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1、关于紫外可见吸收光谱法(4)第1页，讲稿共77张，创作于星期二一、紫外一、紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱（一）分子吸收光谱的产生（一）分子吸收光谱的产生（二）有机化合物的紫外（二）有机化合物的紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱（三）无机化合物的紫外（三）无机化合物的紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱（四）溶剂对紫外（四）溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响可见吸收光谱的影响二、紫外二、紫外-可见分光光度计可见分光光度计（一）紫外（一）紫外-可见分光光度计的基本构造可见分光光度计的基本构造（二）紫外（二）紫外-可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型三、紫外三、紫外-可见吸收光谱法的应用可见吸收光谱法的应用（
2、一）定性分析（一）定性分析（二）结构分析（二）结构分析（三（三)化合物中杂质的检查化合物中杂质的检查（四）定量分析（四）定量分析第2页，讲稿共77张，创作于星期二n紫外紫外-可见可见吸收光谱法（吸收光谱法（UV-VIS）：也称也称紫外紫外-可见分光光度可见分光光度法法是根据是根据物质分子物质分子对波长为对波长为200-800nm这一范围的这一范围的电磁波（紫电磁波（紫外外200-400nm和和可见光谱区可见光谱区400-800nm)的的吸收吸收特性建立起来特性建立起来的一种的一种定性定性、定量定量和和结构分析结构分析方法。方法。n分子吸收光谱分子吸收光谱n主要产生于主要产生于分子的外层价电子分
3、子的外层价电子在电子能级之间的跃迁在电子能级之间的跃迁第3页，讲稿共77张，创作于星期二 n紫外区紫外区可分为可分为远紫外区远紫外区（10200nm）和）和近紫外区近紫外区（200400nm）。）。n因空气中的因空气中的氧氧、二氧化碳二氧化碳和和水汽水汽等都等都吸收远紫外光吸收远紫外光，因此，要，因此，要研究分子对远紫外光的吸收需要在研究分子对远紫外光的吸收需要在真空条件真空条件进行，故使其进行，故使其应用应用受到受到限制限制。n通常说的通常说的紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱是指是指近近紫外可见吸收光谱，即物紫外可见吸收光谱，即物质分子吸收质分子吸收200800nm波长范围内的光辐射所产生的
4、吸收波长范围内的光辐射所产生的吸收光谱。光谱。第4页，讲稿共77张，创作于星期二 n n相同点相同点相同点相同点：均属于均属于吸收光谱吸收光谱；其波长范围均在其波长范围均在近紫外到近红外光区近紫外到近红外光区（200800nm)。原子吸收光谱法与紫外可见分光光度法的原子吸收光谱法与紫外可见分光光度法的比较比较第5页，讲稿共77张，创作于星期二原子吸收光谱法与紫外可见分光光度法的原子吸收光谱法与紫外可见分光光度法的比较比较n n不同点不同点不同点不同点：吸收机制不同吸收机制不同：原子吸收光谱属于原子吸收光谱属于原子光谱原子光谱，是由，是由基态原基态原子所产生的吸收，是子所产生的吸收，是线状光谱线
5、状光谱，谱线，谱线宽度宽度很很窄窄，其半宽约为，其半宽约为103nm；而紫外可见光谱是属于；而紫外可见光谱是属于分子光谱分子光谱，为，为带状光谱带状光谱，谱，谱带很带很宽宽，其半宽约为，其半宽约为10nm。光源不同光源不同：前者为前者为锐线光源锐线光源，如空心阴极灯；，如空心阴极灯；后者为后者为连续光源连续光源，如钨灯、氘灯。，如钨灯、氘灯。仪器排布不同：仪器排布不同：前者：锐线光源原子化器前者：锐线光源原子化器单色器单色器检测器检测器后者：光源后者：光源单色器单色器吸收池检测器吸收池检测器第6页，讲稿共77张，创作于星期二n紫外紫外-可见分光光度法的特点：可见分光光度法的特点：1与其它光谱分
6、析方法相比，其仪器设备和操作都比较与其它光谱分析方法相比，其仪器设备和操作都比较简单简单，费用少费用少，分，分析速度快。析速度快。2灵敏度高灵敏度高。如在紫外区直接检测抗坏血酸时，其最低检出浓度可达到。如在紫外区直接检测抗坏血酸时，其最低检出浓度可达到10-6g/mL。3选择性好选择性好。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某一物质进行测定。一物质进行测定。4精密度和准确度较高精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对误差可减小到误差可减小到1%2
7、%。5用途广泛。用途广泛。在在生物、医药生物、医药、化工、地质等诸多领域，不但可以进行、化工、地质等诸多领域，不但可以进行定量定量分析分析，还可以对被测物质进行，还可以对被测物质进行定性分析和结构分析定性分析和结构分析，进行官能团鉴定、，进行官能团鉴定、相对分子质量测定、配合物的组分及稳定常数的测定等。相对分子质量测定、配合物的组分及稳定常数的测定等。第7页，讲稿共77张，创作于星期二 第一节第一节第一节第一节 分子吸收光谱分子吸收光谱分子吸收光谱分子吸收光谱的产生的产生的产生的产生一、物质对光的选择性吸收一、物质对光的选择性吸收n光在与物质作用时，物质可对光产生不同程度的光在与物质作用时，物
8、质可对光产生不同程度的吸收吸收。n物质的结构物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的光，决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的光，也就是说，物质对光的吸收有也就是说，物质对光的吸收有选择性选择性。n当一束白光（复合光）通过硫酸铜溶液时，水合铜离子选择当一束白光（复合光）通过硫酸铜溶液时，水合铜离子选择性的吸收复合光中的黄光，故溶液呈现出黄色的互补色性的吸收复合光中的黄光，故溶液呈现出黄色的互补色蓝蓝色。色。n我们通常见到的我们通常见到的有色物质有色物质，都是由于他们吸收了可见光的部分光，都是由于他们吸收了可见光的部分光，呈现出吸收光颜色的呈现出吸收光颜色的互补色互补色。第8页，
9、讲稿共77张，创作于星期二第9页，讲稿共77张，创作于星期二 二、分子吸收光谱的产生二、分子吸收光谱的产生n分子吸收光谱分子吸收光谱的形成是由于电子在能级之间的跃迁所引起的。的形成是由于电子在能级之间的跃迁所引起的。n分子内部分子内部具有电子能级、振动能级和转动能级具有电子能级、振动能级和转动能级。所以分子的能。所以分子的能量量E分子分子E电电E振振E转转。n这些能量是量子化的，只有光辐射的能量这些能量是量子化的，只有光辐射的能量恰好等于恰好等于两能级之两能级之间的能量差时，才能被吸收。间的能量差时，才能被吸收。第10页，讲稿共77张，创作于星期二 n分子内部三种能级跃迁所需分子内部三种能级跃
10、迁所需能量大小的顺序为：能量大小的顺序为：E电电 E振振 E转转n分子的电子跃迁所吸收的能量比后二者大的多分子的电子跃迁所吸收的能量比后二者大的多第11页，讲稿共77张，创作于星期二1.1.E电电约为约为120eV，所吸收的电磁辐射波长约为，所吸收的电磁辐射波长约为124062nm，主要在紫外和可见光区。主要在紫外和可见光区。2.2.E振振约为约为0.051eV，相应的分子吸收光谱为红外光谱。，相应的分子吸收光谱为红外光谱。3.3.E转转 约为约为0.0050.05eV，与之对应的分子吸收光谱为，与之对应的分子吸收光谱为远红外光谱。远红外光谱。第12页，讲稿共77张，创作于星期二为什么分子的紫
11、外、可见光谱不是线状光谱，而是带状光谱？谱带为什么变宽？通常，分子是处在基态振动能级上。当用紫外、可见光照射分子时，电子可以从基态激发到激发态的任一振动（或不同的转动）能级上。因此，电子能级跃迁产生的吸收光谱，包括了大量谱线，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带。绝大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，溶液中相邻分子间的碰撞能导致分子各种能级的细微变化，引起吸收带的进一步加宽和汇合。仪器的分辨率有限，因而使记录所得电子光谱的谱带变宽。第13页，讲稿共77张，创作于星期二 n紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱（吸收曲线吸收曲线）：）：描述物质分子对辐射吸收的程度（吸光度）随波长而变的函数关描述
12、物质分子对辐射吸收的程度（吸光度）随波长而变的函数关系系曲线曲线。n波长波长为为横坐标横坐标，吸光度吸光度或或透光率透光率为为纵坐标纵坐标n紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱通常由通常由一个或几个宽吸收谱带一个或几个宽吸收谱带组成。组成。第14页，讲稿共77张，创作于星期二1定义：以吸光度A为纵坐标，波长为横坐标，绘制的A曲线。2吸收光谱术语：吸收峰max ,吸收谷min 肩峰sh ,末端吸收特征值525nm紫外-可见吸收光谱第15页，讲稿共77张，创作于星期二 n最大吸收波长（最大吸收波长（max）是分子的是分子的特征常数特征常数，与化合物的电子，与化合物的电子结结构构有关，可用于推测化合物
13、的有关，可用于推测化合物的结构信息结构信息；n整个吸收光谱的形状整个吸收光谱的形状取决于物质性质，反映分子内部能级分布状取决于物质性质，反映分子内部能级分布状况，是况，是物质定性的依据物质定性的依据。n吸收曲线的吸收曲线的纵坐标纵坐标则用则用光强光强表示，强度参数可用表示，强度参数可用透光率透光率、吸光度吸光度和和吸光系数吸光系数表征。表征。叶酸第16页，讲稿共77张，创作于星期二 透光率透光率T：为透射光的强度为透射光的强度I与入射光的强度与入射光的强度I0之比。之比。TI/I0吸光度吸光度A：表示单色光通过溶液时被吸收的程度，定义为入射表示单色光通过溶液时被吸收的程度，定义为入射 光的强度
14、光的强度I0与与透射光的强度透射光的强度I之比的对数值。之比的对数值。Alg I0/IT与与A的关系：的关系：AlgT第17页，讲稿共77张，创作于星期二 三、三、朗伯比尔定律朗伯比尔定律n朗伯比尔定律朗伯比尔定律是分子吸收光谱法是分子吸收光谱法定量分析定量分析的基础。的基础。n它可表述为：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降它可表述为：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降低低.同入射光的强度、吸收介质的厚度、溶液的浓度成正比。同入射光的强度、吸收介质的厚度、溶液的浓度成正比。用数学表达为：用数学表达为：A=lgI0/I=kclA：吸光度；：吸光度；c：吸光物质的浓度；：吸光物质的浓度；l
15、：液层的厚度；：液层的厚度；k：比例系数：比例系数n朗伯比尔定律是建立在吸光质点之间没有相互作用的前提朗伯比尔定律是建立在吸光质点之间没有相互作用的前提 下的，它只适用于下的，它只适用于稀溶液稀溶液（c0.01mol/L)。第18页，讲稿共77张，创作于星期二 l当当l以以cm，c以以g/L为单位时，为单位时，k称为称为吸收系数吸收系数，用，用a表示，即：表示，即：A=a c l；l当当l以以cm，c以以mol/L为单位时，为单位时，k称为称为摩尔吸收系数摩尔吸收系数，用，用表表示，示，即：即：A=c l 。l比比a更为常用，可以作为吸收光谱的纵坐标，并以更为常用，可以作为吸收光谱的纵坐标，并
16、以max处的摩尔处的摩尔吸收系数吸收系数max表示表示谱带的吸收强度谱带的吸收强度。lmax在在特定波长和溶剂特定波长和溶剂的情况下的情况下也是分子的特征常数也是分子的特征常数和和鉴定化鉴定化合物的重要依据合物的重要依据。第19页，讲稿共77张，创作于星期二 第二节第二节有机化合物的紫外可见吸收光谱有机化合物的紫外可见吸收光谱有机化合物的紫外有机化合物的紫外-可见吸收光谱取决于可见吸收光谱取决于分子中价电子的分布和结合分子中价电子的分布和结合情况。情况。一、电子跃迁的类型一、电子跃迁的类型n与紫外与紫外可见吸收光谱有关的价电子主要有三种：可见吸收光谱有关的价电子主要有三种：形成单键的形成单键的
17、电子、形成双键的电子、形成双键的电子、未参与成键的电子、未参与成键的n电子（电子（p电子，电子，如如O/N/S/X等含有未成键的孤对电子）。等含有未成键的孤对电子）。n基态时，它们处于基态时，它们处于、成键轨道成键轨道和和n非键轨道非键轨道上，当吸收一定能量上，当吸收一定能量 E后，后，这些价电子将跃至能量较高的这些价电子将跃至能量较高的*、*反键轨道。反键轨道。第20页，讲稿共77张，创作于星期二分子轨道：原子轨道线性组合而成。分子轨道：原子轨道线性组合而成。成键轨道成键轨道 ，反键轨道反键轨道 *，*第21页，讲稿共77张，创作于星期二 l电子跃迁类型主要有四种：电子跃迁类型主要有四种：*
18、、n*、*和和n*，各种跃迁所需的，各种跃迁所需的能量大小不同能量大小不同，次序为：，次序为：*n*n*，因此，形成的吸收光谱因此，形成的吸收光谱谱带的位置也不相同谱带的位置也不相同。第22页，讲稿共77张，创作于星期二 l*跃迁：跃迁：需要能量需要能量最大最大，200nm200nm200nm，max 10100。含有杂原子的不饱和化合物含有杂原子的不饱和化合物可发生此类跃迁。如可发生此类跃迁。如CO、CN第26页，讲稿共77张，创作于星期二 u一种化合物可以有一种化合物可以有一种一种或或多种电子跃迁多种电子跃迁同时发生。同时发生。u电子跃迁的类型电子跃迁的类型与与分子结构分子结构及其及其存在
19、的基团存在的基团有关。有关。u因此，可以根据因此，可以根据分子结构分子结构来推测可能来推测可能产生的电子跃迁产生的电子跃迁；反之，也反之，也可以根据可以根据紫外吸收带的波长紫外吸收带的波长及电子跃迁的类型来判断化合物分子中及电子跃迁的类型来判断化合物分子中可可能存在的吸收基团能存在的吸收基团。第27页，讲稿共77张，创作于星期二 二、基本术语二、基本术语n生色团生色团：分子中能吸收紫外可见光而产生电子跃迁的基团。分子中能吸收紫外可见光而产生电子跃迁的基团。主要是具有主要是具有不饱和键不饱和键和和含有孤含有孤对电子对电子的基团。的基团。如乙烯基、乙炔基、羰基如乙烯基、乙炔基、羰基-C=O、亚硝基
20、、亚硝基-N=O、偶氮基、偶氮基-N=N-、等。、等。n助色团助色团：可使可使生色团吸收峰的位置和吸收强度改变生色团吸收峰的位置和吸收强度改变（一般是向长（一般是向长波方向移动，并其吸收强度增加）的基团。波方向移动，并其吸收强度增加）的基团。为为具有孤对电子的基团具有孤对电子的基团，如如-OH、-SH、-Cl、-Br、-I等等。如：苯的如：苯的B吸收带其吸收带其max为为254nm，max为为204 Lmol-1cm-1，当它与一个，当它与一个OH相连后，其相连后，其max移到移到270nm，max增强为增强为1450 Lmol-1cm-1。第28页，讲稿共77张，创作于星期二 l红移、蓝移红
21、移、蓝移在在因因取代基的引入取代基的引入或或溶剂的改变溶剂的改变而使而使max发生移动，向长波方向移动称发生移动，向长波方向移动称为为红移红移，向短波方向移动称为，向短波方向移动称为蓝移蓝移。l增色效应、减色效应增色效应、减色效应由于化合物分子结构中由于化合物分子结构中取代基的引入取代基的引入或或溶剂的改变溶剂的改变使得吸收带的使得吸收带的强度即强度即摩尔吸收系数摩尔吸收系数max增大或减小的现象，称为增大或减小的现象，称为增色效应增色效应或或减色减色效应。效应。第29页，讲稿共77张，创作于星期二三、三、紫外紫外-可见光谱中的常见可见光谱中的常见吸收带吸收带1、R带带：（基团：（基团radi
22、cal）含含杂原子的不饱和基团杂原子的不饱和基团的的 n*跃迁产生跃迁产生 CO；CN；NN 特点特点：max200400nm，强度较弱强度较弱200nm，强，强104 共轭体系增长，共轭体系增长，（红移）（红移）第31页，讲稿共77张，创作于星期二3、B带：（苯带：（苯benzenoid）三、紫外三、紫外-可见光谱中的常见吸收带可见光谱中的常见吸收带 苯环本身分子振动、转动能级跃迁而产生的吸收带，苯环本身分子振动、转动能级跃迁而产生的吸收带，转动能级消失，谱带较宽。转动能级消失，谱带较宽。n芳香物芳香物的主要特征吸收带的主要特征吸收带 n=230270 nm,具有具有精细结构精细结构n200
23、n极极性性溶溶剂剂中中，或或苯苯环环连连有有取取代代基基时时，其其精细结构消失精细结构消失第32页，讲稿共77张，创作于星期二三、紫外三、紫外-可见光谱中的常见吸收带可见光谱中的常见吸收带4、E带：带：（乙烯型（乙烯型ethylenic band）由由苯环环形封闭共轭体系苯环环形封闭共轭体系的的*跃迁产生跃迁产生n芳香族化合物芳香族化合物的特征吸收带的特征吸收带 nE1180nm，强，强104（常观察不到）（常观察不到）nE2 200nm，强，强7000 n苯苯环环有有生生色色团团取取代代且且与与苯苯环环共共轭轭时时，E2带与带与K带合并一起红移（长移）带合并一起红移（长移）苯的异丙烷液紫外吸
24、收苯的异丙烷液紫外吸收第33页，讲稿共77张，创作于星期二苯乙酮的正庚烷溶液紫外吸收苯乙酮的正庚烷溶液紫外吸收K带：带：max240nm，13000B带：带：max278nm，1100R带：带：max319nm，50第34页，讲稿共77张，创作于星期二6、配位体场吸收带、配位体场吸收带 配合物中心离子配合物中心离子 d-d*或或 f-f*跃迁跃迁 有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁电荷转移跃迁 范围宽，强范围宽，强 1045、电荷转移吸收带、电荷转移吸收带如过渡金属水合离子与显色剂如过渡金属水合离子与显色剂(如有机化合物如有机化合物
25、)形成的形成的配合物配合物.可见光区，可见光区，较弱较弱 102三、紫外三、紫外-可见光谱中的常见吸收带可见光谱中的常见吸收带第35页，讲稿共77张，创作于星期二吸收带吸收带跃迁跃迁类型类型波长波长范围范围 例例R带带n*300nm1041,3-丁二烯丁二烯为为217nm,=2.1104B带带芳香族芳香族*230270nm102103芳香族化合物芳香族化合物E带带芳香族芳香族*180nm200nm104103芳香族化合物芳香族化合物电荷转移电荷转移吸收带吸收带配合物配合物p-d跃迁跃迁远紫外远紫外可见可见104Fe(SCN)2+配位体场配位体场吸收带吸收带配合物配合物d-d,f-f跃迁跃迁近紫
26、外近紫外可见可见210甘油甘油230乙醇乙醇210氯仿氯仿245甲醇甲醇210四氯化碳四氯化碳265异丙醇异丙醇210乙酸甲酯乙酸甲酯260正丁醇正丁醇210乙酸乙酯乙酸乙酯26096%硫酸硫酸210乙酸正丁酯乙酸正丁酯260乙醚乙醚220苯苯280二氧六环二氧六环230甲苯甲苯285二氯甲烷二氯甲烷235吡啶吡啶303己烷己烷200丙酮丙酮330环己烷环己烷200二硫化碳二硫化碳375常用紫外常用紫外可见测定的溶剂可见测定的溶剂第48页，讲稿共77张，创作于星期二O-max235，287nmOHmax211，270nmOH-H+4、体系、体系pH值值：pH的改变可能引起共轭体系的延长或缩短，
27、或引从而的改变可能引起共轭体系的延长或缩短，或引从而引起吸收峰位置改变。引起吸收峰位置改变。第49页，讲稿共77张，创作于星期二五、有机化合物紫外五、有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱1.饱和烃及其取代衍生物饱和烃及其取代衍生物n饱和烃类饱和烃类：只能产生只能产生*跃迁，跃迁，最大吸收峰最大吸收峰波长一般波长一般小于小于150nm。常用作溶剂常用作溶剂。n饱和烃的取代衍生物饱和烃的取代衍生物：可产生可产生n*的跃迁。的跃迁。如卤代烃，如卤代烃，n*的能量低的能量低于于*。CH3Cl、CH3Br和CH3I的的n*跃迁分别出现在跃迁分别出现在173、204和和258nm处。处。第50页，讲稿
28、共77张，创作于星期二2.不饱和烃及共轭烯烃不饱和烃及共轭烯烃五、有机化合物紫外五、有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱第51页，讲稿共77张，创作于星期二3.羰基化合物羰基化合物五、有机化合物紫外五、有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱4.芳香族化合物芳香族化合物产生产生*、n*、n*三个吸收带。三个吸收带。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。都含有羰基。E1、E2带、带、B带带苯环上有取代基时，三个吸收带都长移，吸收强苯环上有取代基时，三个吸收带都长移，吸收强度也增大。度也增大。B带的精细结构因取代基而变得简单化。带的精细
29、结构因取代基而变得简单化。第52页，讲稿共77张，创作于星期二第53页，讲稿共77张，创作于星期二 了解共轭程度、空间效应、氢键等；可了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱和化合物、异构体等进行判别对饱和与不饱和化合物、异构体等进行判别六、紫外光谱给出的信息六、紫外光谱给出的信息第54页，讲稿共77张，创作于星期二 紫外紫外-可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律是：是：六、紫外光谱给出的信息六、紫外光谱给出的信息270350nm低强度吸收峰低强度吸收峰(10100)200750 nm无吸收峰无吸收峰直链烷烃、环烷烃、饱和脂直链烷烃
30、、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双键肪族化合物或仅含一个双键的烯烃等的烯烃等可能可能n*跃迁，含一个简单非跃迁，含一个简单非共轭且有共轭且有n电子的生色团如电子的生色团如羰基羰基可能可能第55页，讲稿共77张，创作于星期二20300nm中等强度吸收峰中等强度吸收峰210250nm强吸收峰强吸收峰可能可能含苯环含苯环含含2个共轭双键个共轭双键含含3个或个或3个以上共轭个以上共轭双键双键260300nm强吸收峰强吸收峰可见光区可见光区有吸收峰有吸收峰可能可能可能可能长链共轭长链共轭5个以上个以上或稠环化合物或稠环化合物可能可能第56页，讲稿共77张，创作于星期二有机化合物结构研究推断异构体有机
31、化合物结构研究推断异构体CH3-C-CH2-C-OC2H5OOmax=204nm弱吸收max=245nm=18000CH3-C CH-C-OC2H5OHO第57页，讲稿共77张，创作于星期二第58页，讲稿共77张，创作于星期二 第二节第二节紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计一、一、主要部件主要部件 基本结构基本结构:光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示系统信号显示系统 样品样品第59页，讲稿共77张，创作于星期二 第60页，讲稿共77张，创作于星期二 第61页，讲稿共77张，创作于星期二 1、光源、光源光源的作用：光源的作用：提供能量激发被测物质分子产生电子能级跃迁，从而产提
32、供能量激发被测物质分子产生电子能级跃迁，从而产生电子光谱谱带。生电子光谱谱带。要求：要求：能够提供足够强的连续辐射、有良好的稳定性、较长的使用能够提供足够强的连续辐射、有良好的稳定性、较长的使用寿命寿命,且辐射能量随波长无明显变化。且辐射能量随波长无明显变化。常用的光源有常用的光源有热辐射光源热辐射光源和和气体放电光源气体放电光源。热辐射光源热辐射光源：利用固体灯丝材料高温放热产生的辐射作为光源。如利用固体灯丝材料高温放热产生的辐射作为光源。如钨灯、卤钨灯钨灯、卤钨灯。两者均。两者均在在可见区可见区使用使用。卤钨灯的使用寿命及发。卤钨灯的使用寿命及发光效率高于钨灯。光效率高于钨灯。气体放电光源
33、气体放电光源：指在低压直流电条件下指在低压直流电条件下,氢或氘气放电所产生的连续氢或氘气放电所产生的连续辐射。一般为辐射。一般为氢灯或氘灯氢灯或氘灯,在在紫外区紫外区使用使用。第62页，讲稿共77张，创作于星期二 2、单色器、单色器n单色器的作用：单色器的作用：使光源发出的光变成所需要波长的单色光。使光源发出的光变成所需要波长的单色光。n由入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜和出射狭缝由入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜和出射狭缝构成。构成。n入射狭缝用于限制杂散光进入单色器，准直镜将入射光束变为平行光入射狭缝用于限制杂散光进入单色器，准直镜将入射光束变为平行光束后进入色散元件。后者将复合光分解成单
34、色光，然后通过物镜将出束后进入色散元件。后者将复合光分解成单色光，然后通过物镜将出自色散元件的平行光聚焦于出口狭缝。出射狭缝用于限制通带宽度，自色散元件的平行光聚焦于出口狭缝。出射狭缝用于限制通带宽度，并将欲测波长的光引出单色器。并将欲测波长的光引出单色器。n转动色散元件，可以改变由单色器出射光的波长；调节入射、出射狭缝转动色散元件，可以改变由单色器出射光的波长；调节入射、出射狭缝宽度，可以改变出射光束的通带宽度。宽度，可以改变出射光束的通带宽度。第63页，讲稿共77张，创作于星期二 第64页，讲稿共77张，创作于星期二 3、吸收池（比色皿、比色杯）吸收池（比色皿、比色杯）用于盛放分析试液。用
35、于盛放分析试液。石英池石英池用于用于紫外紫外-可见区可见区的测量，的测量，玻璃玻璃池池只用于只用于可见区可见区。4、检测器、检测器用来检测光信号，测量单色光透过溶液后光强度变化的一用来检测光信号，测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置种装置。简易分光光度计上使用简易分光光度计上使用光电池或光电管光电池或光电管作为检测器。目前作为检测器。目前最常见的检测器是最常见的检测器是光电倍增管光电倍增管，有的用二极管阵列作为检，有的用二极管阵列作为检测器。测器。5、信号显示系统、信号显示系统第65页，讲稿共77张，创作于星期二 二、仪器类型二、仪器类型紫外紫外-可见分光光度计，按其光学系统可分为三种类型
36、：可见分光光度计，按其光学系统可分为三种类型：单光束分光光度计、单光束分光光度计、双光束分光光度计和双波长分光光度计。双光束分光光度计和双波长分光光度计。1、单光束分光光度计、单光束分光光度计经单色器单色化后只有经单色器单色化后只有一束光一束光，然后这束光，然后这束光分别分别通过通过参比溶液参比溶液和和试样溶试样溶液液进行吸光度的测定。进行吸光度的测定。结构简单，价格便宜；适于作结构简单，价格便宜；适于作定量分析定量分析。但测量结果受光源波动。但测量结果受光源波动影响较大，影响较大，误差较大误差较大；操作麻烦，；操作麻烦，不适于作定性分析不适于作定性分析。第66页，讲稿共77张，创作于星期二
37、2、双光束分光光度计双光束分光光度计 经单色器单色化的光经单色器单色化的光一分为二一分为二，一束通过参比溶液一束通过参比溶液，一束通过试样溶一束通过试样溶液液，仪器在，仪器在不同瞬间不同瞬间接收和处理参比信号，将两信号的比值转换为吸光度。接收和处理参比信号，将两信号的比值转换为吸光度。既可测得吸光度，又可扫描吸收光谱既可测得吸光度，又可扫描吸收光谱；还；还消除了光源强度不稳带消除了光源强度不稳带 来得误差来得误差。第67页，讲稿共77张，创作于星期二3、双波长分光光度计、双波长分光光度计让让两束波长不同的单色光两束波长不同的单色光（1 和和2）交替交替通过同一个吸通过同一个吸收池，然后经检测系
38、统，这样得到的是两波长处的吸光度之差收池，然后经检测系统，这样得到的是两波长处的吸光度之差 A A，再根据，再根据 A A（1 2）cL cL 进行定量分析。进行定量分析。不用参比溶液，只用一个待测试液，这样就不用参比溶液，只用一个待测试液，这样就完全扣除了背景吸收（包括完全扣除了背景吸收（包括溶液的浑浊及比色皿的误差），溶液的浑浊及比色皿的误差），准确度较高。准确度较高。第68页，讲稿共77张，创作于星期二 第六节第六节紫外可见吸收光谱的应用紫外可见吸收光谱的应用一、定性分析一、定性分析单靠紫外光谱数据来推断未知化合物的结构有些单靠紫外光谱数据来推断未知化合物的结构有些困难，困难，但是但是紫
39、外光谱数据可用于判别有机物中紫外光谱数据可用于判别有机物中生色团生色团和助色团的种类、位置及数目，区分饱和与不饱和化和助色团的种类、位置及数目，区分饱和与不饱和化合物，测定分子中的共轭程度等进而确定分析物的结合物，测定分子中的共轭程度等进而确定分析物的结构骨架。构骨架。第69页，讲稿共77张，创作于星期二定性鉴定的主要步骤为：定性鉴定的主要步骤为：1）纯化试样纯化试样，使其不含杂质；，使其不含杂质；2）进行）进行紫外吸收光谱紫外吸收光谱测定，得到试样的吸收光谱曲测定，得到试样的吸收光谱曲线，依据线，依据光谱特征一般规律光谱特征一般规律作初步判断；作初步判断；3）用）用对比法对比法，对该化合物作
40、进一步定性鉴定；，对该化合物作进一步定性鉴定；4）应用其它化学、物理等分析方法进行对照和验）应用其它化学、物理等分析方法进行对照和验证，最后作出该化合物定性鉴定的正确结论。证，最后作出该化合物定性鉴定的正确结论。第70页，讲稿共77张，创作于星期二 二、有机化合物构型、构象的测定二、有机化合物构型、构象的测定1、顺反异构体的判别、顺反异构体的判别一般有机化合物的反式异构体的一般有机化合物的反式异构体的max和和max 值比相应的顺值比相应的顺式异构体大。式异构体大。2、互变异构体的测定、互变异构体的测定乙酰丙酮存在酮式和烯醇式两种异构体，在极性溶剂水乙酰丙酮存在酮式和烯醇式两种异构体，在极性溶
41、剂水中，以酮式异构体为主，形成分子间氢键，中，以酮式异构体为主，形成分子间氢键，max为为277nm；在非极性溶剂己烷中，以烯醇式异构体为主，形；在非极性溶剂己烷中，以烯醇式异构体为主，形成分子内氢键，成分子内氢键，max为为269nm。第71页，讲稿共77张，创作于星期二 四、定量分析四、定量分析 紫外可见光谱法定量分析的依据是紫外可见光谱法定量分析的依据是朗伯比尔定律朗伯比尔定律：A=c l即即物质在一定波长处的吸光度与它的浓度成正比物质在一定波长处的吸光度与它的浓度成正比。1、一般定量分析法、一般定量分析法单一组分的测定：单一组分的测定：先绘制待测物质的吸收曲线，然后选择最先绘制待测物质
42、的吸收曲线，然后选择最 大吸收波长大吸收波长max，进行定量测定。方法，进行定量测定。方法有有校准曲线校准曲线 法法或或标准加入法标准加入法。第72页，讲稿共77张，创作于星期二 多组分的测定：多组分的测定：如果各组分的吸收曲线如果各组分的吸收曲线互不重叠互不重叠，可在各组分的，可在各组分的max处分别测定方处分别测定方法与单一组分同。法与单一组分同。如各组分的吸收曲线如各组分的吸收曲线互相重叠互相重叠，可根据，可根据吸光度具有加和性吸光度具有加和性的特点，在各组的特点，在各组分的分的max处分别测定混合物的吸光度，然后通过求解方程组求得各组分浓度。处分别测定混合物的吸光度，然后通过求解方程组
43、求得各组分浓度。、分别为在分别为在1和和2处用纯处用纯A测得的测得的b；分别为在分别为在1和和2处用纯处用纯B测得的测得的b；第73页，讲稿共77张，创作于星期二 2、双波长分光光度法、双波长分光光度法先选定先选定两个波长两个波长1和和2，调节仪器，使，调节仪器，使1和和2的光强相等，则的光强相等，则 A 11cLAs；A 22cL As As为背景吸收或光散射。为背景吸收或光散射。以上两式相减得：以上两式相减得：A(2 1）cL 上式表明，上式表明，试样溶液在试样溶液在1和和2处吸光度的差值处吸光度的差值A与待测与待测物质的浓度成正比物质的浓度成正比，而背景吸收和光散射得到了自动校正。这，而
44、背景吸收和光散射得到了自动校正。这即是即是双波长分光光度法进行定量分析的依据双波长分光光度法进行定量分析的依据。该方法可用于测定该方法可用于测定浑浊溶液浑浊溶液或或吸收光谱相互重叠的混合物吸收光谱相互重叠的混合物。第74页，讲稿共77张，创作于星期二 1和和2应满足两个条件：应满足两个条件：1）两波长处干扰组分应具有相同的吸收；）两波长处干扰组分应具有相同的吸收；2）两波长处待测组分的）两波长处待测组分的 A A应足够大。应足够大。1和和2的确定的确定：常采用常采用作图法作图法。A为待测组分。为待测组分。先选先选A的的max为为2，在，在2处作一条处作一条垂直与垂直与X轴的直线，与干扰组分轴的
45、直线，与干扰组分B的吸的吸收曲线交与一点，再过该交点作一条收曲线交与一点，再过该交点作一条与与X轴平行的直线，该直线与干扰组轴平行的直线，该直线与干扰组分分B的吸收曲线有一个或多个交点，则的吸收曲线有一个或多个交点，则交点所对应的波长即可作为参比波长交点所对应的波长即可作为参比波长1。第75页，讲稿共77张，创作于星期二 本章小节本章小节n紫外可见吸收光谱的产生紫外可见吸收光谱的产生n有机化合物的紫外可见吸收光谱有机化合物的紫外可见吸收光谱电子跃迁类型、常用术语、几类化合物的吸收曲线特征电子跃迁类型、常用术语、几类化合物的吸收曲线特征n无机化合物的紫外可见吸收光谱无机化合物的紫外可见吸收光谱n紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计n紫外可见吸收光谱的应用（定性、定量）紫外可见吸收光谱的应用（定性、定量）第76页，讲稿共77张，创作于星期二感谢大家观看第77页，讲稿共77张，创作于星期二