紫外吸收光谱分析法第1节紫外吸收光谱基本原理ppt课件.ppt

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1、第六章紫外吸收光谱分析法一、紫外吸收光谱的产生formationofUV二、有机物紫外吸收光谱ultravioletspectrometryoforganiccompounds三、金属配合物的紫外吸收光谱ultravioletspectrometryofmetalcomplexometriccompounds第一节紫外吸收光谱分析基本原理ultravioletspectrometry,UVprinciplesofUV2021/9/7一、紫外吸收光谱的产生formationofUV1.概述电磁辐射的特性：光的本质是电磁辐射，光的基本特性是波粒二象性(waveandcorpuscledual

2、ity)。光的波动性是指光可以用互相垂直的、以正弦波振荡的电场和磁场表示。电磁波具有速度、方向、波长、振幅和偏振面等。光可有自然光、偏振光（线偏振或园偏振）、连续波、调制波、脉冲波等。光的粒子性是指光可以看成是由一系列量子化的能量子（即光子）组成。光子能量为E＝hv=hc/nλ。h为Plank常数，h=6.626×10-34Js。2021/9/7一、紫外吸收光谱的产生formationofUV紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。波长范围：100-800nm.(1)远紫外光区:100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800nm可用于结构鉴定和定量分析。电子

3、跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。250300350400nm1234eλ2021/9/7当溶液中的某中物质选择性的吸收可见光中的某种颜色的光时，溶液就会呈现出对应的互补色。物质外观颜色吸收光吸收光的颜色波长范围（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—7802021/9/72.物质对光的选择性吸收及吸收曲线M+热M+荧光或磷光E=E2-E1=h量子化；选择性吸收吸收曲线与最大吸收波长max用不同波长的单色光照射，测吸光度;M+h→M

4、*基态激发态E1（△E）E22021/9/7吸收曲线的讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。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。2021/9/7讨论：④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。2021/9/73.电子跃迁与分子吸

5、收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。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er即:E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr2021/9/7能级跃迁电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。2021/9/7讨论：（1）转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱

6、或分子转动光谱；（2）振动能级的能量差ΔΕv约为：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱；（3）电子能级的能量差ΔΕe较大1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外—可见光区，紫外—可见光谱或分子的电子光谱；2021/9/7讨论：（4）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据；（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

7、吸收的光子数成正比，定量分析的依据。2021/9/7二、有机物吸收光谱与电子跃迁ultravioletspectrometryoforganiccompounds1．紫外—可见吸收光谱有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。sp*s*RKE,BnpECOHnpsH2021/9/7分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。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