第十章 紫外可见
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紫外-可见吸收光谱 - 紫外-可见吸收光谱
2．生色团（发色团） 含有n→π*或π→π*的基团。 例:C＝C；C＝O；C＝S；—N＝N— 等
3．助色团 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）： 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
第一节 紫外－可见吸收光谱
5．增色效应、减色效应 增色效应：使吸收强度增加的效应 减色效应：使吸收强度减弱的效应
6．吸收带 吸收光谱中吸收峰的位置称做吸收带 εmax>104 → 强带 εmax<102 → 弱带
第一节 紫外－可见吸收光谱
四、吸收带类型和影响因素
（一）吸收带类型 • 1．R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生(C
分子中价电子（外层电子）吸收紫外-可见光区的电磁 辐射发生电子能级跃迁
（吸收能量=两个跃迁能级之差）
第一节 紫外－可见吸收光谱
二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型
1.有机化合物紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 从有机物化学键的性质来看，与紫外-可见吸收光谱有关的
电子主要有三种，即形成单键的σ 电子，形成双键π 电子以及 未参与成键的n电子。
水
243 nm 305 nm
迁移
长移 短移
第一节 紫外－可见吸收光谱
第一节 紫外－可见吸收光谱
4. 体系pH的影响
OH OH
O
H+
苯酚在不同pH时的紫外吸收光 谱
＝O；C＝N；-N＝N- )
• λmax≈ 300nm， max<100
• 溶剂极性↑，λmax↓ → 蓝移（短移） 2．K带：由共轭双键的π→ π*跃迁产生
第十章紫外可见分光光度法(A)
➢ 讨论：
E
A C l
1）E与（组分性质，温度，溶剂，λ）有关
当组分性质、温度，λ和溶剂一定，E一定
2）不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收）
同一物质在不同波长下E一定不同
3）E↑，物质对光吸收能力↑, 定量测定灵敏度↑
→ 定性、定量依据
2．吸光系数两种表示法：
1）摩尔吸光系数ε：
在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度
*核磁共振波谱法(NMR) 其它波谱法 *质谱法(MS)
第一节 光学分析概论
一、电磁辐射和电磁波谱 二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器——分光光度计
1. 光的基本性质 (电磁波的波粒二象性)
波动性 光的传播速度:
νλc ，σ λ1
V = c =
n
c －真空中光速 2.99792458×108m/s
（二）化学因素
• Beer定律适用的另一个前提：稀溶液 • 浓度过高会使C与A关系偏离定律
四、透光率的测量误差——ΔT
A lg T E C l C A 1 E l E l lg T
浓度的相对误差 C 0.434T C T lg T
✓ 影响测定结果的相对误差两个因素： T和ΔT ➢ ΔT影响因素：仪器噪音 1）暗噪音 2）讯号噪音
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%), Er : 0.1%～0.2%
准确度高
依据化学反应, 使用玻璃仪器
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
例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2 g, 则m(Fe)≈0.1 mg
样品溶液 样品池 A样
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
同一物质相同浓度的吸收曲线重合。
●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
20210919/1/100//2222
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
20210919/1/100//2222
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
●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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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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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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（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
第十章紫外可见分析法讲解
四、影响吸收带位置的因素：
4.pH值的影响 影响物质存在型体，影响吸收波长
λmax210.5nm,270nm
OH-
-
H+
λmax235nm,287nm
19
五、朗伯-比尔定律
1、Lambert定律：A∝l（吸收层厚度）
2、Beer定律：A∝C（吸收物质浓度）
透光率 T I 二者的结合称为I朗0 伯—比耳定律，其数学表达式为：
特点：
灵敏度可达10-4-10-6g/ml
准确度 0.2%-0.5%
2
第一节 基本原理和概念
一、电子跃迁类型
紫外可见光谱是由分子中价电子在不同的分子轨道之间跃迁产生的。
饱和单键的 电子 不饱和双键的 电子 未成键的 n 电子（弧对电子）
轨道：电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同
第十章 紫外－可见分光光度法
1
概述
紫外-可见分光光度法：根据物质分子对200-800 nm波长 范围的光选择性吸收的特性，建立起来的定性、定量分析 方法。 分子吸收紫外可见光发生电子能级跃迁；产生紫外可见 吸收光谱 分子结构中有产生紫外可见吸收的能级跃迁类型-分子才 能吸收紫外可见光。
可用于结构鉴定、定性和定量分析
吸光度 A lgT E c l
透光率 T I
透光率 T 10 A 10Ecl
I0
吸光度 A lgT E c l A：吸光度 E：吸光系数
C：溶液浓度 l：光路长度
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系 20
公式讨论：
1、适用条件： 1.单色光 2.稀溶液（10-2 ～10-5 M）
23
第十章 紫外-可见分光光度法
第十章 紫外—可见分光光度法一、选择题1．所谓真空紫外区，所指的波长范围是( )。
A 、200～400nmB 、400～800nmC 、1000nmD 、100～200nm2．在紫外可见分光度计中，用于紫外光区的光源是（ ）A 、钨灯B 、卤钨灯C 、氘灯D 、能斯特灯3．指出下列化合物中，哪个化合物的紫外吸收波长最大（ ）A 、CH 3CH 2CH 3B 、CH 3CH 2OHC 、 CH 2＝CHCH 2CH ＝CH 2D 、 CH 3CH ＝CHCH ＝CHCH 34．符合比耳定律的有色物质溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（ ）A 、向长波方向移动B 、不移动，但峰高值降低C 、向短波方向移动D 、不移动，但峰高值增大5．下列化合物中，同时有n→л﹡、л→л﹡、 σ→σ﹡跃迁的化合物是（ ）A 、一氯甲烷B 、丙酮C 、 l ，3丁二烯D 、甲醇6．双光束分光光计与单光束分光光计相比，其突出的优点是（ ）A 、扩大波长的应用范围B 、可以采用快速响应的监测系统一C 、可以抵消吸收池所带来的误差D 、可以抵消因光源强度的变化而产生的误差7．某化合物入max （正己烷为溶剂）＝ 329nm ，入max （水为溶剂）= 305nm ，该跃迁类型为（ ）A 、n→л﹡B 、л→л﹡C 、σ→σ﹡D 、 n→σ﹡8．丙酮在乙烷中的紫外吸收λmax =279nm ，ε=14．8，此吸收峰由( )能级跃迁引起的。
A 、n →л﹡B 、л→л﹡C 、n →σ*D 、σ→σ*9．下列四种化合物中，在紫外光区出现两个吸收带的是（ ）A 、乙烯B 、l ，4一戊二烯C 、1，3一丁二烯D 、丙烯醛10．助色团对谱带的影响是使谱带（ ）A 、波长变长B 、波长变短C 、波长不变D 、谱带蓝移11．某物质在给定波长下的摩尔吸光系数（ε）很大，则表明（ ）A 、物质对该波长光的吸收能力很强B 、物质的摩尔浓度很大C 、光通过物质溶液的光程长D 、物质的摩尔质量很大12．符合比耳定律的溶液稀释时，其浓度、吸光度和最大吸收波长的关系为（ ）A 、减小，减小，减小B 、减小，减小，不变C 、减小，不变，减小D 、减小，不变，增加13．下列叙述正确的是（ ）A 、透光率与浓度成线性关系B 、一定条件下，吸光系数随波长变化而变化C 、浓度相等的x ，y 两物质，在同一波长下，其吸光度定相等D 、质量相等的x ，y 两物质，在同一波长下，其吸光系数一定相等14．吸光性物质的摩尔吸光系数与下列( )因素有关。
紫外可见分光法
溶液对光的吸收除与溶液本性有关外，还与入射 光波长、溶液浓度、液层厚度及温度等因素有关。
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
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
紫外可见分光光度法
E— 吸光系数(absorptivity)
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）。
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——可见分光光度法教学课件PPT
KMnO4
530nm
AB 2
B 2
cBL
B 2cA B B 2 L 1 1 0 0 .4 2 4 1 4 2 0 0 L m o l 1c m 1
在 T = 36.8%(A=0.434)时，浓 度测定的相对误差最小。 在 实际测定时，常将吸光度控 制在0.2 ~ 0.7(T=20% ~65%) 之间。
测定相对误差与透光率的关系
3、参比溶液的选择
样
未考虑吸收池和溶剂对光
品
子的作用
参
I0
比
原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。
利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射和吸收带 来的误差。
例：用光程为1cm的吸收池，在两个测定波长处测定含有
K2Cr2O7和KMnO4两种物质溶液的吸光度。混合物在 450nm处的吸光度为0.38，在530nm处的吸光度为0.71，求 混合物的组成。已知1.010-3 mol/L的K2Cr2O7 在450nm处 吸光度为0.20，而在530nm处为0.05； 1.0 10-4mol/L的 KMnO4在450nm处无吸收，在530nm处吸光度为0.42。
c5 2..0 0 0 5 1 1 6 3 0 0 L g5 .0 0 1 （ 4 0gL 1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
a b A c 2 .0 c m 5 .0 0 .3 1 0 0 4 g 0 0 L 1 3 .1 0 -2 L 0 0 - 1 .c .g 1 m
Fe(SCN)3
Fe3+ + 3SCN－
溶液稀释时一倍时，上述平衡向右，离解度增大。所以
Fe(SCN)3的浓度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，导致 偏离朗伯—比尔定律。
第十章紫外-可见吸光光度法习题及答案
1第十章 紫外-可见吸光光度法习题1.是非判断题1-1物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长所致，VitB 12溶液呈现红色是由于它吸收了白光中是红色光波。
了白光中是红色光波。
1-2因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。
因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。
1-3有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
1-4符合朗伯符合朗伯--比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。
比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。
1-5符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置不移动，但吸收峰降低。
1-6朗伯朗伯--比耳定律的物理意义是：比耳定律的物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，溶液是吸光度与吸溶液是吸光度与吸光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
1-7在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
1-8吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
1-9有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小,,所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
1-10在吸光光度测定时，在吸光光度测定时，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测溶液浓被测溶液浓度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。
度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。
1-11进行吸光光度法测定时，必须选择最大吸收波长的光作入射光。
第十章 紫外-可见分光光度法 (1)
第十章 紫外-可见 分光光度法
（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
（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——(最终版)PPT演示课件
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
1、※σ→σ*跃迁 跃迁所需能量最大 λ<150nm ε＞104 饱和烃（远紫外区） C-H共价键，如CH4（ λmax 125nm） C-C键，如 C2H6 (λmax 135nm)
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
2、π→π*跃迁 跃迁所需能量较大
T,
T A
C
三
者
0.5
的
关
系
0
c
100
T = 0.0 %
A=∞
50
T = 100.0 %
A = 0.0
0
溶液的T越大,说明对光的吸收越小,浓度低; T越小，溶液对光的吸收越大，浓度高
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
吸光度的加合性
在多组分体系中如果各吸光物质之间无相互作 用这时体系总的吸光度等于各个吸光物质的吸 光度之和。
仪器分析
2.※百分吸光系数：在一定波长下，
溶液中吸光物质浓度为1%（W/V），液
层厚度为1cm的吸光度。用 E1% 表示， 1cm
单位：ml/cm·g。
将两者之间的转换关系用公式来表达
M E1%
10 1cm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
※摩尔吸光系数ε 的讨论
（1）吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
大部分在远紫外区
含非键电子饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原
子)
一氯甲烷 n→σ*跃迁：λmax 173nm 甲醇 n→σ*跃迁：λmax 183nm
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
4、n→ π*跃迁
第十章紫外-可见分光光度法习题答案-2012秋
第十章 紫外－可见分光光度法习 题 参考答案2. Lambert-Beer 定律的物理意义是什么？为什么说Beer 定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A 线性关系发生偏离的主要因素有哪些？答：Lambert-Beer 定律的物理意义是：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c 及液层厚度l 成正比。
因为物质对不同的单色光选择吸收，具有不同的吸收能力，即吸收系数不同，导致吸光度与物质浓度不成正比关系。
设被测物质对波长为λ1和λ1的两种光的吸光系数为E 1和E 2，经推导物质对这两种光的吸收度为：0201)(020112110logI I I I cl E A clE E +⋅+-=- 可见非单色光吸收强弱与物质的浓度关系不确定，只有E 1＝E 2时吸光度与浓度的关系才符合比尔定律。
浓度C 与吸光度A 线性关系发生偏离的主要因素有：（1）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer 定律。
（2）光学因素：非单色光的影响，杂散光的影响及非平行光的影响。
（3）透光率测量误差：暗噪音与讯号噪音。
4．卡巴克洛的摩尔质量为236，将其配成每100ml 含0.4962mg 的溶液，盛于1cm 吸收池中，在λmax 为355nm 处测得A 值为0.557，试求其1%cm 1E 及ε值。
(1%cm 1E =1123，ε=2.65⨯104) 解：4%113%11%111065.21123102361011231104962.0557.0⨯=⨯===⨯⨯==∴=-cm cm cm E M Cl A E Cl E A ε5．称取维生素C 0.05g 溶于100ml 的0.005mol/L 硫酸溶液中，再准确量取此溶液2.00ml 稀释至100ml ，取此溶液于1cm 吸收池中，在λmax 245nm 处测得A 值为0.551，求试样中维生素C 的百分含量。
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
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。
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
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。
10第十章 紫外-可见分光光度法
－
HIn
弱
在各溶液的分析 pK a pH lg 因此在缓冲溶
浓度为 CHIn + CIn - ，即 0.001g/100ml。 液中是两种型体混合物的吸收
A混 0.430 EHIn CHIn EIn CIn
在碱性溶液中是 In－的吸收
1 2
AIn- 1.024 EIn CHIn CIn
1% E1cm ＝927.9，求咖啡 的百分
分数。
50 200 0.463 1 40 E l 100 5 927.9 1 2 100 100 99.80% 咖啡 % 10.00 103 10.00 103
1% 1cm
A
3.分别用 0.5mol/L HCl、0.5mol/L NaOH 和 pH4.00 的 二甲 氢 缓冲液 制某弱 溶液，浓度均为含 弱 0.001g/100ml。在 max=590nm 处分别测出三 者吸光度如下 。求 弱 的 p a 值 。 （ max590nm） 主 存在形式 pH 4 0.430 [HIn]与[In－] － 碱 1.024 [In ] 0.002 [HIn] 一： HIn＝H In Ka 在 pH=4 的缓 H In 冲溶液中， [HIn] 和 [In ] 共存，则 HIn In
–硫代米
合物的分子
为
A 0.390 1.95 104 6 Cl 0.200 10 100 1.00 M 106.4 1% 1.95 104 2.07 105 ε E1cm 10 10
2．取咖啡 ，在 105 C 干燥至恒 ，精密称取 10.00mg，加少 乙 溶 ， 移至 200ml 瓶中，加水至刻度，取出 5.00ml，置于 50ml 瓶中，加 6mol/L HCl 4ml，加水至刻度。取此溶液于 1cm 石 吸收池中，在 323nm 处测得吸光度 为 0.463，已知咖啡 ：
HIn
弱
在各溶液的分析 pK a pH lg 因此在缓冲溶
浓度为 CHIn + CIn - ，即 0.001g/100ml。 液中是两种型体混合物的吸收
A混 0.430 EHIn CHIn EIn CIn
在碱性溶液中是 In－的吸收
1 2
AIn- 1.024 EIn CHIn CIn
1% E1cm ＝927.9，求咖啡 的百分
分数。
50 200 0.463 1 40 E l 100 5 927.9 1 2 100 100 99.80% 咖啡 % 10.00 103 10.00 103
1% 1cm
A
3.分别用 0.5mol/L HCl、0.5mol/L NaOH 和 pH4.00 的 二甲 氢 缓冲液 制某弱 溶液，浓度均为含 弱 0.001g/100ml。在 max=590nm 处分别测出三 者吸光度如下 。求 弱 的 p a 值 。 （ max590nm） 主 存在形式 pH 4 0.430 [HIn]与[In－] － 碱 1.024 [In ] 0.002 [HIn] 一： HIn＝H In Ka 在 pH=4 的缓 H In 冲溶液中， [HIn] 和 [In ] 共存，则 HIn In
–硫代米
合物的分子
为
A 0.390 1.95 104 6 Cl 0.200 10 100 1.00 M 106.4 1% 1.95 104 2.07 105 ε E1cm 10 10
2．取咖啡 ，在 105 C 干燥至恒 ，精密称取 10.00mg，加少 乙 溶 ， 移至 200ml 瓶中，加水至刻度，取出 5.00ml，置于 50ml 瓶中，加 6mol/L HCl 4ml，加水至刻度。取此溶液于 1cm 石 吸收池中，在 323nm 处测得吸光度 为 0.463，已知咖啡 ：
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（二）化学因素
比尔定律适用的另一个前提：稀溶液 浓度过高会使C与A关系偏离定律
吸光物质在浓度改变时可能发生缔 合、离解、互变异构等，也会引起 对朗伯-比尔的偏离。 有时或通过控制条件减免上述情况。
如：
2CrＯ42- ＋2H＋= Cr2Ｏ72-＋H2Ｏ
黄，λmax=375 橙，λmax=350
c 0.434 T c lg T T
因此，为了减小测量误差，通常通过控制溶液浓
度或选择比色皿的规格，将吸光度控制在0.2～0.7范 围内。
当＜0.2时， 选厚度大的吸收池；或进行 浓缩，或增大取样量。
当A＞ 0.7时，可采用稀释溶液，或采用较薄
的吸收池。
吸收定律（标准曲线）与吸收光谱的区别
物质对光的选择性吸收
物质的颜色与光的关系
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
物质对光的吸收与吸收光谱
光作用于物质时，物质吸收了可见光， 而显示出特征的颜色，这一过程与物质的 性质及光的性质有关。 S3 S2 S1 S0 E3 E2
物质对光 的吸收
h
E1
E0
h E2 E0
A cl
K K
1% 1 cm
吸光系数， L · g –1 · cm -1
A cl
1% 1 cm
1% 比吸光系数，100ml·gE1cm
1·cm-1
相互关系
E
10a 10
M
A E
cb
摩尔吸光系数ε的讨论
与物质的本性、溶剂和入射光的波长有关，即：
（1）物质不同， 不同，是物质的特性常数。 （2）溶剂不同，同一物质的不同，所以应注明溶剂。 （3）不同，同一物质的吸收系数也不同，所以吸收系数应注 明波长； （4） 定量分析中用评价分析方法的灵敏度， 越大，表明该
此时溶液pH 对测定有重要影响。
六、测量误差和分析条件的选择
测量误差
（一）仪器测量误差（仪器精密度不高引起） 误差来源：入射光源不稳定
吸收池玻璃的厚度不均匀 池壁不平行，表面有水迹，油污或划痕 光电池不灵敏，光电流测量不准确
误差影响：透光度读数误差
（二）操作误差（操作不熟练或不当引起）
测量条件的选择
三、紫外-可见分光光度计的类型 2.紫外-可见分光光度计 单光束分光光度计 双光束分光光度计 双波长分光光度计
三种分光光度计的构造简易图对照
第三节
紫外可见分光光度分析方法
定性鉴别 纯度检查和杂质限量测定 单组分的定量方法 多组分的定量方法
一、定性分析
二、定量分析
（一）定性鉴别 定性鉴别的依据→吸收光谱的特征
定性分析基础 物质对光的选择吸收
不同物质吸收光谱不同 相同物质吸收光谱相同
A
B A
max ( A) max ( B)
定量分析基础
A C
在一定条件下，物质对光的 吸收与物质的浓度成正比。
一定的物质，浓度增加，λmax不变， 吸收程度成比例增加
增 大
三、紫外-可见分光光度法的特点
1 与其它光谱分析方法相比，其仪器设备 和操作都比较简单，费用少，分析速度快; 2 3 4 5 灵敏度高; 选择性好; 精密度和准确度较高; 用途广泛。
1% 1cm
五、偏离光的吸收定律的主要因素 定量分析时，通 常液层厚度是相同的， 按照比尔定律，浓度与 吸光度之间的关系应该 是一条通过直角坐标原 点的直线。但在实际工 作中，往往会偏离线性 而发生弯曲。
A
0.8 0.6 0.4 0.2 0
*
0
1
2
3
4
mg/mL
工作曲线
（一）光学因素
非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 难以获得真正的纯单色光。分 光光度计只能获得近乎单色的狭 窄光带。复合光可导致对朗伯— 比耳定律的正或负偏离。 非单色光、杂散光、非平行入 射光都会引起对朗伯—比耳定律 的偏离，最主要的是非单色光作 为入射光引起的偏离。
1% E1 cm
.414 00 .414 E 3 3 1.1 00 10 .00 10 0.5 0 .5 1000 100 1355 25 100.00 25 .00 .00 207(100ml g 1 cm 1 ) 4 1 1 0 . 414 cm 1 1 2.80 10 L mol 828 (100ml g cm ) 3 0.5 1.00 10
最大吸收 最小吸收 特征值→定性依据 肩峰 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 吸收光谱是物质定性的依据。
谷
在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一 般选用λ max为测定波长，此时测定的灵敏度最高。
定性分析与定量分析的基础
标
A 则样品含量 样 100% c l 100%
标
例：维生素B12 的水溶液在361nm处的百分吸光
系数为207，用1cm比色池测得某维生素B12溶液
的吸光度是0.414，求该溶液的浓度 解： A 0.414 C 1% 0.00200 g / 100mL 20.0g / mL E1cm l 207 1
A
二、定量分析
（一）单组分的定量方法
定量依据：A EC L
1．吸光系数法 2．标准曲线法 3．对照法：外标一点法
1．吸光系数法（绝对法） 在没有标准品可供比较测定的条件下，按
文献规定条件测定被测物的吸光度，从样品的
配制浓度、测定的吸光度及文献查出的吸光系
数即可计算样品的含量。 A 样 cl
吸收光谱的形状
吸收峰的数目
吸收峰的位置（波长）
吸收峰的强度
相应的吸光系数
1．对比吸收光谱的特征值
max ， max ，E
1% 1cm
sh ， min
2．对比吸光度或吸光系数的比值：
例：
药典规定VB 12定性鉴别： 278 ， 361 ， 550三处最大吸收 A 361 A 361 1.70 ~ 1.88 ， 3.15 ~ 3.45 A 278 A 550
物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。所以，在方法研究中，
应选择最佳实验条件，使尽可能的大，以提高方法的灵敏度。
100.00 例：称取1.00mg维生素B12(M=1355)，配成 25.00
ml水溶液，吸收池厚度为0.5cm，在361nm波长下测得
百分吸光系数 吸光度为0.414，计算摩尔吸光系数。 解：
吸收池
检测器 显示器
二、紫外-可见分光光度计的光学性能
1．测光方式 3．狭缝或光谱带宽
2．波长范围 4．杂散光
5．波长准确度
7．波长重复性
6．吸光度范围
8．测光准确度
9．光度重复性
10．分辨率
三、紫外-可见分光光度计的类型 1.可见分光光度计
721型
三、紫外-可见分光光度计的类型 1.可见分光光度计 722型
溶液对光的吸收除与溶液本性有关外，还与入射 光波长、溶液浓度、液层厚度及温度等因素有关。
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
3．对比吸收光谱的一致性 同一测定条件下， 与标准对照物谱图或标准 谱图进行对照比较
注：
在相同的实验条件（仪器条件、溶剂）下，将未 知物的紫外光谱与标准物质的紫外光谱进行比较，
若两者谱图相同，可认为含有相同的生色团，但
不一定是相同的物质。
（二）纯度检测 绘制吸收曲线，看是否有杂质峰。
如：乙醇中含有苯，吸收曲线在256nm处有苯的吸收 峰，乙醇在紫外可见光区无明显吸收。 含10ppm苯的乙醇
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？ 如： 硫酸铜呈蓝色， 高锰酸钾却呈现紫红色？
物质对光的选择性吸收
单色光 复合光 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光 若两种不同颜色的单色光按一定的强 度比例混合得到白光，那么就称这两 种单色光为互补色光。
绿
青
互补光
黄
橙 红 紫
青蓝 蓝
在分光光度计上，用不同波长的单色光作入射 光，按波长由短到长的顺序依次通过同一溶液，测得 与各波长相对应的吸光度A ，以A为纵坐标，波长为 横坐标作图，所得曲线即为该溶液的吸收光谱
A
吸收光谱中与吸收
峰相对应的波长称为最
大吸收波长， max
max=515
480 520 560nm
末端吸收
吸收峰
四、 光的吸收定律—朗伯－比尔定律
（一）透光率和吸光度 透光率
入射光 I0 透射光 It
（透射比）
透光率定义：
It T I0
A lg T
T 取值为0.0 % ~ 100.0 % 全部吸收 全部透射 T = 0.0 % T = 100.0 %
吸光度定义：
-A T = 10
（二）Lambert- Beer 定律
应用：多组分测定
A A A A ....
总 a b c
(三)吸光系数 Absorptivity
K：比例常数 物质的性质
A Kcl
入射光波长 温度
取值与浓度的单位相关
c：mol / L c： g / L c：g / 100 mL mol –1 · cm -1 K 摩尔吸光系数， L ·