紫外可见吸收光谱法

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1、第三章紫外可见吸收光谱法1.定义2.紫外吸收光谱的产生3.物质对光的选择性吸收4.电子跃迁与分子吸收光谱第一节概述1.定义紫外可见吸收光谱法：根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法，包括比色分析法与分光光度法。比色分析法：比较有色溶液深浅来确定物质含量的方法，属于可见吸收光度法的的范畴。分光光度法：使用分光光度计进行吸收光谱分析的方法。紫外可见波长范围：远紫外光区：10-200nm；近紫外光区：200-400nm；可见光区：400-780nm。紫外可见吸收光谱法特点：仪器较简单，价格较便宜；分析操作简单；分析速度较快。紫外可见吸收光谱：分子价

2、电子能级跃迁（伴随着振动能级和转动能级跃迁）。2.紫外可见吸收光谱的产生由于O2、N2、CO2、H2O等在真空紫外区(60-200nm)均有吸收，测定这一范围光谱时须将光学系统抽真空并充充入惰性气体。所以真空紫外分光光度计非常昂贵，在实际应用中受到一定的限制。通常所说的紫外-可见分光光度法，实际上是指近紫外-可见分光光度法(200-780nm)。物质分子内部三种运动形式：电子相对于原子核的运动；原子核在其平衡位置附近的相对振动；分子本身绕其重心的转动。分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动

3、能量Er。2.1电子跃迁与分子吸收光谱转动能级间的能量差：0.005~0.05eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区（远红外光谱或分子转动光谱）；振动能级的能量差：0.05~1eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区（红外光谱或分子振动光谱）；电子能级的能量差较大，约为1~20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的电子光谱)。分子的各能级：能级跃迁：电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（带状光谱）。电子跃迁可以从基态激发到激发态的任一振动、转动能级上。故电子能级跃迁产生的吸收光谱包含

4、了大量谱线，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。绝大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，加之仪器的分辨率有限，因而使记录所得电子光谱的谱带变宽。带状分子吸收光谱产生的原因：当一束光照射到物质上时，光与物质发生相互作用，于是产生反射、散射、吸收、透射。3.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”。光子的能量被分子、原子所吸收，由最低能态（基态）跃迁到较高能态（激发态）。光的吸收：×××√分子、原子或离子具有不连续的量子化能级仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等时才能发生吸收不同的物质由于其结构不同而具有不同的量子化能级，

5、其能量差也不相同，物质对光的吸收具有选择性物质对光的选择性吸收吸收曲线吸收曲线：将不同波长的光透过某一固定浓度待测溶液，测量每一波长下溶液对光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可得到吸收曲线（吸收光谱）。描述了物质对不同波长光的吸收能力。关于吸收曲线：同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax;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不同;吸收光谱的波长分布：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；吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃

6、迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同；吸收谱线强度A与该物质分子吸收的光子数成正比，即与该物质的浓度C成正比，这是定量分析的依据。不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。章节重点：紫外可见吸收光谱产生原理；物质对光的选择性吸收；吸收曲线的定义、特性及应用。第二章紫外可见吸收光谱法1.电子跃迁类型2.立体结构和互变结构的影响3.溶剂

7、的影响-溶剂极性对吸收光谱的影响4.生色团与助色团5.红移与蓝移-增色与减色第二节有机化合物紫外可见吸收光谱有机化合物的紫外-可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。分子轨道理论：成键轨道-反键轨道当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态（成键轨道）向激发态（反键轨道）跃迁。主要有四种跃迁，所需能量ΔE大小顺序为：n→π＊<π→π＊