第十章 紫外-可见分光光度计△

1、名词解释

吸光度：透过样品的光的强度与入射光强度之比称为透光率，透光率的负对数即为吸光度。

透光率：如上。

吸光系数：当一束平行单色光通过均匀的非散射溶液时，溶液对光的吸光度与溶液的浓度及厚度的乘机成正比。其数学表达式为A=Ecl。上式中的比例系数E即为吸光系数。其物理意义是吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。吸光系数有两种表示方式，摩尔吸光系数（指在一定波长时，溶液浓度为1mol/L，厚度为1cm的吸光度）、百分吸光系数或称比吸光系数（指在一定波长时，溶液质量浓度为1％W/V,厚度为1cm的吸光度）。

发色团：有机化合物分子结构中含有π→π*或n→π*跃迁的基团，即能在紫外可见光范围内产生吸收的原子团。

助色团：是指含有非键电子的杂原子饱和基团，当他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。

红移：由于化合物的结构改变，如发生共轭作用、引入助色团，以及溶液改变等，使吸收峰向长波方向移动的现象。

蓝移：由于化合物的结构改变或者受溶剂影响使使吸收峰向短波方向移动的现象。

2、什么叫选择吸收，它与物质的分子结构有什么关系？

3、电子跃迁有那几种类型，跃迁所需的能量大小顺序如何?具有什么结构的化合物产生紫

外吸收光谱，紫外吸收光谱有何特征。

σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*、电荷迁移跃迁、配位场跃迁

能量依次降低。

有机化合物分子结构中含有π→π*或n→π*跃迁基团的。

特征：①：是分子吸收光谱。

②：吸收带的位置易受分子中结构因素和测定条件等多种因素的影响，在较

宽的波长范围内变动。

4、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？

物理意义：当一束平行单色光通过均匀的非散射溶液时，溶液对光的吸光度与溶液的浓度及厚度的乘机成正比。

因为物质对不同波长的光有不同的吸光系数，入射光的谱带宽度将严重影响物质的吸光系数和吸收光谱形状。

因素主要分为化学因素和光学因素：

化学因素：溶液中的溶质可因浓度改变而有离解、缩合、与溶剂间的作用等原因而引发的偏离Beer定律的现象。

光学因素：非单色光、杂散光、散射光和反射光（偏高）、非平行光（使厚度l增大）。

5、紫外-可见分光光度计从光路分类有哪几类？各有何特点？

①单光束分光光度计：仪器的结构比较简单，对光源发光强度稳定性的要求较高。

②双光束分光光度计：扇面镜以每秒几十转至几百转的速度匀速旋转，使单色光能

在很短时间内交替通过空白与试样溶液，可以减免因光源强度不稳而引入的误差。

③光多道二极管阵列检测的分光光度计：可在1/10s的极短时间内获得从

190~820nm范围的全光光谱。

6、简述紫外-可见分光光度计的主要部件、类型及基本性能。

主要部件：光源（要求具有连续光谱的光源。紫外区和可见区通常分别用氢灯和钨灯两种光源。）→单色器（作用是将来自光源的连续光谱按波长顺序色散，并从中分离出一定宽度的谱带。多用光栅。）→吸收池（光学玻璃制成的只用于可见，熔融石英制的紫外可见都可。）→检测器（光电池、光电管、光电倍增管、光二极管阵列检测器）→讯号处理与显示器

类型：见第5题。

基本性能：课本P197页最下面（不确定）。

7、简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。

一般采用对比法，如果两者完全相同，则可能是同一种化合物，如两者有明显差别，则肯定不是同一种化合物。①对比吸收光谱特征数据（λmax、吸光系数值）②对比吸光度（或吸光系数）的比值③对比吸收光谱的一致性。

8、举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。

①杂质检查：

如果化合物在紫外可见区没有明显吸收，而所含杂质有较强的吸收，那么含少量杂质就可以用光谱检查出来。例如，乙醇和环乙烷中若含少量杂质苯，苯在256nm处有吸收峰，而乙醇和环乙烷在此处无吸收，乙醇中含苯量低达0.001％，也能从光谱中检测出来。

若化合物有较强的吸收峰，而所含杂质在此波长处无吸收峰或吸收很弱，杂质的存在将使化合物的吸光系数值降低；若杂质在此吸收峰处有比化合物更强的吸收，则将使吸光系数值增大；有吸收的杂质也将使化合物的吸收光谱变形。

②杂质的限量检测

对于药物中的杂质，唱需制定一个容许其存在的限量。例如肾上腺素中杂质肾上腺酮的检测。在HCl溶液（0.05mol/L）中肾上腺素与肾上腺酮的紫外吸收光谱有显著不同，在310nm处，肾上腺酮有吸收峰，而肾上腺素没有吸收。可利用310nm检测肾上腺酮的混入量。方法是将肾上腺素试样用HCl溶液0.05mol/L制成每一毫升含2毫克的溶液，在1cm的吸收池中，于310nm处测定吸光度A。规定A值不得超过0.05，则以肾上腺酮的E1cm1％值（435）计算，相当于含酮体不超过0.06％。

9、为什么最好在λmax测定化合物的含量？

浓度的微小变化能引起吸光度的较大变化，提高了测定的灵敏度；仪器波长的微小变化不会引起吸光度的较大变化，提高了测定的精密度。

10、说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择λ1、λ2。

原理：吸收光谱重叠的a、b两组分化合物中，若要消除b的干扰以测定a，可从b 的吸收光谱上选择两个吸光度相等的波长λ1、λ2，测定混合物的吸光度差值，然后根据差值来计算a的含量。

优点：

如何选择：①待测组分的△A大（0.3~0.7），干扰组分的△A≈0。②测定波长λ1

尽量选λmax，λ1、λ2应尽量避开吸收曲线的陡波处，以保证测定结果的准确性。11、说明导数光谱的特点。

定性：输出信号更多，更明显，可显示出结构相似的不同化合物微小差别，易于辨认。

定量：能消除背景干扰，分离重叠谱带。

12、以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外可见吸收光谱

中的大概位置和各吸收带特征。

R带：由n→π*跃迁引起的吸收带。处于较长波长范围（约300nm），是弱吸收，其摩尔吸光系数值一般在100以内。溶剂极性增加，R带发生短移，另外当有强吸收峰在附近时，R带有时出现长移，有时被掩盖。

K带：由π→π*跃迁引起的吸收带。摩尔吸光系数值一般大于104，为强带。

B带：是芳香族化合物的特征吸收带，在230nm~270nm处出现精细结构的吸收光谱。因在蒸汽状态中分子间彼此作用小，反映出孤立分子振动、转动能级跃迁，在苯溶液中，因分子间作用加大，转动消失仅出现部分振动跃迁，因此谱带较宽，在极性溶剂中，溶剂与溶质间相互作用更大，振动光谱表现不出来，因而精细结构消失，B带出现一个宽峰，其重心在256nm附近，ε为200左右。

E带：是由苯环结构中三个乙烯的环状共轭系统的π→π*跃迁所产生，分为E1E2带，E1带吸收峰约在180nm，ε为4.7×104，E2带的吸收峰约在200nm，ε为7000左右，都属于强带吸收。