紫外可见吸收光谱 2015

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1、第一章紫外可见近红外吸收光谱张青红1Ultraviolet,visibleandnearinfraredspectrophotometry2溶液（有色溶液、透明溶液?）胶体：稀释到一定比例，散射可以忽略？固体：粉末、薄膜、块体、纤维及织物；透过率、反射率（镜面反射、漫反射）、吸收（吸光度）；纳米材料的小尺寸效应、纯度（掺杂、金属/半导体）3瑞士洛桑的SwissTechConventionCenter染敏太阳能电池模块，颜色？反射率？透过率？高效电池光学要求？紫外光占3-5%，可见光45%，红外等50%。Eg=1240

2、/onsetEg单位eV，onset单位nm4液体样品仓里面的样品槽放参比，外面的样品槽放待测样品积分球薄膜的透过率、粉末样品的漫反射吸收。北京普析通用tu-1901，PELambda35,PELambda950,日本岛津(Shimadzu)，美国瓦里安(Varian),PE(Perkin-Elmer)5Lambert-Beer定律吸收光度法的基本定律光度与厚度光度与浓度II0ls6太阳极紫外辐射防紫外、减反射、光学污染、防红外7紫外-可见吸收光谱概述紫外吸收光谱与分子结构的关系紫外可见近红外分光光度计紫外吸收光谱的应

3、用8紫外-可见吸收光谱分子吸收光谱的形成1.过程：运动的分子外层电子--------吸收外来外来辐射------产生电子能级跃迁-----分子吸收谱。2.能级组成：除了电子能级(Electronenergylevel)外，分子吸收能量将伴随着分子的振动和转动，即同时将发生振动(Vibration)能级和转动(Rotation)能级的跃迁！据量子力学理论，分子的振-转跃迁也是量子化的或者说将产生非连续谱。因此，分子的能量变化E为各种形式能量变化的总和：其中Ee最大：1-20eV;Ev次之：0.05-1eV;Er最小：

4、0.05eV可见，电子能级间隔比振动能级和转动能级间隔大1~2个数量级，在发生电子能级跃迁时，伴有振-转能级的跃迁，形成所谓的带状光谱。9不同物质结构不同或者说其分子能级的能量(各种能级能量总和)或能量间隔各异，因此不同物质将选择性地吸收不同波长或能量的外来辐射，这是UV-Vis定性分析的基础。定性分析具体做法是让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A)，以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐标作图，得到该物质的吸收光谱或吸收曲线，据吸收曲线的特性(峰强度、位置及数目等)研究分子结构。10

5、研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法称为紫外-可见分光光度法。紫外—可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。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物质的定性和定量测定。11表3.1物质颜色和吸收光的关系物质颜色吸收光颜色波长/nm黄绿紫400~450黄蓝450~480橙绿蓝480~490红蓝绿490~500红紫绿500~560紫黄绿560~580蓝黄580~610绿蓝橙610~650蓝绿红650~78012紫外可见吸收

6、光谱示意图末端吸收最强峰肩峰峰谷次强峰maxminA13-胡罗卜素咖啡因阿斯匹林丙酮几种有机化合物的分子吸收光谱图。14第二节紫外—可见吸收光谱一、有机化合物的紫外－可见吸收光谱（一）电子跃迁类型紫外可见吸收光谱是由分子中价电子能级跃迁产生的——这种吸收光谱取决于价电子的性质。（1）电子类型形成单键的电子C-HC-C形成双键的电子C=CC=O未成对的孤对电子n电子C=OCOHnpsH15酸性红的紫外可见吸收光谱16亚甲基蓝的紫外可见吸收光谱17有机分子能级跃迁可能的跃迁类型有机分子包括:成键轨道、；反键轨道

7、*、*非键轨道nCHHOoooo==o=n18分子轨道有σ、σ*、π、π*、n能量高低σ＜π＜n＜π*＜σ*能量n→π*跃迁nσσ→σ*n→σ*π→π*σ*π*π19其中σ-σ*跃迁所需能量最大，n-π*及配位场跃迁所需能量最小，因此，它们的吸收带分别落在远紫外和可见光区。有机化合物的紫外—可见吸收光谱（一）电子跃迁类型l、σ-σ*跃迁它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。在200nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般max104，为强吸收带。饱和烃中的—C—C—键属于这类跃迁，如乙烯（蒸气

8、）的最大吸收波长max为162nm。20反键*轨道N非键轨道成键轨道E反键*轨道**n成键轨道n→*n→*→*→*图3.2分子的电子能级和跃迁212、n-σ*跃迁实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区含有孤对电子的分子，如H2O(1