变为碱性时，吸收峰发生红 移，表明该化合物为酸性物质； 如果化合物溶液从中性变为酸性时，吸 收峰发生蓝移，表明化合物为碱性物质。
第九章 紫外吸收光谱分析
共轭多烯的K带吸收位置λmax ，可利用伍 德沃德（Woodward）规则来进行推测。
该公式为： max= 母体二烯烃
取代基对共轭 双烯 λmax的影 响具有加和性
+ 环外双键 + 延伸双键 + 共轭体系上取代烷基
+ 共轭体系上取代的助色基
仪器分析 学习指导
第九章 紫外吸收光谱分析
σ→σ*
E、π→σ*
C、n→σ* D、
仪器分析 学习指导
第九章 紫外吸收光谱分析
3、指出下述各对化合物中，哪一个化合物 能吸收波长较长的光（只考虑π→π*跃迁）
(3) CH2=CH-CH2-CH=CHNH2及 CH3-CH=CH-CH=CHNH2
仪器分析 学习指导
第九章 紫外吸收光谱分析
4、已知某化合物在己烷中的λmax为327nm，
电子跃迁光谱，吸收光波长范围
紫外吸收光谱 200400 nm（近紫外区），主要
分
用于含共轭结构化合物分析。
子
吸
电子跃迁光谱，吸收光波长范
收 可见吸收光谱 围400750 nm ，主要用于有色
光
物质的定量分析。
谱
红外吸收光谱 分子振动光谱，吸收光波长范围
2.51000 m , 主要用于有机化合 物结构鉴定。
解释光谱吸收曲线及标准曲线_概述及解释说明
解释光谱吸收曲线及标准曲线概述及解释说明1. 引言1.1 概述在化学、物理和生物领域，光谱吸收曲线及标准曲线是常用的分析工具。
光谱吸收曲线描述了物质对不同波长光的吸收程度，而标准曲线则是建立在已知浓度下不同吸光度之间的关系上。
通过对光谱吸收曲线的研究，可以获得有关样品中化学成分、浓度和结构等信息。
标准曲线则可以用于定量分析样品中物质的浓度。
1.2 文章结构本文将首先介绍光谱吸收曲线的定义，并详细探讨其原理和应用。
随后，我们会解释标准曲线的概念，并介绍构建方法以及其在分析中的意义。
最后，我们将重点解释光谱吸收曲线和标准曲线之间的关系，包括相互作用及影响因素、对比分析与解读方法，并提供实例和案例探讨。
文章结尾将给出总结研究内容与成果，并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在深入解释光谱吸收曲线及标准曲线的概念、原理和应用，并阐述它们之间的关系。
通过全面讨论各个方面，希望读者能够对光谱分析方法有更清晰的认识，了解光谱吸收曲线和标准曲线在实际应用中的意义和价值。
同时，本文也将为进一步研究和开展相关工作提供参考和指导。
2. 光谱吸收曲线:2.1 定义:光谱吸收曲线是指在不同波长的光照射下，溶液或样品对光的吸收程度随波长变化所形成的曲线。
它反映了溶液或样品对特定波长光的吸收能力，能够提供有关其物质组成和浓度的信息。
2.2 原理:当向溶液中通过一束多波长连续光源时，不同波长的光与溶质相互作用后会产生不同程度的吸收。
通过使用光学仪器（如分光光度计）测量通过溶液的入射光强和穿出溶液后透射的光强，可以计算出各个波长处的吸收率。
根据这些数据，我们可以得到一个关于吸收率和波长之间关系图形，即光谱吸收曲线。
2.3 应用:光谱吸收曲线广泛应用于许多领域，包括化学、生物、环境等科学研究和工业实践中。
它可用于确定溶液中某种物质的存在与否、浓度大小以及化学反应的动力学过程等。
在制药业中，光谱吸收曲线可用于药物成分的质量检测和含量分析。
光谱曲线讲解
这是400-700nm0度绿色膜的测试曲线，因为垂直看要反绿色，所以0度 测试时520nm处的透过要比其他波段（420-480nm，550-680nm）低一些。 同一片镜片，不同角度测试，曲线不同。曲线不同，颜色就不会一样。 所以垂直看是绿色的镜片，斜着看怎么还可能是绿色呢？
上图是要求一个面反黄绿色、一个面反紫红色，基片为HB720（黑玻璃）的850nm0度双面AR的光谱测试 曲线。这条曲线只能看出850nm处的透过率是否满足任务单要求，至于反什么颜色，是看不出来的！因 为黑玻璃会吸收可见光，无论你镀什么膜上去，测透过基本都是0，根本就不知道决定了镜片反光颜色 的400-700nm波段的光谱曲线是什么样的，所以需要测试反射光谱。
从此反射曲线可以看出，400-700波段反射最高点在550nm，所 以反黄绿色。如果偏短到532nm，是墨绿色；如果偏长到600nm, 是橙色。
二、分光片光谱曲线讲解
• 分光片是指把一束光分为两束的镜片，按角度可分为0度和45度。有单点和 某一波段的分类。单点就是只考虑一个点的透过和反射，而某一波段就是 要求在这个波段内，每一个波长的光的透过率或者反射率要尽量一致。
上图这种实测的中心波长比要求的中心波长大的情况成为偏长。
短波通（SP）
• 短波通，顾名思义，就是短波要透过，长波要截止， 少数紫外也要截止。紫外不要求截止的短波通用英 文SP或IR表示，紫外要求截止的用UVIR表示。
上图是一个IR700的曲线以及需要注意的地方。
上图这种实测的中心波长比要求的中心波长小的情况成为偏短。一般情况中心波长 也有正负范围的误差，一般是±5nm或者±10nm。满足这个误差范围的都可以算合 格，不符合的就算不合格。
• 光波的波长范围非常大，但我们人眼所能看见的只是400-700nm 这个波段的光，所以我们把400-700nm这个波段的光称为可见光。 而400nm以前的我们称为紫外线，700nm以后的我们称为红外线， 这些人眼是看不见的！
原子吸收光谱法原理示意图
原子吸收光谱法原理1、光的简短历史人们可以追溯到17世纪，当时艾萨克-牛顿爵士发现，当白光通过玻璃棱镜时，会分解成其组成的光谱颜色[1]。
从这项工作中，他提出了光的体质理论（光由粒子组成的事实），而不是只具有波的性质，这为近两个世纪后的一些发现打开了大门。
英国化学家沃拉斯顿是第一个观察到太阳光谱中的暗线的人，这些暗线后来被称为弗劳恩霍夫线。
1832年，布鲁斯特得出结论，大气层中的原子蒸气吸收了来自太阳的一些辐射，从而探测到了这些线。
本生和基尔霍夫很快证明，每种化学元素在加热到炽热时都有一种特有的颜色或光谱（例如，钠（Na）的黄色；钾（K）的紫色）。
他们能够在实验室中重现在太阳光谱中观察到的黑线，从而能够通过发射光谱识别日冕中的吸收原子。
艾伦-沃尔什[2]，一位出生于兰开夏郡的物理学家，在20世纪50年代初的某个周日早晨，在他的花园里工作时，一个能解决巨大分析化学难题的想法突然出现在他的脑海中：如何通过光谱学精确测量金属元素的小浓度。
光谱学的正常程序是汽化一个元素并测量其发射光谱，但这种技术有缺陷，产生的结果不准确。
沃尔什决定测量吸收，而不是发射。
到了星期一早上的茶点，他表明这是可以做到的。
他又花了几年时间说服制造商使用原子吸收光谱法（AAS）来检测金属，但他最终成功了。
今天，大多数分析实验室都会拥有至少一台原子吸收分光光度计。
2、什么是原子吸收光谱？AAS是一种分析技术，用于确定样品中金属原子/离子的浓度。
金属占地球化学元素的75%左右。
在某些情况下，材料中的金属含量是可取的，但金属也可能是污染物（毒物）。
因此，测量金属含量在许多不同的应用中是至关重要的，我们将在本文的后面探讨。
现在只需要说，它在质量控制、毒理学和环境测试中找到了用途，仅举几例。
3、原子吸收光谱法的原理是什么？AAS的基本原理可以表述如下。
首先，所有的原子或离子都能吸收特定的、独特波长的光。
例如，当一个含有铜（Cu）和镍（Ni）的样品暴露在铜的特征波长的光下时，那么只有铜原子或离子会吸收这种光。
吸收光谱曲线
9.2 分光光度计与吸收光谱
1 分光光度计
光源 参比
样品
0.XXX
单色器 吸收池 检测器 显示
I0
A=lg (I0 / It )＝lg(1/T)
未考虑吸收池和溶剂对光子的作用
It
注意
入射光 I0
比较
透射光 It
25
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度,稳定。可 见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)
红外 原子光谱 各种谱学手段
氙灯
氢灯
钨灯
单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。
棱镜:玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm
光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便 吸收池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区
仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
1. 光学分析法: 基于电磁辐射与物质的相互作用
非光谱法 （折射法，浊度法，旋光法）
光
（不以光的波长为特征讯号）
学
分子光谱法 UV/Vis、IR、MFS、MPS
分 光谱法
析
原子光谱法 AAS、AES、AFS
mol.cm
在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收的多种 物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的 吸光度之和
A1 = 1bc1 A2 = 2bc2 A = 1bc1+ 2bc2
A = A1 + A2 + … +An
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
分子吸收光谱
分子吸收光谱首页资讯法规技术质量检验标准资料仪器图库商城人才英语课堂专题网刊网址论坛当前位置：首页>>检验技术>>食品理化检验>>仪器分析>>正文分子吸收光谱一. 分子吸收光谱的产生（一）分子能级与电磁波谱分子中包含有原子和电子，分子、原子、电子都是运动着的物质，都具有能量，且都是量子化的。
在一定的条件下，分子处于一定的运动状态，物质分子内部运动状态有三种形式：①电子运动：电子绕原子核作相对运动；②原子运动：分子中原子或原子团在其平衡位置上作相对振动；③分子转动：整个分子绕其重心作旋转运动。
所以：分子的能量总和为E分子= Ee +Ev +Ej +⋯ (E0 +E平) (3)分子中各种不同运动状态都具有一定的能级。
三种能级：电子能级E（基态E1 与激发态E2）振动能级V= 0，1，2，3 ⋯转动能级J = 0，1，2，3 ⋯当分子吸收一个具有一定能量的光量子时，就有较低的能级基态能级E1 跃迁到较高的能级及激发态能级E2，被吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能量差∆E 恰好相等，否则不能被吸收。
图1 双原子分子的三种能级跃迁示意图对多数分子对应光子波长光谱∆E 约为1~20eV 1.25 ~ 0.06㎛ 紫外、可见区(电子)∆E 约为0.5~1eV 25 ~ 1.25㎛ (中)红外区(振动)∆E约为10-4~0.05eV 1.25cm~ 25㎛ （远）红外区(转动)分子的能级跃迁是分子总能量的改变。
当发生电子能级跃迁时，则同时伴随有振动能级和转动能级的改变，即“电子光谱”——均改变。
因此，分子的“电子光谱”是由许多线光谱聚集在一起的带光谱组成的谱带，称为“带状光谱”。
吸收曲线的定义
吸收曲线的定义
吸收曲线是指在化学分析中，描述物质吸收光谱的变化的一个曲线。
它通常是在特定波长范围内，测量被测物质吸收光的强度与浓度之间的关系。
吸收曲线一般呈现一个峰值或谷值，该峰值或谷值对应于物质在特定波长的最大吸收或透过性。
吸收曲线的形状和峰值位置可以提供物质的定性和定量信息。
根据不同的物质，吸收峰值的位置和形状也会有所不同。
通过测量样品在不同波长下的吸光度，可以得到一条吸收曲线。
通常会使用光谱仪或分光光度计来测量吸光度，然后绘制出吸收曲线。
吸收曲线可以用于分析样品中的物质浓度或者确定样品的组成。
在实际应用中，吸收曲线常常用于分析和监测环境中的污染物、药物浓度、金属离子浓度等，具有广泛的应用价值。
(完整版)图吸收光谱曲线
（8） B带
➢ 由芳香族化合物的π →π*跃迁而产生的精 细结构吸收带。
例如： 苯的B带： 摩尔吸光系数：200 L ·mol-1 ·cm-1 吸收峰的位置：230~270nm之间
（9） E带
➢ 芳香族化合物的π →π*跃迁所产生的吸收带， 也是芳香族的特征吸收峰。
苯的紫外吸收光谱
4、影响紫外-可见吸收光谱的因素
（2） 助色团
➢ 助色团是指本身不产生吸收峰，但与生色团 相连时，能使生色团的吸收峰向长波方向移动， 并使其吸收强度增强的基团。
例如：
—NH2 、—OH 、—OR 、—SH 、—SR 、—Cl 、—Br等
（3） 红移和蓝移
➢ 在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶 剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长max发生 移动。
例如：含有杂原子的不饱和基团：
（4） 电荷转移跃迁：
➢ 某些分子同时具有电子给予体和电子接受体， 它们在外来辐射照射下会强烈吸收紫外光或可 见光，使电子从给予体轨道向接受体轨道跃迁， 这种跃迁称为电荷转移跃迁，其相应的吸收光 谱称为电荷转移吸收光谱。
➢ 电荷转移跃迁实质上是一个内氧化还原过程。
例如：某些取代芳烃可产生这种分子内电荷转移 跃迁的吸收带。
➢ n → σ* 跃迁的摩尔吸光系数ε较小
（2） π→ π*跃迁：
➢ 吸收峰处于近紫外光区，在200nm左右，摩
ε 尔吸收系数 max > 104 L ·mol-1 ·cm-1 ，为强吸收带。
例如：含有π电子的基团：
（3） n → π*跃迁：
➢ 近紫外-可见光区，ε<100 L ·mol-1 ·cm-1
3、常用术语 （1） 生色团
➢ 生色团是指分子中能吸收紫外或可见光的 基团，它实际上是一些具有不饱和键和含有 孤对电子的基团。
光谱曲线讲解
这是850nm70:30分光透过光谱曲线，850nmT=74.04%，符合任务单70±5透过 的要求。
这是880nm50:50分光透过光谱曲线，880nmT=53.24%，符合任务单50±5透过 的要求。
这是780—1000nm30:70分光透过光谱曲线，780—1000nmT=27—30%，符合任务单 780—1000nmT=30±5透过的要求。
这是400—700nm80:20分光透过光谱曲线，400—700nmT=78—83%，符合任务单 400—700nmT=80±5透过的要求。
这是400—700nm70:30分光透过光谱曲线，400—700nmT=67—74%，符合任务单400— 700nmT=70±5透过的要求。
这是400—700nm60:40分光透过光谱曲线，400—700nmT=43—62%，不符合任务单 400—700nmT=60±5透过的要求。这种情况我们可以说640-700nm透过偏低。
这是400-1000nm0度单面AR，白板玻璃未镀膜时透过率为92%， 现在400-1000nmT>94%,大于基片未镀膜的透过率，起到了增加透过的作用。
这是400-700nm45度单面AR，45度单面AR的曲线比较特殊，400-550nm波段透 过要比550-700nm波段透过低，这是由于基片的偏振效应造成的。
• 常见的有400-700nm80:20分光、400-700nm70:30分光、 400-700nm50:50分光、400-700nm40:60分光、400-700nm20:80分光、 532±50nm90:10分光、850nm70:30分光、880nm50:50分光。 我们给分光片命名的方式是先说波长，再说透过率，最后说反射率。因为分 光片基本都是45度，所以我们不说角度。但是在任务单上一定要写清楚角度， 生产、测试都要查看任务单上的角度要求。 400-700nm80:20分光就是说波段是400-700nm，透过是80，反射是20。 分光片T（透过）+R（反射）=100%，也就是说不能有吸收。
紫外-可见吸收光谱分析
• 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当
照射光光子的能量（hυ）与被照射物质粒子的基态和 激发态能量之差相当时才能发生吸收。不同的物质微粒 由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差也不 相同。所以物质对光的吸收具有选择性。
三、吸收曲线（吸收光谱）
• 吸光度(A)--波长(λ)曲线称--。 • 光吸收程度最大处的波长叫 • 最大吸收波长，用λmax表示。 • 高锰酸钾的λmax=525nm。 • 浓度不同时，光吸收曲线形状不同，最大吸收波长
1852年，比耳（Beer）发现：
• 当单色光通过液层厚度b一
• 定的有色溶液时，溶液的吸
• 光度A与溶液浓度C成正比：
•
A= lg(I0/I)= k2 C
• --- 比耳定律
•
（ C--有色溶液的浓度 k2--比例常数 ）
• 将朗白定律与比耳定律合并起来:
•
A = lg(I0/I) = K b c
物质颜色
黄绿 黄 橙 红
紫红 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
吸收光
颜色
波长范围
紫
40/0n-m450
蓝
450-480
绿蓝
480-490
蓝绿
490-500
绿
500-560
黄绿
560-580
黄
580-600
橙
600-650
红
650-700
二、物质对光的选择性吸收
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的 分子、原子或离子与光子发生“碰撞”，光子的能量就 转移到分子、原子上，使这些粒子由最低能态（基态） 跃迁到较高能态（激发态）：M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。
紫外吸收光谱分析(UV)
1 紫外光谱法的特点
（1）所对应的电磁波长较短，能量大，它反映了分 子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系 （共轭烯烃和不饱和羰基化合物）及芳香族化合物 的分析。
（2）电子光谱图比较简单，但峰形较宽。一般来说， 利用紫外吸收光谱进行定性分析信号较少。
（3）紫外吸收光谱常用于共轭体系的定量分析，灵 敏度高，检出限低。
(4) 吸收带分类
5.3 分子结构与紫外吸收光谱
1 有机化合物的紫外吸收光谱
(1) 饱和烃化合物 如甲烷和乙烷的吸收带分别在125nm和135nm。
（2）简单的不饱和化合物
最简单的乙烯化合物，在165nm处有一个强 的吸收带。
（3）共轭双烯
(4) α，β-不饱和羰基化合物
(5)芳香族化合物
1 紫外-可见分光光度计的基本结构 紫外-可见分光光度计由光源、单色器、吸收池、
检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成。
图2.30 双光束分光光度计的原理图
5.6 紫外吸收光谱的应用
物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色 团的特征，而不是整个分子的特征。如果物质组成的变化 不影响生色团和助色团，就不会显著地影响其吸收光谱， 如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光谱。另外，外界因素 如溶剂的改变也会影响吸收光谱，在极性溶剂中某些化合 物吸收光谱的精细结构会消失，成为一个宽带。所以，只 根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，还必须与 红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学、物理 方法共同配合才能得出可靠的结论。
ii 二取代苯
在二取代苯中，由于取代基的性质和取代位置 不同，产生的影响也不同。
a 当一个发色团（如 —NO2，—C=O）及 一个助色团（如—OH，—OCH3，—X）相 互处于（在苯环中）对位时，由于两个取代 基效应相反，产生协同作用，故λmax产生 显著的向红位移。效应相反的两个取代基若 相互处于间位或邻位时，则二取代物的光谱 与各单取代物的区别是很小的。
第十一章_吸光光度法[1]
![第十一章_吸光光度法[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3d0d2d2d0812a21614791711cc7931b765ce7b2d.png)
第⼗⼀章_吸光光度法[1]第⼗⼀章吸光光度法第⼀节吸光光度法概述吸光光度法是光学分析法的⼀种，也称为吸收光谱法。
它是基于物质对光的选择性吸收⽽建⽴起来的分析⽅法。
吸光光度法包括⽐⾊法、可见光分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法和原⼦吸收分光光度法。
吸光光度法根据分⼦的特征吸收光谱可以进⾏定性分析, 根据分⼦的吸光程度⼤⼩可以进⾏定量分析。
吸光光度法的特点如下：（１）灵敏者度⾼可⽤于测定微量组分的含量，测定下限可达10-5~10-6mol·L-1。
若被测组分在测定前先进⾏分离和富集，实验的灵敏度还可以提⾼。
（２）准确度较⾼⽐⾊法的相对误差为5%~20%，分光光度法的相对误差为2%~5%。
吸光光度法的准确度虽然不如滴定分析法⾼，但对微量组分的测定，已完全能满⾜要求。
（３）简便快速吸光光度法所使⽤的仪器设备简单，价格便宜，⼀般实验室都能具备。
仪器的操作简单，易于掌握。
（４）应⽤范围⼴⼏乎所有的⽆机离⼦和有机化合物都可直接或间接的⽤分光光度法进⾏测定。
⽬前分光光度法在实验室中是⼀种常规的分析⽅法。
本章主要介绍其中的⽬视⽐⾊法和可见光分光光度法。
第⼆节基本原理⼀、光的本质与溶液的颜⾊光是⼀种电磁波，通常⽤频率或在真空中的波长来描述。
不同波长（或频率）的光，能量不同。
波长短的光能量⼤，波长较长的光能量⼩。
如按波长⼤⼩顺序排列即得表11－1所⽰的电磁波谱。
表11－1 电磁波谱区域波长范围跃迁类型光谱类型ｘ射线10-3~10（nm）内层电⼦跃迁ｘ射线吸收、发射、衍射，荧光光谱、光电⼦能谱远紫外10~200（nm）价电⼦和⾮键电⼦跃迁远紫外吸收光谱，光电⼦能谱紫外200~400（nm）紫外-可见吸收和发射光谱可见光400~750（nm）近红外0.75~2.5（µm）分⼦振动近红外吸收光谱红外 2.5~1000（µm）分⼦振动红外吸收光谱微波0.1~100（cm）分⼦转动、电⼦⾃旋微波光谱，电⼦顺磁共振⼈的⾁眼可按颜⾊分辨在可见光区域内不同波长的光，在可见光区各种有⾊光与波长范围如表11-2所⽰。
物质的吸收光谱曲线和朗伯比尔定律
物质溶液的光谱吸收曲线）溶液的光谱吸收曲线（吸收峰波长525nm。
）1.高锰酸钾（KMnO42. 如何获得物质的光谱吸收曲线？物质的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（又称光谱吸收曲线），它描述了物质对不同波长光的吸收程度。
图6—2所示为三种不同浓度的高锰酸钾溶液（KMnO4）溶液的三条光吸收曲线。
由图中可以看出：①高锰酸钾溶液对不同波长的光的吸收程度是不同的，对波长为525nm的绿色光吸收最多，在吸收曲线上有一高峰(称为吸收峰)。
光吸收程度最大处的波长称为最大吸收波长(常以Amax表示)。
在进行光度测定时，通常都是选取在Amax的波长处来测量，因为这时可得到最大的灵敏度。
②不同浓度的高锰酸钾溶液，其吸收曲线的形状相似，最大吸收波长也一样。
所不同的是吸收峰峰高随浓度的增加而增高。
③不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波长各不相同，它和分子结构有严格的对应关系。
因此，可利用吸收曲线来作为物质定性分析的依据。
3.再看两个例子1）还原型辅酶（NADH ）的光谱吸收曲线（吸收峰分别在260nm 和340nm ）生化谷丙转氨酶检验试剂的反应原理如下：α-酮戊二酸 + L-丙氨酸 −−→−ALT L-谷氨酸 + 丙酮酸（初反应） 丙酮酸 + NADH + H + −−→−LDH L- 乳酸 + NAD + （主反应）NADH 的氧化速率与样本中ALT 酶活力成正比，NADH 在340nm 处有特征吸收峰，在340nm 处测其吸光度的下降速率即可计算出ALT 的活性。
2）维生素B12水溶液的光谱吸收曲线 （峰值365nm ）吸收光谱曲线2.光吸收定律比尔定律：当一束平行的单色光垂直照射到一定浓度的均匀透明溶液时，入射光被溶液吸收的程度与溶液浓度成正比，这就是比尔定律。
光谱分析-光吸收
光谱分析
电磁辐射与物质相互作用引起光的吸收、反射和散 射，通过研究这些现象的规律从而进行物质分析，称为 光谱分析。
电子 光子
紫外、可见
裂片
红外
光子
光吸收谱 弹性散射
其关系为：
2k
c
4k
/ 0
吸收系数与频率相关, 随频率的变化关系称为吸收谱
光在吸收媒质中传播的经典描述
光波在吸收媒质中传播的理论基础是麦克
斯韦方程。如只涉及电中性媒质，对于电场强
度矢量E有下面的方程：
2E
0
E t
0 0
2E t 2
0
(4.1)
ε0：μ0自由空间的介电常数和磁导率，ε，μ：媒质的相对介电 常数和磁导率。
C1[(r 1) A i A ], C2[(r 1) / A i / A ]
式中:
A
2[(
2 r
2 i
)1/ 2
r
]1/ 2
(
2 r
2 i
)1/ 2
C1
[(r
1)2
2 i
]1
C2
2i
/[( r
1)2
2 i
](
2 r
2 i
)
系数α和β是光子能量的函数，它的符号和大小 对不同光谱区的调制反射谱的分析结果有一定影响， 而△εr和△εi的线形会因调制参数的不同而具有不同 的形式。它仅在电子能带结构的临界点区域才有较大 的响应，而具体形式与临界点的类型及布里渊区中的 位置有关。
图4-3 反射光谱附件 (b)可变角反射附件
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
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34
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。
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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。
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12
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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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
（8） B带
➢ 由芳香族化合物的π →π*跃迁而产生的精 细结构吸收带。
例如： 苯的B带： 摩尔吸光系数：200 L ·mol-1 ·cm-1 吸收峰的位置：230~270nm之间
（9） E带
➢ 芳香族化合物的π →π*跃迁所产生的吸收带， 也是芳香族的特征吸收峰。
苯的紫外吸收光谱
4、影响紫外-可见吸收光谱的因素
➢ 电荷转移吸收带的特点：
谱带较宽；吸收强度大， ε > 104 L ·mol-1 ·cm-1
2、无机化合物的紫外-可见吸收光谱
（1） 电荷转移跃迁：
许多无机络合物也有电荷转移跃迁 Mn+—Lb- h M(n-1) +—L(b-1) -
M-中心离子：电子接受体 L-配体：电子给予体
➢ 不少过渡金属离子与含生色团的试剂反应 所生成的络合物以及吸收许多水合无机离子， 均可产生电荷转移跃迁。
➢ n → σ* 跃迁的摩尔吸光系数ε较小
（2） π→ π*跃迁：
➢ 吸收峰处于近紫外光区，在200nm左右，摩
ε 尔吸收系数 max > 104 L ·mol-1 ·cm-1 ，为强吸收带。
例如：含有π电子的基团：
（3） n → π*跃迁：
➢ 近紫外-可见光区，ε<100 L ·mol-1 ·cm-1
图吸收光谱曲线
概述
➢ 通过测定分子对紫外-可见光的吸收对物质进 行定性和定量分析。
➢ λ ：190~750nm
一、紫外-可见吸收光谱
吸收光谱又称吸收曲线，是以入射光的波长λ
为横坐标，以吸光度A为纵坐标所绘制的A-λ曲线。
最大吸收峰
1、有机化合物的紫外-可见吸收光谱
➢ 从化学键的性质看，与紫外-可见吸收光 谱有关的价电子主要有三种： σ电子 ， π电子 ， n 电子（孤对电子）。
m a x向长波方向移动称为红移 m a x向短波方向移动称为蓝移
（4） 增色效应和减色效应
最大吸收带的εmax增加，称为增色效应 最大吸收带的εmax减小，称为减色效应
（5） 强带和弱带
（6） R带
➢ 含杂原子的生色团的n →π* 跃迁所产生的吸收 带。
例如：
特点：
① 强度弱，一般 ε < 100 L ·mol-1 ·cm-1 ；
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 ；
② 吸收峰一般处于217~280nm范围内； ③ K带的波长及强度与共轭体系的数目、位
置、取代基的种类有关。 共轭体系加长，λ增加，强度增加。
例如：含有杂原子的不饱和基团：
（4） 电荷转移跃迁：
➢ 某些分子同时具有电子给予体和电子接受体， 它们在外来辐射照射下会强烈吸收紫外光或可 见光，使电子从给予体轨道向接受体轨道跃迁， 这种跃迁称为电荷转移跃迁，其相应的吸收光 谱称为电荷转移吸收光谱。
➢ 电荷转移跃迁实质上是一个内氧化还原过程。
例如：某些取代芳烃可产生这种分子内电荷转移 跃迁的吸收带。
➢ 但在络合物中，由于配体的影响，过渡元素的 d轨道，及镧系和锕系元素的f轨道分别分裂成几 组能量不等的d轨道及f轨道。如果轨道是未充满 的，当它们的吸收光能后，可产生d-d跃迁和f-f跃 迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场的作用 下才有可能产生，因此又称配位场跃迁。
ε 摩尔吸光系数小， max < 100 L ·mol-1 ·cm-1 ，光谱一般位于可见光区
分子中价电子的能级跃迁； 分子的内部结构； 外部环境。
（1） 共轭效应
➢ 共轭效应使共轭体系形成大π键，结果使各能 级间的能量差减小，从而跃迁所需能量减小，使 吸收波长产生红移。
共轭不饱和键越多
红移越明显
吸收强度增强
（2） 溶剂效应
a. 溶剂极性对光谱精细结构的影响
溶剂极性增加
H 对称四嗪 N CN
（2） 助色团
➢ 助色团是指本身不产生吸收峰，但与生色团 相连时，能使生色团的吸收峰向长波方向移动， 并使其吸收强度增强的基团。
例如：
—NH2 、—OH 、—OR 、—SH 、—SR 、—Cl 、—Br等
（3） 红移和蓝移
➢ 在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶 剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长max发生 移动。
例如： Cl- (ห้องสมุดไป่ตู้2O)n
hv
电子给予体
电子接受体
Cl (H2O)n -
[Fe3+SCN-]2+ hv
电子接受体
电子给予体
[Fe2+SCN]2+
[FeSCN]2+电荷转移吸收光谱图
➢ 一些具有d10电子结构的过渡元素所形成的卤化 物及硫化物，如AgBr、PbI2、HgS等，也可产生荷 移光谱。
➢ 荷移光谱的波长位置，取决于电子给予体和 电子接受体相应的电子轨道的能量差。
中心离子氧化能力越强， 或配体的还原能力越强，则 电荷转移跃迁时所需的能量越小，吸收光谱波长红移。
➢ 电荷转移吸收光谱的摩尔吸光系数较大，
ε 一般 max > 104 L ·mol-1 ·cm-1
（2） 配位场跃迁：
➢ 元素周期表中第4、第5 周期过渡元素分别含有 3d和4d轨道，镧系和锕系分别含有4f和5f轨道。 这些轨道的能量通常是相等的。
3、常用术语 （1） 生色团
➢ 生色团是指分子中能吸收紫外或可见光的 基团，它实际上是一些具有不饱和键和含有 孤对电子的基团。
例如：
➢ 如化合物分子含有数个生色团，但它们之 间无共轭作用，那么吸收光谱将包含这些个 别生色团原有的吸收带。
➢ 如两个生色团彼此相邻形成共轭体系，那 么原来各自生色团的吸收带就会消失，同时 会出现新的吸收带。
➢ 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