紫外-可见吸收光谱-ppt讲解
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200～400nm范围称为近紫外区，许多化合物在这一区域产 生特征吸收。
400～800nm为可见光区，有些较大的共轭体系的吸收延伸 至该区。
我们通常所说的紫外-可见光谱，实际上是指近紫外和可见 光区，这些吸收带的位置和强度能够提供有用的结构信息。
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2.1.2 紫外光谱图的组成
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
单色器一般由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入 射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组 成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。单色器的性能直 接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏度度、选择 性及校准曲线的线性关系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。
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（三）吸收池 用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃材料两 种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于
紫外-可见吸收光谱 UV-Vis
紫外-可见吸收光谱是利用某些物质的分子 吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析表征
的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子 轨道上的电子 在电子能级间的跃迁，广泛用于无
机和有机化合物的结构表征和定量分析。
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2.1 基本知识
2.1.1 紫外-可见吸收光谱的范围
紫 外 - 可 见 吸 收 光 谱 (UV-Vis) 的 范 围 是 100 到 800nm (lnm=10-9m)。所有的有机化合物均在这一区域有吸收带。
100～200nm称为远紫外或真空紫外区，由于大气中的氧、 氮、二氧化碳、水等在这一区域有吸收，因此在测定这一范围 的光谱时，必须将光学系统抽成真空，然后充以一些惰性气体， 如氦、氖、氩等。鉴于真空紫外吸收光谱的研究需要昂贵的真 空紫外分光光度计，故在实际应用中受到一定的限制。
（一）光源 常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。
热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯，可使用的 范围在340 ~ 2500nm ；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和 氘灯，可在160 ~ 375 nm范围内产生连续光源。 （二）单色器 能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置， 其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内 任意可调。
横坐标表示吸收光的波长 λ(nm)；纵坐标表示吸收光的吸 收强度，可以用A（吸光度）、 T（透射比或透光率或透过率）、 ε(摩尔消光系数,L.mol-1.cm-1) 或其对数logε表示。当一个化 合物同时具有强和弱吸收带时， logε坐标可同时清楚地表征两
图 2-1
者的强度和峰形，如图2-1所示 苯的吸收光谱。
可见光区。为减少光的损失，吸收池的光学面必须完全垂直于 光束方向。
（四）检测器 检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。
常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。硒光电 池对光的敏感范围为300~800nm，能产生可直接推动检流计的 光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度 计中；光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛；光电倍 增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的
如丙烷λmax=135nm，环丙烷λmax=190nm，通常饱和烃在近百度文库外区无吸 收，可用作其他有机化合物的溶剂。
2.n→σ*跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱在远紫外区和近紫外区， 杂原子如氧、氮、硫及卤素等均含有不成键n电子。含杂原子的化合物可以 产 生 n→σ* 跃 迁 。 如 甲 醇 ( 汽 态 )λmax=183nm ， ε=150 ； 三 甲 胺 ( 汽 态)λmax=227nm，ε=900；碘甲烷(己烷中) λmax=258nm，ε=380。
吸收带分别落在远紫外和可见光区。
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2.2.1 电子能级跃迁类型
由电子跃迁产生的吸收带的波长取决于基态和激发态之
间的能级差。图2-4为成键分子轨道σ、π键，非键轨道n，
以及反键π*，σ*轨道的能级示意图。图中所示的四种电子 跃迁类型都是可能的。
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1.σ→σ*跃迁
饱和碳氢化合物仅含有σ电子，由σ激发至σ*轨道需要较大的能量， 在远紫外区产生吸收（λmax< 200nm）。
吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收 峰的横坐标为该吸收峰的位置。
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2.1.3 溶剂
紫外-可见光谱一般是在相当稀的溶液(10-2～10-6mol) 中测定的。在选择溶剂时需注意：
(1)溶质易溶，两者不发生化学作用； (2)具有适当的沸点，在测量过程中溶剂的挥发不至于 明显影响样品的浓度； (3)具有适当的透光范围，不影响样品吸收曲线的测定 (见表2-1) (4)价廉易得，使用后易回收。
在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要
由*、*、n*、n*及电荷迁移跃迁产生。无机
化合物的吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁（即d-d跃迁和
f-f跃迁）产生。由于电子跃迁的类型不同，实现跃迁需要的
能量不同，因此吸收光的波长范围也不相同。其中*跃
迁所需能量最大，n*及配位场跃迁所需能量最小，它们的
在电子跃迁过程中吸收光的频率(υ)取决于分子的能级差： 式中：h——普朗克常数，6.626×10-34J·s； c—— 光速，2.9979×10nm·s-1；
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分子的能量由电 子能、振动能和转动 能组成。在电子能级 跃迁的同时，必然伴 随着振动和转动能级 的变化。所以紫外-可 见光谱得到的都是较 宽的吸收带。图2-3表 示电子-振动能级的变 化和产生的光谱。
灵敏度比一般的光电管要高200倍，对光谱的精细结构有较好的 分辨能力。
（五）信号指示系统 放大信号并以适当方式指示或记录下来。
常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以 及数字显示或自动记录装置等。
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2.2 紫外-可见光谱的产生
通常由最高占有分子轨道中的一个电子在吸收适当波长的 辐射能量后，跃迁到最低未占有分子轨道，产生紫外-可见吸 收光谱。
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2.1.4 紫外-可见分光光度计
现代的仪器均为双光束自动记录方式，配备有计算机数据处理系统， 进行谱图的存储，峰值检出，数据处理，谱图放大、缩小等功能。
图 2-2
在光源室内有氘灯(190～400nm)和碘钨灯(360～800nm)，两者在波
长扫描过程中自动切换。
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紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光 源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。
400～800nm为可见光区，有些较大的共轭体系的吸收延伸 至该区。
我们通常所说的紫外-可见光谱，实际上是指近紫外和可见 光区，这些吸收带的位置和强度能够提供有用的结构信息。
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2.1.2 紫外光谱图的组成
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
单色器一般由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入 射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组 成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。单色器的性能直 接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏度度、选择 性及校准曲线的线性关系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。
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（三）吸收池 用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃材料两 种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于
紫外-可见吸收光谱 UV-Vis
紫外-可见吸收光谱是利用某些物质的分子 吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析表征
的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子 轨道上的电子 在电子能级间的跃迁，广泛用于无
机和有机化合物的结构表征和定量分析。
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2.1 基本知识
2.1.1 紫外-可见吸收光谱的范围
紫 外 - 可 见 吸 收 光 谱 (UV-Vis) 的 范 围 是 100 到 800nm (lnm=10-9m)。所有的有机化合物均在这一区域有吸收带。
100～200nm称为远紫外或真空紫外区，由于大气中的氧、 氮、二氧化碳、水等在这一区域有吸收，因此在测定这一范围 的光谱时，必须将光学系统抽成真空，然后充以一些惰性气体， 如氦、氖、氩等。鉴于真空紫外吸收光谱的研究需要昂贵的真 空紫外分光光度计，故在实际应用中受到一定的限制。
（一）光源 常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。
热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯，可使用的 范围在340 ~ 2500nm ；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和 氘灯，可在160 ~ 375 nm范围内产生连续光源。 （二）单色器 能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置， 其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内 任意可调。
横坐标表示吸收光的波长 λ(nm)；纵坐标表示吸收光的吸 收强度，可以用A（吸光度）、 T（透射比或透光率或透过率）、 ε(摩尔消光系数,L.mol-1.cm-1) 或其对数logε表示。当一个化 合物同时具有强和弱吸收带时， logε坐标可同时清楚地表征两
图 2-1
者的强度和峰形，如图2-1所示 苯的吸收光谱。
可见光区。为减少光的损失，吸收池的光学面必须完全垂直于 光束方向。
（四）检测器 检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。
常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。硒光电 池对光的敏感范围为300~800nm，能产生可直接推动检流计的 光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度 计中；光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛；光电倍 增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的
如丙烷λmax=135nm，环丙烷λmax=190nm，通常饱和烃在近百度文库外区无吸 收，可用作其他有机化合物的溶剂。
2.n→σ*跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱在远紫外区和近紫外区， 杂原子如氧、氮、硫及卤素等均含有不成键n电子。含杂原子的化合物可以 产 生 n→σ* 跃 迁 。 如 甲 醇 ( 汽 态 )λmax=183nm ， ε=150 ； 三 甲 胺 ( 汽 态)λmax=227nm，ε=900；碘甲烷(己烷中) λmax=258nm，ε=380。
吸收带分别落在远紫外和可见光区。
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2.2.1 电子能级跃迁类型
由电子跃迁产生的吸收带的波长取决于基态和激发态之
间的能级差。图2-4为成键分子轨道σ、π键，非键轨道n，
以及反键π*，σ*轨道的能级示意图。图中所示的四种电子 跃迁类型都是可能的。
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1.σ→σ*跃迁
饱和碳氢化合物仅含有σ电子，由σ激发至σ*轨道需要较大的能量， 在远紫外区产生吸收（λmax< 200nm）。
吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收 峰的横坐标为该吸收峰的位置。
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2.1.3 溶剂
紫外-可见光谱一般是在相当稀的溶液(10-2～10-6mol) 中测定的。在选择溶剂时需注意：
(1)溶质易溶，两者不发生化学作用； (2)具有适当的沸点，在测量过程中溶剂的挥发不至于 明显影响样品的浓度； (3)具有适当的透光范围，不影响样品吸收曲线的测定 (见表2-1) (4)价廉易得，使用后易回收。
在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要
由*、*、n*、n*及电荷迁移跃迁产生。无机
化合物的吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁（即d-d跃迁和
f-f跃迁）产生。由于电子跃迁的类型不同，实现跃迁需要的
能量不同，因此吸收光的波长范围也不相同。其中*跃
迁所需能量最大，n*及配位场跃迁所需能量最小，它们的
在电子跃迁过程中吸收光的频率(υ)取决于分子的能级差： 式中：h——普朗克常数，6.626×10-34J·s； c—— 光速，2.9979×10nm·s-1；
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分子的能量由电 子能、振动能和转动 能组成。在电子能级 跃迁的同时，必然伴 随着振动和转动能级 的变化。所以紫外-可 见光谱得到的都是较 宽的吸收带。图2-3表 示电子-振动能级的变 化和产生的光谱。
灵敏度比一般的光电管要高200倍，对光谱的精细结构有较好的 分辨能力。
（五）信号指示系统 放大信号并以适当方式指示或记录下来。
常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以 及数字显示或自动记录装置等。
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2.2 紫外-可见光谱的产生
通常由最高占有分子轨道中的一个电子在吸收适当波长的 辐射能量后，跃迁到最低未占有分子轨道，产生紫外-可见吸 收光谱。
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2.1.4 紫外-可见分光光度计
现代的仪器均为双光束自动记录方式，配备有计算机数据处理系统， 进行谱图的存储，峰值检出，数据处理，谱图放大、缩小等功能。
图 2-2
在光源室内有氘灯(190～400nm)和碘钨灯(360～800nm)，两者在波
长扫描过程中自动切换。
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紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光 源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。