紫外可见光(精)

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第二章紫外-可见光谱

第二章紫外-可见光谱
λmax可能出现在远紫外区.
例如:
CH3OH: n→σ* 所产生的吸收带λmax为183nm. ε=150
三. 常见的光谱术语
1.发色团:
可以使分子在紫外-可见光区产生吸收带的基团. (一般为带π电子基团(C=C,C C,苯环,C=O,N=N,NO2)
如果一个化合物分子中:
-发色团之间不发生共轭: 吸收光谱包括发色团各自的 吸收带
-发色团之间彼此形成共轭体系: 原来各自发色团的吸 收带消失,而产生新的吸收谱带(波长和吸收强度比原 来明显加大)
2.助色团:
有些原子或基团单独在分子中存在时,本身在紫 外区和可见区不产生吸收的原子或基团,当连接发 色团后,使发色团的吸收带波长移向长波, 同时使 吸收强度增加.(助色团一般为带有p电子的原子或 原子团. 如-OH,-OR,-NHR, -SR, -Cl, -Br, I, 烷 基等)
λ/nm
5. 末端吸收
吸收峰随着波长变短而强度增强,直至仪器测量的极 限,而不显示峰型(这主要是因为其最大吸收在短波长 处),这种极限处吸收称为末端吸收.
6. 吸收带的分类
1). K吸收带(源于德文konjugierte, 共轭)
由共轭体系的π→π* 跃迁产生的强吸收带, 一般 εmax>104
2). R吸收带(源于德文radikalartig, 基团)
如果一个分子在不同的pH 值介质中形成阳离子或阴 离子, 吸收波长随离子化而改变
例如
Hale Waihona Puke NH2 H+_
OH
+ NH3
_
OH
O
_
OH
H+
λmax/nm (εmax)
原因
230(8600) 203(7500) 211(6200) 236(9400) 280(1470) 254(160) 270(1450) 287(2600)

紫外可见光吸收-概述说明以及解释

紫外可见光吸收-概述说明以及解释

紫外可见光吸收-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:紫外可见光吸收是指物质对紫外光和可见光的吸收现象。

光是一种电磁波,在不同波长范围内的光对物质的相互作用产生了不同的效果。

紫外可见光吸收是光谱学中的一个重要研究领域,它涉及到物质结构的分析、理解和应用。

在大自然或实验室中,我们能够观察到许多物质对紫外可见光的吸收现象。

这些物质可以是有机化合物、无机化合物、生物分子等。

通过测量物质对紫外可见光的吸收特性,我们可以了解到物质的电子结构、能级间距、电子转移过程等信息,从而对其性质和应用进行研究和评估。

紫外可见光吸收具有许多重要的应用,例如光谱分析、物质鉴定、药物分析、环境监测等。

通过测量物质对不同波长光的吸收强度,我们可以确定物质的组成成分、浓度、反应动力学等参数,为科学研究和工程技术应用提供了重要的实验手段和理论依据。

随着科学研究和技术进步的不断推进,对紫外可见光吸收的深入理解和应用需求也越来越高。

研究人员们通过改进仪器设备、开展理论模拟和计算、设计新的功能材料等手段,不断拓展和深化了对紫外可见光吸收的研究。

这些努力不仅有助于推动科学的发展和技术的进步,还为解决环境污染、新能源开发、生物医学等重大问题提供了新的思路和方法。

在本文中,我们将系统地介绍紫外可见光吸收的定义和特点、吸收机制以及其在实际应用中的意义。

通过对这些内容的深入探讨,我们可以更好地理解和应用紫外可见光吸收的原理和方法,为相关领域的研究和应用提供有力支持。

1.2 文章结构:本文共分为三个主要部分:引言、正文和结论。

首先,在引言部分,将对紫外可见光吸收进行概述,介绍其定义和特点。

然后,对本文的结构进行说明,包括各个部分的内容及其对整篇文章的重要性。

此外,还会明确本文的目的,即为读者提供关于紫外可见光吸收的全面认识。

接下来,在正文部分,将详细探讨紫外可见光的吸收机制,包括分析其原理和过程。

此外,还将探讨紫外可见光吸收在实际应用中的意义,例如在光谱分析、材料科学和生物医学等领域的应用。

紫外-可见光光谱解析

紫外-可见光光谱解析


分析原理
朗伯定律
1729年波格尔在实验中发 现物质对光的吸收与吸光物 质的厚度有关。朗伯—波格 尔的学生进一步研究指出: 当溶液的浓度一定,光的吸 收程度与液层厚度成正比, 这就是朗伯定律。 表示为: A=k1b
A——吸光度
K1——比例常数

分析原理
1852年比尔(beer)在研
究各种无机盐对红光的吸
栅极,Grill
光束 屏蔽
紫外-可见光光度计
检测器
光束 阴极
e
阳极丝(Ni)
光电池
抽真空
紫外-可见光光度计
单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出 任一波长单色光的光学系统。 入射狭缝:光源的光由此进入单色器; 准光装置:透镜或返射镜使入射光成为平行光束; 色散元件:将复合光分解成单色光;棱镜或光栅; 聚焦装置:透镜或凹面反射镜,将分光后所得单色
光聚焦至出射狭缝;
出射狭缝: 光源进入吸收池。
紫外-可见光光度计
吸收池
也叫比色皿,有玻璃的,有石英的,在紫外区须
采用石英池,可见区一般用玻璃池。 。要求自身对
光的吸收要小。
紫外-可见光光度计
利用光电效应将透过吸收池的光
检测器
信号变成可测的电信号,常用的有光电池、光电管或
光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ倍增管。
石英套
光 电 倍 增 管
阳极
1个光子产生106~107个电子
收后又指出:当单色光通 过溶液层的厚度一定时, 溶液的吸光度与溶液的浓 度成正比,即比尔定律, 表示为: A = log( I0/ I ) = K2c

分析原理
将朗伯定律和比尔定律合并,即为朗伯比尔定律。
A = log( I0 / I ) = log( 1/ T) = kcb

TU-1901双光束紫外可见分光光度计使用说明(精)

TU-1901双光束紫外可见分光光度计使用说明(精)

TU-1901双光束紫外可见分光光度计1 仪器介绍紫外可见分光光度计是一种历史悠久、覆盖面很广、使用很多的分析仪器, 在有机化学、生物化学、药品分析、食品检验、医药卫生、环境保护、生命科学等各个领域的科研、生产工作中都得到了极其广泛的应用。

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2 主要特点①强劲的仪器性能:极其优良的光学系统,先进的电子学系统,高水准的机械系统,保证了 0.010%T的超低杂散光;②稳定可靠的品质:双光束动态反馈比例记录测光系统保证了基线稳定性; 氘灯、光电倍增管等关键器件均用进口件,保证仪器的稳定可靠和长寿命; ③精准的测量:采用进口优质全息光栅,进一步降低仪器的杂散光,使仪器分析更加准确;④轻松高效的人机对话:基于 WINDOWS 环境设计的 UVWin 中文操作软件, 提供了丰富的仪器控制和操作功能。

简单易用, 灵活高效, 轻松满足使用者的分析要求;⑤优异的可扩展性:有蠕动进样器、超微量池架、恒温池架、光学积分球、镜面反射、光纤附件和比色皿系列等大量用户可选专用附件, 使仪器的应用范围大大扩展;⑥简单方便设备维护:独特的插座式钨灯和氘灯,换灯时免去光学调试,使设备仪器调试、维护更加简便。

3 技术参数波长范围:190nm ~900nm波长准确度:±0.3nm (开机自动校准波长重复性:0.1nm光谱带宽:TU-1900:2nmTU-1901:0.1nm 、 0.2nm 、 0.5nm 、 1.0nm 、 2.0nm 、 5.0nm 杂散光:≤0.01%T (220nm, NaI; 340nm, NaNo2光度方式:透过率、吸光度、反射率、能量光度范围:-4.0~4.0Abs光度准确度:±0.002Abs (0~0.5Abs ; ±0.004Abs (0.5~1.0Abs ; ±0.3%T (0~ 100%T 光度重复性:0.001Abs (0~0.5Abs ; 0.002Abs (0.5~1.0Abs基线平直度:±0.001Abs基线漂移:0.0004Abs/h (500nm, 0Abs预热 2小时后光度噪声:±0.0004Abs4 仪器操作①打开计算机的电源开关, 进入 Windows 操作环境。

紫外可见光光谱

紫外可见光光谱
可见光
波长: 400 — 800 nm,1.5 — 3 eV
一般的电子跃迁能量变化在1 – 20 eV。
10
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。
11
物质对光的选择性吸收
物质吸收光之后
Bisdisulizole disodium: UVA 苯基二苯并咪唑四 磺酸酯二钠
7
化学防晒霜成分特点
苯环 不饱和键多 杂原子化合物 不饱和键越多,吸收往UVA移
为什么?
8
防晒霜的使用
该涂抹多少?或 是防晒霜的浓度 多高才有效?
9
紫外线为什么会伤害?---- 能 量
紫外光
近紫外: 200 — 400 nm, 3 — 6 eV 真空紫外:100 — 200 nm, 6 — 12 eV
光谱的来源主要是在这些有机分子中s、 p和n轨道上的电子的跃迁。(The observed transitions involve electrons engaged in s or p or nonbonding n electron orbitals.
43
分子轨道(molecular orbitals)
41

Electronic Transitions of organic compounds etc.
紫外可见光谱和分子轨道的跃迁
42
概要
紫外可见光谱研究的主要对象是有机分 子 (Organic compounds represent the majority of the studies made in UV/Vis.)
Ce(IV)离子的吸收光谱 A:使用玻璃比色皿 B:使用石英比色皿 虚假峰的出现(虚假吸收)

紫外-可见光谱

紫外-可见光谱
键轨道, π→π* 跃迁较复杂,可以有不同的激发态。苯 有三个吸收带。
取代苯 烷基取代苯:影响小,由于超共轭效应,导致红移,
降低B- 带的精细结构; 助色团取代苯:n 电子与苯环形成 p-π共轭,导致红移,
增强B-带的强度,降低B- 带的精细结构
连有推电子基团的红移强弱顺序为: CH3 < Cl < Br < OH < OCH3 < NH2 < O-
同环双键母体 253 两个延长双键 60 三个环外双键 15 五个取代烃基 25 —————————
353nm
IV
具有四个以上双键的共轭体系,K- 带λmax 和εmax 值按规则计算:
λmax = 114 + 5M + n(48.0-1.7n) – 16.5 Rendo -10 Rexo εmax = (1.74 x 104) n
红移 紫移
取代苯的λmax 值经验计算参数 λmax = 203.5 + 取代基位移值 (误差有时较大)
Scott 规则
多核芳香族化合物:总体红移。 多联苯以及苯并多环
杂环芳香族化合物
六元环:较苯的吸收加强;并产生 n→π* 跃迁;
五元环:类似双烯。
6. 影响紫外光谱的因素: 外部因素:
溶剂:纯度极其重要;极性影响复杂; 浓度:控制吸光度为0.7-1.2范围; 样品池:应不影响样品对紫外的吸收;
内部因素: 位阻:
平衡体系的紫外光谱:
一些极性化合物,在极性或pH 不同的溶剂中 光谱有较大的变化,如互变异构平衡及酸碱平衡:
中性
碱性
7. 紫外光谱解析
缺点:只提供分子中共轭体系和一些基团的结构信 息,不能推知分子结构。

紫外-可见光谱分析

紫外-可见光谱分析

吸收曲线与最大吸收波长 max可用不同波长的单色
光照射,测吸光度得到——扫描
同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大
处称为吸收峰,所对应的波长称为最大吸收波长max
峰 肩
末端吸收 谷
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。 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。
二、无机化合物的吸收光谱
无机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱主要有: 电荷迁移跃迁及配位场跃迁
配位场跃迁( d一d、 f 一f 跃迁)
在配体存在下过渡金属元素5个能量相等的d 轨道和镧系、 锕系7个能量相等的的 f 轨道裂分,吸收辐射后,低能态的d 电子或f电子可以跃迁到高能态的d或f轨道上去。 绝大多数过渡金属离子都具有未充满的 d 轨道,按照晶体场 理论,当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时,受配 体配位场的影响,原来能量相同的 d轨道发生能级分裂,产 生 d-d 电子跃迁。 必须在配体的配位场作用下才可能产生, 所以称为配位场跃迁;
n<p
n
n
p
非极性溶剂中 极性溶剂中
n >p
n p
非极性溶剂中 极性溶剂中
溶剂的极性除了影响吸收峰的位置,还影响吸收光谱 的精细结构:
N HC
N
CH 对称四嗪
N
极性溶剂使精细结构消失
蒸汽中
环己烷
水中
4. 体系pH的影响
pH影响吸光物质的存在形态,产生不同的吸收光谱. 如苯酚,在酸性或中性水溶液中,有210.5nm及270nm 两个吸收带;而在碱性溶液中,则分别红移到235nm和
吸收波长为150~250nm,大部分在远紫外区

紫外可见光

紫外可见光

I-<Br-<Cl-<F-<OH-<C2O42-~H2O<SCN-<NH3<en<NO2-<CN
Vis UV
"Spectrochemical Series"
2、电荷转移跃迁
在光辐射作用下,金属络离子中一方的电子向另一方 的轨道跃迁而产生的吸收光谱
M
n
L M
hv
b
n1
L
b1
1、d-d配位场跃迁
晶体场理论:配位场的影响,金属离子的d轨道分裂
特点: (1)有配位场存在,d轨道分裂 (2)d-d跃迁几率小,弱吸收,=0.1~100之间
( 3 )吸收波长与分裂能有关,配位场越强,分裂能
越大,波长越小
再如:Cu2+,H2O:浅蓝色(794nm);
NH3:深蓝色(663nm)
Substituents may have any of four effects on a chromophore • Bathochromic shift (red shift) – a shift to longer ; lower energy • Hypsochromic shift (blue shift) – shift to shorter ; higher energy • Hyperchromic effect – an increase in intensity • Hypochromic effect – a decrease in intensity
n
弱吸收,
p 跃迁
集中在280 nm。
C O
能量低,紫外-可见光区,
e 100 含杂原子不饱和基团(—C ≡N ,C= O )s ps phv
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紫外与可见光吸收光谱类型
* ∏→ ∏*跃迁; * n → ∏*跃迁; * Ó → Ó*跃迁; * n → Ó*跃迁; * 电荷转移; * 配位体场跃迁;
发色团
使物质具有颜色的基团称为发 色团。
最有用的紫外—可见光谱是由 ∏→ ∏*, n → ∏*跃迁产生 的。这两种跃迁均要求有机 物分子中含有不饱和基团。 这类含有∏键的不饱和基团 称为发色团。简单的发色团 由双键或三键体系组成,如; 烯基,炔基,羰基,亚硝基, 偶氮基—N=N—,氰基— C≡N—等。
(5) 溶剂
*一般螯合物在有机 溶剂中溶解度大,提 高显色反应的灵敏度
(6)共存离子干扰 干扰组分有色或干扰组分与L生成有色络合物,产生正干扰,A值
增大;干扰组分与L或M生成无色络合物,则会使M或L浓度降低, 产生负干扰,A值减少。 *利用络和反应消除干扰。例如:使用EDTA—柠檬酸为掩蔽剂可掩 蔽铝,铋,镉,铬,钼,锑,锡,,钛,铀,钨,锌和锆等元素。
形成多元络合物
多元络合物是由三种或三种以上的组分 所形成的络合物。目前应用较多的是由一种 金属离子与两种配位体所组成的三元络合物。 三元络合物在吸光光度分析中应用较普遍。
金属离子与一种络合剂 形成未饱和络合物,然后与另一种络合剂结 合,形成三元混合配位络合物,简称三元混 配络合物。例如,V(V),H2O2和吡啶偶氮间 苯二酚(PAR)形成1:1:1的有色络合物,可用 于钒的测定,其灵敏度高,选择性好
形成离子缔合物
金属离子先与络合剂生成络阴离
子或络阳离子,再与带反电荷的离子
生成离子缔合物。主要用于萃取光度 法。 如:Ag+与1,10-邻二氮菲形成
阳离子,再与溴邻苯三酚红的阴离子 形成深蓝色的离子缔合物。用F-、 HAg2O+。2、EDTA作掩蔽剂,可测定微量
作为离子缔合物的阳离子,有碱 性染料、1,10-邻二氮菲及其衍生物、
用分光光度法测定时,为提高测定的灵敏度和选 择性,一般利用显色反应。选择适当的试剂与被 测离子反应生成有色化合物再进行测定是分光光 度法测定金属离子最常用的方法。所发生的反应 为显色反应,所选的试剂称为显色剂。
有机显色剂
A 磺基水杨酸 OO型螯合剂,可与很多高价金属离 子生成稳定的螯合物,主要用于测Fe3+。 B 丁二酮肟 NN型螯合显色剂,用于测定Ni2+。 C 1,10-邻二氮菲 NN型螯合显色剂,测微量Fe2+。 D 二苯硫腙 含S显色剂,萃取光度测定Cu2+, Pb2+,Zn2+,Cd2+ Hg2+等。 E 偶氮胂Ⅲ(铀试剂Ⅲ) 偶氮类螯合剂,强酸性溶液 中测Th(Ⅳ),Zr(Ⅳ),U(Ⅳ)等;在弱酸性溶液中测 稀土金属离子。 F 铬天青S 三苯甲烷类显色剂,测定Al3+。 G 结晶紫 三苯甲烷类碱性染料,测定Tl3+。
安替比林及其衍生物、氯化四苯砷 (或磷、锑)等;作为阴离子,有X-, S性C染N料-,等C。lO4-,无机杂多酸和某些酸
形成金属离子-络合剂-表面活性剂体系 金属离子与显色剂反应时,加入某些
表面活性剂,可以形成胶束化合物,它们 的吸收峰向长波方向移动(红移),而测定 的灵敏度显著提高。目前,常用于这类反 应的表面活性剂有溴化十六烷基吡啶、氯 化十四烷基二甲基苄胺、氯化十六烷基三 甲基铵、溴化十六烷基三甲基铵 、溴化 羟基十二烷基三甲基铵、OP乳化剂。例 如,稀土元素、二甲酚橙及溴化十六烷基 吡啶反应,生成三元络合物,在pH 8~9 时呈蓝紫色,用于痕量稀土元素总量的测 定。
杂多酸 溶液在酸性的条件下,过量的钼酸盐与磷
酸盐、硅酸盐、砷酸盐等含氧的阴离子作用生 成杂多酸,作为吸光光度法测定相应的磷、硅、 砷等元素的基础。杂多酸法需要还原反应的酸 度范围较窄,必须严格控制反应条件。很多还 原剂都可应用于杂多酸法中。氯化亚锡及某些 有机还原剂,例1-氨基-2-萘酚-4-磺酸加亚硫 酸盐和氢醌常用于磷的测定。硫酸肼在煮沸溶 液中作砷钼酸盐和磷钼酸盐的还原剂。抗坏血 酸也是较好的还原剂。
*选择掩蔽剂的几个经验规律: 根据“硬亲硬 ”、“软亲软”原则选择;
硬金属离子与硬配位体的络合物稳定性随金属离子电荷增多而提高, 软金属离子和配位体络合物稳定性时常与此相反;
配位体通过硫或氮与金属离子成键时,低价离子络合物比较稳定。
*可利用配位体缓冲作用提高掩蔽剂的选择掩蔽作用。 *混合掩蔽剂带有协同作用,因此常使用混合掩蔽剂。 *控制一定酸度使干扰组分不生色。 *选择适当的波长。 *选择适当的参比溶液。 *分离干扰离子。
紫外—可见光 分光光度法的显色
03081041 何洁丽
对紫外,可见光有吸收的物 质有可能用紫外—分光光度 法测定。
被测组分溶液有颜色是有可 能用可见光分光光度法测定 的必要条件。
物质会呈现特征的颜色,是 由于它们对可见光中某些特 定波长的光线选择吸收的缘 故。
物质只能选择吸收能量相当 于该分子振动能量变化△ E 振,转动能量△转以及电子 运动能量变化△E电子之总 和的辐射。
助色团
有些基团本身虽然不会使物
质具有颜色(不能吸收大 于200nm的光),但它们 与发色团相连时会发生n → ∏共轭作用,增大某一 发色团的发色能力(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。助色团 通常是一些含有为共享n 电子对的氧原子,氮原子 或卤素原子的基团(— OH、—OR、— NH2、 ——NHR、— X)。
pH与吸光度关系曲线确定pH范围 。
(2)显色剂用量
*为使反应尽可能完全, 应加过量的显色剂。 *对稳定性较高的络和物, 只要加入稍过量的试剂 就能定量进行。 *对某些不稳定的或形成 逐级络和物的反应,必 须控制试剂的用量。
(3)温度 *通过实验确定温度范围,
通常在室温下进行.
(4)时间 *通过实验确定显色 时间及测量吸光:溶液酸度,显色剂用量,
试剂加入顺序,显色时间,显色温度,有 机络合物的稳定性及共存离子的干扰等。 (1)溶液的酸度
M+HR===MR + H+ * 影响显色剂的平衡浓度和颜色 * 影响被测金属离子的存在状态 * 影响络合物的组成
控制溶液PH值是试剂电离出的离子浓度在 一定范围内,使主反应能定量进行或不显 著进行。
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