紫外可见光谱_1.ppt

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1、第一章紫外—可见吸收光谱分析基本原理远紫外近紫外可见近红外中红外远红外(真空紫外)10nm~200nm200nm~380nm380nm~780nm780nm~2.5m2.5m~50m50m~300m光的基本性质射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光2021/7/161一、分子吸收光谱1.分子吸收光谱的产生在分子中，除了电子相对于原子核的运动外（分子中的电子运动），还有核间相对位移引起的振动和分子整体运动造成的转动。这三种运动能量都是量子化的，并对应有

2、一定能级。2021/7/162电子能级振动能级转动能级BA分子中电子能级、振动能级和转动能级分子的能级示意图。2021/7/163所以分子的总能量可以认为是这三种能量的总和：E分子=E电子+E振动+E转动且ΔEe>ΔEv>ΔEr其中：ΔEe=1～20eVτ=10-15sΔEv=0.05～1eVτ=10-12sΔEr=0.005～0.05eVτ=10-10s2021/7/1642、分子吸收光谱类型根据吸收电磁波的范围不同，可将分子吸收光谱分为远红外光谱、红外光谱及紫外--可见光谱三类。(1).分子的转动能级差（0.005～0.05eV）需吸收波

3、长约为250～25m的远红外光或微波，因此，形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。(2).分子的振动能级差(0.05～1eV)需吸收波长约为25～1.25m的红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样，分子振动产生的吸收光谱中，包括转动光谱，故常称为振-转光谱。由于它吸收的能量处于红外光区，故又称红外光谱。2021/7/1653.电子的跃迁能差约为1～20eV，比分子振动能级差(0.05～1eV)要大几十倍，所吸收光的波长约为1.25～0.06m，主要在真空紫外到可见光区，对应形成的光谱，称为电子光谱或紫外--可见吸收光谱

4、。电子跃迁的同时，伴随着振动、转动能级的跃迁。因此，分子中电子跃迁光谱为带状光谱2021/7/1662503003504001234Aλ/nm紫外光谱红外光谱转动光谱（或远红外光谱）2021/7/167由于氧、氮、二氧化碳、水等在真空紫外区（60～200nm）均有吸收，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。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。我们通常所说的紫外—可见分光光度法，实际上是指近紫外－可见分光光度法（200～800nm）。2021/7/1683.吸

5、收曲线的讨论：（1）同一种物质对不同波长的光吸收不同。（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、λmax不变，只是吸光度大小不同；而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax均不同。－－定性的依据2021/7/169（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。（4）在某一定波长下，同一种物质的吸光度A与其浓度成正比变化，而在λmax处吸光度A的变化最大，所以测定最灵敏。是定量分析中选择入射光波长的重要依据。2021/7/1610（5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大

6、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；（6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量分析的依据。2021/7/1611二、有机化合物的紫外吸收光谱ultravioletspectrometryoforganiccompounds1．紫外吸收光谱的产生有机化合物的吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。sOHnpHC2021/7/1612有机分子能级跃迁1.有机分子中可能的跃迁类型包括:成键轨道、；反键轨道*、*非键轨道n例如H2CO分子的轨道：

7、CHHOoooo==o=n分子吸收光谱跃迁类型2021/7/1613当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁形式.所需能量ΔΕ大小顺序为：分子轨道理论：成键轨道—反键轨道n→π＊<π→π＊

8、021/7/1615(2)n→σ＊跃迁含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n→σ*跃迁。杂原子电负性强（F、Cl、O），n电子能级低，则跃迁