波谱分析解析 紫外光谱(研究生).ppt

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1、紫外可见光谱Ultravioletandvisiblespectra(UV)北京理工大学化工与环境学院1目录1.1紫外光谱基本原理1.2紫外光谱仪1.3各类化合物的紫外光谱1.4紫外光谱应用23电磁波能量与相应能级的跃迁及波谱方法45利用物质对电磁波的选择性吸收，可以对其进行定性和定量分析被吸收的特征波谱的频率（或波长）反映物质的结构特征---定性吸收的强度与物质的含量有关---定量1.1紫外光谱基本原理紫外和可见光谱(ultravioletandvisiblespectroscopy,UV-Vis)是由分子吸收能量激发价电子或外层电子跃迁而产生的吸收光谱，从原理上讲属

2、于电子光谱。6紫外可见光谱一般简称紫外光谱（UV)。紫外可见光谱的波长范围：10-800nm.(1)10-200nm：远紫外光区(真空紫外区)，空气中氮气、氧气、水蒸气有吸收。(2)200-400nm：近紫外光区，芳香化合物或共轭化合物有吸收，紫外光谱研究范围。(3)400-800nm：可见光区，有色物质有吸收，可见光谱研究范围。7光是电磁波，光的能量(E)用波长(λ)或频率(ν)表示光的能量与波长成反比，与频率成正比，波长越长，能量越低，频率越高，能量越高。1.1.1紫外吸收的产生89分子绕其重心转动---转动能---转动能级分子内原子在平衡位置附近振动---振动能-

3、--振动能级电子绕原子核做相对运动---电子运动能---电子能级因此紫外可见光谱是分子在入射光的作用下发生价电子的跃迁而产生的吸收光谱，属于电子光谱的范畴。能级差逐渐增大但是，在电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁，呈现带状光谱。101.1.2朗伯-比耳（Lambert-Beer)定律由于物质（溶液）对光的吸收，导致透过光的强度减弱。透射光的强度遵循朗伯-比尔（Lambert-Beer)定律（较低浓度下，10-2～10-4mol/L）。11被吸收的入射光的分数正比于光程中吸光物质的分子数目；对于溶液，如果溶剂不吸收，则被溶液所吸收的光的分数正比与溶液的浓度和光在溶液

4、中经过的距离。文献中紫外光谱数据的表示方法：12紫外-可见吸收光谱主要通过谱带位置和吸收强度提供结构信息。max表示最大吸收强度处的波长---代表谱带位置---与跃迁的能级差有关max表示最大吸收波长处的摩尔吸光系数---代表谱带吸收强度---与跃迁的几率有关＞5000为强吸收，允许跃迁在200~5000为中等强度吸收，半禁阻跃迁＜200为弱吸收，禁阻跃迁13跃迁几率∝跃迁偶极矩∝基态到激发态过程中电子电荷分布变化14吸收光谱，又称吸收曲线最大吸收波长(λmax):260nm最大吸收值对应的波长肩峰末端吸收:在短波长处吸收很大但不成峰形的部分。A=0.381.

5、1.3溶剂的选择样品在溶剂中溶解良好。溶剂在测定的波长范围内没有吸收(透明)。透明范围的最短波长为透明界限。尽量采用低极性溶剂。尽量与文献所用溶剂一致。溶剂挥发性小、不易燃、无毒性、价格便宜等。所用溶剂与待测组分不发生化学反应。151.1.4紫外光谱中的常用名词术语发色团(chromophore)：又称生色团，指在一个分子中产生紫外吸收带的官能团，一般为带有π电子的基团，如羰基、双键、叁键和芳环等，可给出结构类型信息。助色团(Auxochrome)：自身不吸收紫外可见光但与发色团相连时可以引起发色团吸收峰位置红移，增加吸收强度的原子或原子团，一般为带有孤电子对的基团，如

6、-OH,-OR,-NHR,-SH,-SR,-X。16(3)红移(Redshift)：吸收带的最大吸收波长向长波方向移动的效应。(4)蓝移(Blueshift)：吸收带的最大吸收波长向短波方向移动的效应。(5)增色效应(Hyperchromiceffect)：使吸收带强度增加的效应。(6)减色效应(Hypochromiceffect)：使吸收带强度减小的效应。(7)强带：摩尔消光系数大于104的吸收带，跃迁允许的带。(8)弱带：摩尔消光系数小于1000的吸收带，跃迁禁阻的(9)末端吸收（endabsorption）：在仪器极限（190nm）处检测出的吸收17181.1.5

7、电子跃迁类型与吸收带类型COHnpsHsp*s*RKE,BnpE允许跃迁(allowedtransition)：σ→σ*;π→π*禁阻跃迁(forbiddentransition)：n→σ*;n→π*允许跃迁吸收强度大，禁阻跃迁吸收强度小。ΔΕ大小顺序为：σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*醛基中价电子的类型1920σ→σ*跃迁：单键中σ电子从成键轨道向反键轨道的跃迁，需要很高能量，吸收位于远紫外区（＜150nm)。甲烷λmax125nm乙烷λmax135nm，烷烃可以用作溶剂。21n→σ*跃迁：非键轨道上n电子向σ*轨道跃迁，需要较