《紫外可见吸收光谱》PPT课件

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1、紫外可见吸收光谱法UltravioletSpectrophotometry，UV紫外可见吸收光谱法一、分子吸收光谱的概述1、概念光学分析法：根据物质的光学性质进行分析的方法。光谱分析法：基于物质对不同波长光的吸收、发射和散射程度的分析方法。分子吸收光谱法：建立在物质分子对电磁辐射的选择性吸收基础上的分析方法。紫外可见吸收光谱法：根据分子对紫外区域辐射的吸收建立起来的分析方法，称为紫外分光光度法。紫外可见吸收光谱法2、电磁辐射对物质的相互作用（1）激发电磁辐射是一种以巨大速度通过空间而传播的能量。当辐射通过固体、液体或气体的一个透明层时，其中的某些辐射能被吸收。分子吸收一

2、定的能量由最低能态（基态）跃迁到较高的能态（激发态），这一过程称为激发。由于物质的原子、分子或离子具有不连续而数目有限的量子化能级，被吸收的光子的能量（即激发用的光辐射能量）必须与吸收物质的基态和激发态能量之差相等。紫外可见吸收光谱法激发E=E激－E基＝hυ=(hc)/λE：被吸收的光子能量h：普朗克常数（6.62×10-34J.s）υ：辐射频率(S-1)c：光速（2.998×1010cm.s-1)λ：波长分子或原子对辐射的吸收是一种选择性吸收（特征吸收）！E=E激－E基＝hυ=(hc)/λ2ev4ev7ev2ev5ev8ev紫外可见吸收光谱法（2）分子吸收光谱类型分子

3、吸收辐射的总能量应是三种运动能量之和。E分子＝E电子＋E振＋E转三种能级的大小顺序是：△E电子>△E振>△E转电磁辐射是包含多种波长成分的复色光，分为几个连续的波长区域：X-射线紫外红外可见微波10nm380nm780nm500μm紫外可见吸收光谱法分子吸收光谱类型从分子吸收不同光辐射的能量、波长来分类，可将分子吸收光谱分为以下几类：光谱区域波长分子运动形式光谱类型远紫外10－200nm分子外层价电子跃迁远紫外吸收紫外200－380nm分子外层价电子跃迁紫外吸收可见380－780nm分子外层价电子跃迁可见吸收红外0.78－25um分子中原子的振动红外吸收远红外25－50

4、0um分子的转动远红外吸收紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱：分子选择性吸收紫外光或可见光（即200－780nm的光），分子外层价电子跃迁形成的光谱。紫外可见吸收光谱法二、物质的紫外可见吸收光谱物质的紫外可见吸收光谱，决定于分子中的价电子的跃迁，因此分子的组成不同，特别是价电子性质不同，则产生的吸收光谱也不同。按分子轨道理论，在分子中有几种不同性质的价电子：σ键电子：形成单键的电子π键电子：形成双键的电子n键电子：未成键的孤对电子，又称p电子紫外可见吸收光谱法σ＊反键π＊反键n非键π成键σ成键电子能级与跃迁图电子跃迁类型σ－σ＊跃迁n-σ＊跃迁n－π＊π－π＊紫外可见吸

5、收光谱法分子跃迁类型1、σ－σ＊跃迁饱和单键烃类只具有σ键电子，σ键电子最不易激发，只有吸收很大的能量，才能产生σ－σ＊跃迁，因而一般在远紫外区（10－200nm）才有吸收带。远紫外区又称为真空紫外区，这是由于小于160nm的紫外光要被空气中的氧所吸收，因此需要在无氧或真空中进行测定，目前应用不多。由于这类化合物在200－1000nm范围（一般紫外及可见区分光光度计的测定范围）内无吸收带，在紫外吸收光谱分析中常用作溶剂（如己烷、庚烷、环己烷等）。紫外可见吸收光谱法2、n-σ＊跃迁当饱和烃中的氢被氧、氮、卤素、硫等杂原子取代时，由于这类原子中有n电子，n电子较σ键电子易于

6、激发，使电子跃迁所需能量降低，吸收峰向长波长方向移动，这种现象称为红移，此时产生n-σ＊跃迁。这类跃迁多发生在200nm左右。如CH4的σ－σ＊跃迁，吸收光谱在125－135nm（远紫外区）,CH3I的σ-σ＊跃迁，吸收峰在150－210nm，n-σ＊跃迁的吸收峰在259nm，其吸收波长向长波长范围偏移了。这种能使吸收波长向长波长移动（红移）的杂原子基团，称为助色团。如－NH2、－NR2、－OH、－OR、－SR、－Cl、－Br、－I等。紫外可见吸收光谱法3、n－π＊和π－π＊跃迁是紫外可见光谱法研究有机物最常遇到的跃迁类型。这类跃迁易发生，所需能量使吸收波长在200nm

7、以上的区域，所涉及的基团都具有不饱和π键。若在饱和烃中，引入含有π键的不饱和基团，将使这一化合物的最大吸收波长移至紫外及可见区，这种基团称为生色团。常见的生色团有：－C=C－、－C＝C－、C＝N－C＝O、－COOH、－N＝N－、－N＝O、－O－N＝O－C6H5等紫外可见吸收光谱法三、物质对光的吸收定律1、朗伯－比尔定律:一束平行的单色光照射到一均匀的溶液时，液层的厚度为L，溶液的浓度为c，入射光的强度为I0，出射光的强度为It,吸光度与浓度之间的关系是：ItI0LA＝lg(I0／It）＝lg(1／T）＝ξLcξ：摩尔吸光系数L·mol-1