仪器分析课件紫外UV

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1、紫外-可见光谱UV-VisSpectrometry在仪器分析中紫外-可见光谱是历史悠久、应用最为广泛的一种光学分析方法。它是利用物质的分子或离子吸收200~800nm光谱区的辐射来对物质进行定性分析、定量分析及结构分析，所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。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物质的定性和定量测定。分子光谱物质分子内部三种运动形式：（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

2、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能量：电子能量Ee,振动能量Ev,转动能量Er即:E＝Ee+Ev+Er分子光谱正是由分子中的三种运动状态(E电,E振,E转)所对应的能级间的跃迁而产生.图中A和B表示不同能量的电子能级。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。若用ΔE电子,ΔE振动,ΔE转动分别表示电子能级、振动能级,转动能级差，即有ΔE电子ΔE振动ΔE转动当用频率为的电磁波照

3、射分子，分子从电磁波吸收能量之后，会从低能级跃迁到较高的能级,而该分子的较高能级与较低能级之差ΔE恰好等于该电磁波的能量h时，即有:ΔE=h此时，在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图—分子光谱图。分子光谱的分类：分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量由上可见,分子从电子基态跃迁到电子激发态的∆E远大于振动能

4、级,转动能级的∆E。因此,电子跃迁所吸收的电磁波是吸收光谱中频率最高的,即紫外可见光.在分子发生电子能级跃迁的同时，总是伴随着振动能级和转动能级的跃迁。所以，在分子的电子光谱中，包含有不同振动能级跃迁产生的若干吸收谱带和转动能级跃迁产生的若干吸收谱线。由于:所以分辨不出电子光谱中振动能级和转动能级跃迁所产生的谱线结构，观察到的只是这些谱线展宽后合并在一起形成的较宽的吸收带。ΔE电子E振动ΔE转动电子光谱由于内层电子能级很低,不易激发,所以它们都处在远紫外区,所以一般所指的电子光谱是指由属于整个分子的

5、外层或价电子(按分子轨道而言是指成键电子,非成键电子,反键电子等)的跃迁所引起的.由于这种跃迁是由分子吸收紫外-可见光而引起,所以也紫外-可见光谱.紫外-可见吸收光谱的基本原理:一束紫外-可见光通过一透明的物质时,当光子的能量等于电子能级的能量差时,则此能量的光子被吸收,电子由基态跃迁到激发态.物质对观点吸收特征,可用以波长为横坐标,吸光度为纵坐标的吸收曲线来表示,即紫外-可见吸收光谱.从光谱图中可以看出，位于波长280nm处，有一个最大吸收峰，最大吸收峰为化合物的特征峰。一般来说，不同的化合物具有不同

6、的λmax和εmax值，因此，它们可作为鉴定化合物的重要依据。物质不同,其分子结构不同,则吸收光谱曲线不同,λmax不同,所以可根据吸收光谱曲线对物质进行定性鉴定和结构分析;用最大吸收峰所对应的波长为入射光,测定待测物质的吸光度,根据光吸收定律可对物质进行定量分析.一些基本概念:发色团:分子中能吸收紫外光或可见光的结构系统叫做发色团或色基。象C=C、C=O、C≡C等都是发色团。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。助色团:有些原子或基团，本身不能吸收波长大于200nm的光波，但它与一定的发色团相连时，则

7、可使发色团所产生的吸收峰向长波方向移动。并使吸收强度增加，这样的原子或基团叫做助色团。红移某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团(-OH,-OR,-NH2,-SH,-Cl,-Br,-SR,-NR2)之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为红移效应。这种会使某化合物的最大吸收波长向长波方向移动的基团称为向红基团.蓝移在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移效应。这些会使某化合物的最大吸收波长向短波方向移动的基团(如-CH2,-CH

8、2CH3,-OCOCH3）称为向蓝基团增色效应和减色效应增色效应：吸收强度增强的效应减色效应：吸收强度减小的效应强带和弱带εmax>105→强带εmin<103→弱带有机化合物的紫外-可见吸收光谱1有机化合物的电子跃迁有机化合物的紫外-可见吸收光谱，取决于分子中外层电子的性质。与紫外-可见吸收光谱有关的电子有三种，即形成单键的σ电子、形成双键的π电子以及未参与成键的n电子（孤对电子）。处于基态的分子在吸收一定波长的光后，分子中的成键电子和非