紫外光谱和荧光光谱分析ppt课件.ppt

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1、紫外吸收光谱法基本原理紫外-可见光谱是电子光谱。引起分子中电子能级的跃迁所需的光的波长范围为10-800nm，其中10-200nm的光为远紫外光，也称真空紫外，200-400nm的光为近紫外光，又称紫外光，400-780nm的光为可见光。一、电子光谱的产生在紫外光的照射下，物质分子中的电子能级发生跃迁，产生电子吸收光谱。在无外界干扰时，分子处于基态的零位振动能级的几率最大，由电子的基态到激发态的许多振动（或转动）能级都可以发生电子能级跃迁，产生一系列波谱间隔对应于振动能级间隔的谱线。二、吸收光谱的表示方法用不

2、同的单色光依次照射被测样品，如果某波长的光子能量正好等于被测物分子的某一能级差，则该波长的光被吸收，透过样品后的光强减弱，产生吸收信号。另外一些波长的光不符合吸收条件，不被吸收，光强不变。用吸光度（或吸光系数）或透光率对波长作图得到吸收光谱。吸收的程度遵守朗伯-比尔定律：式中：A-吸光度；T-透光率；It-透过光的强度；I0-入射光的强度；ε-摩尔吸光系数，其值越大，表明物质对该波长的光吸收程度越大，主要与波长和被测物有关；b-吸收池的厚度；c-溶液的浓度。2021/8/314A～λ作图，或ε～λ作图；或T～

3、λ作图。肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿。末端吸收：吸收曲线随波长变短而强度增大，直至仪器测量极限，即在仪器极限处的吸收。图中吸光度最高点对应的波长称为最大吸收波长λmax三、电子跃迁的类型有机化合物的紫外—可见吸收光谱，是其分子中外层价电子跃迁的结果。价电子分为σ电子、π电子、n电子分子轨道理论：一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上。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，所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊<

4、π→π＊

5、183nm和227nm。3、π→π＊跃迁所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，摩尔吸光系数εmax一般在104L·mol-1·cm-1以上，属于强吸收。不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类均可发生该类跃迁。如乙烯π→π*跃迁的λmax为162nm，εmax为:1×104L·mol-1·cm-1。2021/8/3194、n→π＊跃迁需能量最低，吸收波长λ>200nm。这类跃迁在跃迁选律上属于禁阻跃迁，摩尔吸光系数一般为10～100L·mol-1·cm-1，吸收谱带强度较弱。分子中孤对电子和π键同时存在

6、时发生n→π＊跃迁。丙酮n→π＊跃迁的λmax为275nmεmax为22L·mol-1·cm-1（溶剂环己烷)。四、生色团与助色团1、生色团（chromophore)：在紫外和可见光区产生吸收带的基团称为生色团。10因为只有由π→π＊和n→π＊跃迁才能产生紫外可见吸收，而这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团，所以这类含有π键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C≡N等。2、助色团（auxochrome)：有一些含有n电子的基团

7、(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色团的生色能力11使吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加，这样的基团称为助色团。五、红移与蓝移有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长λmax和吸收强度发生变化:λmax向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。吸收强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应，如图所示。2021/8/3112紫外-可

8、见分光光度计13基本组成光源单色器样品室检测器显示一、光源在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。14可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500nm。紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。二、单色器将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。2021/8/3115三、样品室样品室放置各种类型的吸