紫外可见吸收光谱分析科教PPT课件
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(4) 分子的紫外-可见吸收光谱是由若干谱带系（电子能 级）组成，每个谱带系由若干谱带（振动能级）组成，每 个谱带由若干谱线（转动能级）组成.吸收最大的地方，所 对应的波 长称最大吸收波长λmax,相应的吸收系数成为最大 吸收系数,用εmax表示
（5）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；最大吸收 （6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比, 一 定范围内与物质的浓度成正比,是定量分析的依据
4 n→π＊跃迁（R带）
Ø 分子中同时存在杂原子（n非键电子）和双键 π电子 如C=O，N=N，N=O，C=S，C=N等
Ø n→π＊跃迁所需能量最小，在200-700nm范围有吸收
Ø n→π＊跃迁的εmax较小（小于100，禁阻跃迁），是
弱吸收
14 14
5 共额效应 在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双 键共轭形成大 π键时，随着共轭系统的延 长， π→π＊跃迁的吸收带将明显向长波 方向移动（红移），吸收强度也随之增强。 如乙烯的λmax 171nm, 而丁二烯的λmax 217nm。
概况二
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概况三
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2
紫外－可见光谱范围： 100-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3)可见光区: 400-800nm
紫外－可见吸收光谱法主要研究的是物质 分子对 200-800 nm， 即近紫外光区和可见光 区的吸收。
16
助色团 有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—
NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有生色功 能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团 相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色团 的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收 强度增加)，这样的基团称为助色团。
17
红移与蓝移, 增色与减色 有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基
乙烷的λmax为135nm。
11
2 n→σ＊跃迁 所需能量较大， 吸收波长为150～250nm，大部分在远
紫外区，近紫外区不易观察到。 含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)
均呈现n→σ* 跃迁。
化合物 H2O
CH3OH CH3CL
CH3I CH3NH2
max（nm） 167 184 173 258 215
能量Ev 、 转动能量Er 即: E＝Ee+Ev+Er
其中 ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
5
三、 分子吸收光谱的产生 用光照射分子，分子便吸收其中相应波长
的能量而从低能级跃迁到高能级， 从而产生 分子吸收光谱。
不同的跃迁能级， 吸收不同波长的能量， 产生不同的吸收光谱
6
讨论：
（1） 转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.025eV，跃 迁产生吸收光谱位于远红外区(250-50µm)，称为远红外 光谱或分子转动光谱； （2） 振动能级的能量差ΔΕv约为：0.025～１eV，跃迁 产生的吸收光谱位于红外区(50-1.25µm) ，称为红外光 谱或分子振动光谱； （3） 电子能级的能量差ΔΕe较大，1～20eV。电子跃迁 产生的吸收光谱在紫外—可见光区(1.25-0.06µm) ，称为 紫外—可见光谱或分子的电子光谱；
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 (或紫移)来自百度文库吸收强度即摩
尔吸光系数ε增大称为增色效应，减小称为减
色效应
18
19
三、有机化合物的吸收谱带
1．饱和烃 只含有σ 键， 只能产生σ→σ＊跃迁 饱和烃的分子吸收光谱出现在远紫外区，吸收波
15
二、常用的几个术语
生色团 广义上讲，分子中可吸收紫外或可见光而使分子带有
颜色的基团称为生色团。在紫外—可见光谱中由π→π＊ 和n→π＊产生的光谱一般在紫外可见区，这两种跃迁均 要求有机物分子中含有不饱和基团。所以常把这类含有π 键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键 体系组成，如乙烯基 — >C=C< 、羰基 >C=O 、亚硝基N=O、偶氮基—N＝N—，乙炔基 —C≡C—、腈基— C≡N等。
max 1480 150 200 365 600
12
3 π→π＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区 的 近 紫 外 端 或 近 紫 外 区 （ 200nm 左 右 ） ，
εmax一般在104 L·mol-1·cm-1以上，属于强
吸收。 含有不饱和基团（—C＝C—，—C＝O）的
分子发生这种跃迁
13 13
n→π＊ 、 π→π＊ 、 n→σ＊ 和σ→σ＊。
各种跃迁所对应的能量大小为 n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
10
讨论： 1 σ→σ＊跃迁
所需能量最大； 吸收波长λ<200 nm；远紫外区 饱和烷烃的分子吸收光谱出现在此区；通常作为溶 剂使用； 例：甲烷的λmax为125nm ,
第四章 紫外-可见吸收光谱分析
§4-1 概 述
一、概念
ε 紫外－可见吸收光谱法根
据物质的分子对紫外－可见 光的吸收而建立的一种分析 方法。它可根据吸收光谱的 特征进行结构分析，根据吸 收强度进行定量分析。
1
4
2
3 250 300 350 400nm
λ
1
整体概述
概况一
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3
二、 分子内部的运动及分子能级
1 分子内部的运动 （1）电子相对于原子核的运动； （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动； （3）分子本身绕其中心的转动。
4
2 分子能级 u 分子的三种运动形式对应三种不同能级
电子能级、振动能级、转动能级 u 三种能级都是量子化的，且各自具
有相应的能量 u 分子的内能E 包括电子能量Ee 、振动
(A =εbc)。
8 8
§4-2 有机化合物的紫外-可见吸收光谱
一、有机化合物分子的电子跃迁类型
按分子轨道理论，有机化合物分子中有：成键σ 轨道，反键σ*轨道；成键π轨道，反键π＊轨道 （不饱和烃）；另外还有非键轨道（杂原子存在）。 各种轨道的能级不同
HC
O
n
σ
Hπ
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对应的电子跃迁主要有四种类型
(4) 分子的紫外-可见吸收光谱是由若干谱带系（电子能 级）组成，每个谱带系由若干谱带（振动能级）组成，每 个谱带由若干谱线（转动能级）组成.吸收最大的地方，所 对应的波 长称最大吸收波长λmax,相应的吸收系数成为最大 吸收系数,用εmax表示
（5）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；最大吸收 （6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比, 一 定范围内与物质的浓度成正比,是定量分析的依据
4 n→π＊跃迁（R带）
Ø 分子中同时存在杂原子（n非键电子）和双键 π电子 如C=O，N=N，N=O，C=S，C=N等
Ø n→π＊跃迁所需能量最小，在200-700nm范围有吸收
Ø n→π＊跃迁的εmax较小（小于100，禁阻跃迁），是
弱吸收
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5 共额效应 在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双 键共轭形成大 π键时，随着共轭系统的延 长， π→π＊跃迁的吸收带将明显向长波 方向移动（红移），吸收强度也随之增强。 如乙烯的λmax 171nm, 而丁二烯的λmax 217nm。
概况二
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紫外－可见光谱范围： 100-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3)可见光区: 400-800nm
紫外－可见吸收光谱法主要研究的是物质 分子对 200-800 nm， 即近紫外光区和可见光 区的吸收。
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助色团 有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—
NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有生色功 能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团 相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色团 的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收 强度增加)，这样的基团称为助色团。
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红移与蓝移, 增色与减色 有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基
乙烷的λmax为135nm。
11
2 n→σ＊跃迁 所需能量较大， 吸收波长为150～250nm，大部分在远
紫外区，近紫外区不易观察到。 含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)
均呈现n→σ* 跃迁。
化合物 H2O
CH3OH CH3CL
CH3I CH3NH2
max（nm） 167 184 173 258 215
能量Ev 、 转动能量Er 即: E＝Ee+Ev+Er
其中 ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
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三、 分子吸收光谱的产生 用光照射分子，分子便吸收其中相应波长
的能量而从低能级跃迁到高能级， 从而产生 分子吸收光谱。
不同的跃迁能级， 吸收不同波长的能量， 产生不同的吸收光谱
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讨论：
（1） 转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.025eV，跃 迁产生吸收光谱位于远红外区(250-50µm)，称为远红外 光谱或分子转动光谱； （2） 振动能级的能量差ΔΕv约为：0.025～１eV，跃迁 产生的吸收光谱位于红外区(50-1.25µm) ，称为红外光 谱或分子振动光谱； （3） 电子能级的能量差ΔΕe较大，1～20eV。电子跃迁 产生的吸收光谱在紫外—可见光区(1.25-0.06µm) ，称为 紫外—可见光谱或分子的电子光谱；
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 (或紫移)来自百度文库吸收强度即摩
尔吸光系数ε增大称为增色效应，减小称为减
色效应
18
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三、有机化合物的吸收谱带
1．饱和烃 只含有σ 键， 只能产生σ→σ＊跃迁 饱和烃的分子吸收光谱出现在远紫外区，吸收波
15
二、常用的几个术语
生色团 广义上讲，分子中可吸收紫外或可见光而使分子带有
颜色的基团称为生色团。在紫外—可见光谱中由π→π＊ 和n→π＊产生的光谱一般在紫外可见区，这两种跃迁均 要求有机物分子中含有不饱和基团。所以常把这类含有π 键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键 体系组成，如乙烯基 — >C=C< 、羰基 >C=O 、亚硝基N=O、偶氮基—N＝N—，乙炔基 —C≡C—、腈基— C≡N等。
max 1480 150 200 365 600
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3 π→π＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区 的 近 紫 外 端 或 近 紫 外 区 （ 200nm 左 右 ） ，
εmax一般在104 L·mol-1·cm-1以上，属于强
吸收。 含有不饱和基团（—C＝C—，—C＝O）的
分子发生这种跃迁
13 13
n→π＊ 、 π→π＊ 、 n→σ＊ 和σ→σ＊。
各种跃迁所对应的能量大小为 n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
10
讨论： 1 σ→σ＊跃迁
所需能量最大； 吸收波长λ<200 nm；远紫外区 饱和烷烃的分子吸收光谱出现在此区；通常作为溶 剂使用； 例：甲烷的λmax为125nm ,
第四章 紫外-可见吸收光谱分析
§4-1 概 述
一、概念
ε 紫外－可见吸收光谱法根
据物质的分子对紫外－可见 光的吸收而建立的一种分析 方法。它可根据吸收光谱的 特征进行结构分析，根据吸 收强度进行定量分析。
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4
2
3 250 300 350 400nm
λ
1
整体概述
概况一
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二、 分子内部的运动及分子能级
1 分子内部的运动 （1）电子相对于原子核的运动； （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动； （3）分子本身绕其中心的转动。
4
2 分子能级 u 分子的三种运动形式对应三种不同能级
电子能级、振动能级、转动能级 u 三种能级都是量子化的，且各自具
有相应的能量 u 分子的内能E 包括电子能量Ee 、振动
(A =εbc)。
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§4-2 有机化合物的紫外-可见吸收光谱
一、有机化合物分子的电子跃迁类型
按分子轨道理论，有机化合物分子中有：成键σ 轨道，反键σ*轨道；成键π轨道，反键π＊轨道 （不饱和烃）；另外还有非键轨道（杂原子存在）。 各种轨道的能级不同
HC
O
n
σ
Hπ
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对应的电子跃迁主要有四种类型