紫外–可见吸收光谱原理

紫外-可见吸收光谱是一种常用的光谱分析技术，用于分析物

质的化学结构和浓度。它基于物质对紫外-可见光的吸收特性。

紫外-可见光谱是通过将被测物质溶解在适当的溶剂中，然后

用一束紫外-可见光照射样品，并测量样品对光的吸收来进行的。

紫外-可见吸收光谱的原理基于被测物质分子电子的激发和跃迁。当物质处于基态时，其分子处于低能级的电子轨道上。当紫外-可见光照射被测物质时，光子的能量能够被物质中的电

子吸收，使其跃迁到高能级的轨道上。这种电子跃迁导致了紫外-可见光谱的吸收峰。

每种物质都有其特定的吸收特性，这是由其分子结构和化学键决定的。不同的分子或化学键对不同波长的光具有不同的吸收能力。通过测量光通过样品后的强度变化，可以得到吸收光谱。

紫外-可见吸收光谱通常以波长（nm）为单位进行测量。在可

见光范围内，波长较长的光产生红色的吸收峰，而波长较短的光产生紫色的吸收峰。在紫外光范围内，波长较长的光产生较低能级的吸收峰，而波长较短的光产生较高能级的吸收峰。

通过分析样品吸收光谱的形状和位置，可以确定样品中的物质种类和浓度。此外，紫外-可见吸收光谱还可以用于分析反应

动力学、鉴定物质和定量测量等应用。

1.紫外可见分光光度法 1.1 概述物质的吸收光谱本质上就是物质中的 ...

1．紫外可见分光光度法 1.1 概述物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律。即物质在一定波长的吸光度与它的吸收介质的厚度和吸光物质的浓度呈正比。当分子中含有一个或更多的生色基团（即具有不饱和键的原子基团），辐射就会引起分子中电子能量的改变。常见的生色团有：如果两个生色团之间只隔一个碳原子，则形成共轭基团，会使吸收带移向较长的波长处（即红移），且吸收带的强度显著增加。当分子中含有助色基团（有未共用电子对的基团）时，也会产生红移效应。常见的助色基团有：-OH, -NH2, -SH, -Cl, -Br, -I。紫外可见分光光度法从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围。目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。我国在分析化学领域有着坚实的基础，在分光光度分析方法和仪器的制造方面在国际上都已达到一定的水平。 1.2 特点分光光度法对于分析人员来说，可以说是最有用的工具之一。几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计。分光光度法的主要特点为：（1）应用广泛由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收，因此均可借此法加以测定。到目前为止，几乎化学元素周期表上的所有元素（除少数放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法。

氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定

氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定一、实验目的（1）掌握紫外–可见分光光度计的工作原理与基本操作。（2）学习紫外–可见吸收光谱的绘制及定量测定方法。（3）了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。二、实验原理紫外-可见分光光度法属于吸收光谱法，分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪录该物质在每一波长处的吸光度（A ）,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线。当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I 0与透过光强度I t 之比的对数与该物质的浓度c 及厚度b 成正比。其数学表达式为： 0l o g l o g t I A T k b c I ==-= （一）式（一）为Lambert-Beer 定律，是分光光度法定量分析的基础，其中T 为透光率(透射比）。物质的吸收光谱反映了它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的物质，由于分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。氨基酸类物质的一个重要光学性质是对光有吸收作用。20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm ）均有光吸收，在紫外区（近紫外区）（220 nm —300 nm ）只有三种AA 有光吸收能力，这三种氨基酸分别是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸，因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。苯丙氨酸最大吸收波长在259 nm 、酪氨酸在278 nm 、色氨酸在279 nm ，蛋白质一般都含有这三种氨基酸残基，所以其最大光吸收在大约280 nm 波长处，因此能利用分光光度法很方便的测定蛋白质的含量。本实验将对苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸三种氨基酸进行光谱测定及相关定量测定。三、仪器和试剂

讲稿--第二章紫外-可见光谱分析

第二章紫外及可见吸收光谱教学内容： 2.1 紫外吸收光谱及影响因素 2.2 有机化合物的紫外光谱 2.3 无机化合物的紫外光谱 2.4 紫外-可见光度计 2.5 紫外吸收光谱在结构分析中应用 2.6 定量分析重点和难点：紫外光谱与有机化合物分子结构之间的关系；重要有机化合物紫外光谱，λmax 的经验计算；紫外光谱解析分子结构的方法。教学要求：（1）理解紫外-可见吸收光谱（简称紫外光谱）的基本原理。（2）掌握紫外光谱与有机化合物分子结构之间的关系。（3）了解紫外-可见光度计工作原理（4）掌握紫外-可见光谱在有机化合物结构分析中的应用本章用5学时 2.1 紫外吸收光谱及影响因素一、紫外光谱法的特点 1 紫外吸收光谱反映了分子中价电子能级跃迁情况，主要应用于共轭体系及芳香族化合物的分析。 2 由于电子能级改变的同时，往往伴随有振动能级的跃迁，所以电子光谱图比较简单，但峰形较宽。 3 紫外吸收光谱常用于共轭体系的定量分析，灵敏度高，检出限低。该光谱是由价电子或外层电子跃迁产生的，因此，紫外可见光谱也叫做电子光谱，其中近紫外及可见光区的电磁波(200nm--800nm)在鉴定有机化合物的结构上较为有用。4nm-200 nrn区域一般称为远紫外区或真空紫外区，由于该区域内的电磁波易为空气中的水分、氧气及氮气所吸收，所以对仪器的要求很高，必须抽成高真空。该区内的吸收大多对结构分析价值不大.

二、紫外吸收曲线紫外光谱是以波长A (nm)为横坐标，以摩尔吸收系数ε或logε为纵坐标来表示的。吸收峰最高处对应的波长为最大吸收波长，用λmax表示;峰最高处对应的纵坐标值为最大摩尔吸收系数εmax或其对数logεmax。ε值表示物质对光能的吸收强度，是各种物质在一定波长下的特征常数。ε的大小可反映电子跃迁的几率，当ε>104时为跃迁允许，当ε<102时为跃迁禁阻。末端吸收：指吸收曲线随波长变短而强度增大，直至仪器测量极限（190nm），在仪器极限处测出的吸收为末端吸收。肩峰；指吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微增加或降低的峰，是由于主峰内隐蔽有其他峰。三、紫外吸收谱带当化合物吸收紫外光时，分子中的σ、π及n电子由基态向激发态跃迁(如醛基)，此时电子占有的轨道为σ*及π*反键轨道。电子跃迁主要有两种类型。 1、远紫外吸收带 σ→σ* 引起的，λmax ＜200nm 2、尾端吸收带 n→σ*引起的，λmax ～200nm 3、R带(Radikatartig，基团): 由n→π* 跃迁产生的，由具有孤对电子的发色团引起的。特点是吸收强度弱，εmax＜100，λmax一般在270nm以上。R带强度很弱，易为其他强带所掩盖。 4、K带(Konjugierte，共扼) 由共轭体系的π→π* 跃迁产生的。特点是：跃迁所需要的能量较R吸收带大，摩尔吸收系数εmax＞104。λmax ～200nm K吸收带是共轭分子的特征吸收带，因此用于判断化合物的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最多的吸收带。 5、B带(Benzenoid，苯系) 芳香族化合物的特征吸收带。是苯环振动及π→π* 重叠引起的。在230～270nm之间出现精细结构吸收，又称苯的多重吸收。为中等强度吸收，εmax 约200。在非极性溶剂中常可以看到精细结构，而在极性溶剂中精细结构消失( 6、E带(Ethylemc，乙烯型) 也是芳香族化合物的特征吸收之一。E带可分为E1及E2两个吸收带，E1带约在180nm （ε＞104）；E2带约在200nm（ε<7000），都属强吸收。

紫外可见吸收光谱原理及应用

为什么是连续的带状光谱? 分子光谱来源于分子内部不同电子能级、振动能级和转动能级之间的跃迁，转动能级差最小（10-3-10-6eV），振动能级差次之（10-2-1eV），电子能级差最大（1-20eV）。电子光谱的波长在紫外可见区（100-800nm），也称为紫外可见光谱。在发生电子能级跃迁的同时，振动能级和转动能级也不可避免地会发生跃迁，如图1所示。各个能级之间的能量差是非常小的，所以产生的谱线就会非常密集，当仪器分辨率不高的时候，往往会看到一个较宽的带状光谱。如果在惰性溶剂(如饱和烃类等)或者气态中测定，就会看到因振动吸收而产生的锯齿状精细结构。图1：不同种类分子光谱所在波场（左）和三种能级跃迁示意图（右）（图片来自网络）特征吸收峰是如何产生的？有机化合物分子中涉及三种电子：形成单键的σ电子、形成不饱和键的π电子、未成键的孤对电子（n电子）。处于低能态的成键电子吸收合适的能量后，可以跃迁到一个较高的反键轨道。如图2：

图2：电子跃迁的相对能量示意图饱和烃分子（甲烷等）只能发生σ-σ*跃迁，σ电子不易激发，所以需要的能量大，需要在波长较短的辐射才能发生，吸收波长＜150nm，处于远紫外区。分子中存在C=C双键时可以发生π-π*跃迁，跃迁所需能量较σ电子小，吸收波长＜200nm，如果分子中存在共轭体系，π电子的成键轨道与反键轨道能级差降低，使得π-π*所需的能量减少，因此吸收波长会向长波长移动，随着共轭体系的增长，吸收波长可由近紫外区转向可见光区。例如乙烯的λmax=185nm,而1，3-丁二烯其λmax=217nm。分子中存在C=O、N=O、N=N等基团，除了可以进行π-π*跃迁外，还可以进行n-π*跃迁，这种跃迁所需能量较少，吸收波长大于200nm。例如丙酮的n-π*跃迁吸收带λmax=279nm，它的π-π*跃迁需要更高的能量，其吸收带λmax≈279nm。所以紫外谱中特征吸收峰的出现与化合物本身的结构密切相关，这些特征可用于初步对化合物进行分析鉴定。紫外可见吸收光谱有哪些应用呢？ 1.有机化合物结构推测（1）在210~250nm波长范围内有强吸收峰，则可能含有2个共轭双键；若在260~350nm 波长范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有3-5个共轭双键。（2）若在250~300mm波长范围内有中等强度的吸收峰伴有振动精细结构则可能含有苯环。（3）若在250~300mm波长范围内有低强度吸收峰，且增加溶剂极性会蓝移，则可能含有带孤对电子的未共轭基团，比如羧基。 2.同分异构体的判别

紫外吸收光谱分析

第九章紫外吸收光谱分析 Ultraviolet Spectrophotometry，UV §9－1 分子吸收光谱前述发射光谱及原子吸收光谱是由于原子发射或吸收电磁辐射时，使原子核外电子能级产生跃迁所引起的，这些都属于原子光谱的范畴，本章及下一章将讨论分子光谱。分子和原子一样，也有它的特征分子能级。分子内部的运动可分为价电子运动，分子内原子在平衡位置附近的振动和分子绕其重心的转动。因此分子具有电子(价电子)能级、振动能级和转动能级。对于双原子分子的电子、振动、转动能级如图9—1所示。图中A和B是电子能级，在同一电子能级A，分子的能量还因振动能量的不同而分为若干“支级”，称为振动能级，图中V' = 0，1，2，…等即为电子能级A的各振动能级，而V'=0，1，2，’··为电子能级B的各振动能级。分子在同一电子能级和同一振动能级时，它的能量还因转动能量的不同而分为若干“分级”，称为转动能级，图中j'=0，1，2，…等即为A电子能级和V'=0振动能级的各转动能级。所以分子的能量E等于下列三项之和： E＝E e＋E v＋E r(9-1) 式中E e，E v，E r分别代表电子能、振动能和转动能。分子从外界吸收能量后，就能引起分子能级的跃迁，即从基态能级跃迁到激发态能级。分子吸收能量具有量子化的特征，即分子只能吸收等于二个能级之差的能量： hc(9-2) ΔE= E2－E1＝hν= 由于三种能级跃迁所需能量不同，所以需要不同波长的电磁辐射使它们跃迁，即在不同的光学区出现

吸收谱带。电子能级跃迁所需的能量较大，其能量一般在 1～20eV 。如果是5eV ，则由式(9—2)可计算相应的波长。已知?＝6.624 ×10-34J·s ＝4.136 × 10-15eV·s c (光速)＝2.998×1010cm·s -1 图9－1 双原子分子的三种能级跃迁示意图 (实际上电子能级间隔要比图示大得多，而转动能级间隔要比图示小得多。) 故 248nm cm 1048.25eV s cm 102.998s eV 10136.45-1 1015=?=?????=?=--E hc λ 可见，由于电子能级跃迁而产生的吸收光谱主要处于紫外及可见光区(200～780nm)。这种分子光谱称为电子光谱或紫外及可见光谱。在电子能级跃迁时不可避免地要产生振动能级的跃迁。振动能级的能量差一般在0.025～1eV 之间。如果能量差是0.1eV ，则它为5eV 的电子能级间隔的2％，所以电子跃迁并不是产生一条波长为 248nm 的线，而是产生一系列的线，其波长间隔约为248nm× 2％≈5nm 。实际上观察到的光谱要复杂得多。这是因为还伴随着转动能级跃迁的缘故。转动能级的间隔一般小于 0.025eV 。如果间隔是 0.005eV ，则它为 5eV 的 0.1％，相当的波长间隔是248nm× 0.1％＝ 0.25nm 。可见，分子光谱远较原子光谱复杂。紫外吸收光谱及可见吸收光谱，一般包含有若干谱带系，不同谱带系相当于不同的电子能级跃迁，一个谱带系(即同一电子能级跃迁，如由能级A 跃迁到能级B )含有若干谱带，不同谱带相当于不同的振动能级跃迁。同一谱带内又包含有若干光谱线，每一

紫外吸收光谱法

第8章紫外吸收光谱法紫外-可见分子吸收光谱法(ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry,UV-VIS ），又称紫外-可见分光光度法（ultraviolet-visible spectrophotometry ）。它是研究分子吸收190~750nm 波长范围内的吸收光谱。紫外-可见吸收光谱主要产生与分子价电子在电子能级间的跃迁，是研究物质电子光谱的分析方法。通过测定分子对紫外-可见光的吸收，可以用于鉴定和定量测定大量的无机化合物和有机化合物。在化学和临床实验室所采用的定量分析技术中，紫外-可见分子吸收光谱法是应用最广泛的方法之一。 §9-1 光吸收定律一、朗伯-比尔定律分子吸收光谱法是基于测定在光程长度为b （cm ）的透明池中，溶液的透射比T 或吸光度A 进行定量分析。通常被分析物质的浓度c 与吸光度A 呈线性关系，可用下式表示： 0lg t I A abc I == (9-1）式中各参数的定义如表9-1所示。该式是朗伯-比尔定律的数学表达式，它指出：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降低同入射光的强度、吸收介质的厚度以及光路中吸光微粒的数目呈正比。由于被分析物质的溶液是放在透明的吸收池中测量，在空气/吸收池壁以及吸收池壁/溶液的界面间会发生反射，因而导致入射光和透射光的损失。如当黄光垂直通过空气/玻璃或玻璃/空气界面时，约有8.5%的光因反射而被损失。此外，光束的衰减也来源于大分子的散射和吸收池的吸收。故通常不能按表9-1所示的定义直接测定透射比和吸光度。为了补偿这些影响，在实际测量中，采用在另一

有机光谱复习总结

有机光谱复习总结（有些部分不是重点，有点多余，大家可以删减一下，期待更正补充哈~~~~~~）来源：陆朦辰的日志第一章紫外吸收光谱电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱；c = λ·υ；E = h υ 分子吸收光谱的产生：在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。△E电子>△E振动>△E转动 Lambert–Beer定律：A= -lgT=εCL= KCL A：吸光度；T：透光率，T=I/I o（I、I o分别是出射和入射光的强度）：物质浓度为1mol/L 时所测得的吸光度，称为摩尔吸光系数；K：物质浓度为1%（g/100ml）时测得的吸光度，称为百分吸光系数；L：通常用1cm 吸收池（比色皿）分子轨道的类型：s-s重叠；s-p重叠；p-p重叠；n轨道电子跃迁类型：1、σ→σ*跃迁：ζ轨道上的电子由基态激发到激发态产生的跃迁。它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区（≤150nm）。饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长λmax为135nm。2、π→π*跃迁轨道上的电子吸收紫外线后产生的跃迁。它需要的能量低于ζ→ζ*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 ：双键或三键中nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般εmax≥104，为强吸收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长λmax为162 nm。3、n→π*跃迁：简单的生色团如-CO-、—CHO、-COO H、硝基等中的孤对电子向反键轨道的跃迁。这类跃迁发生在近紫外光区。其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。4、n→σ*跃迁：含有未用电子对基团中的未用电子对在吸收光能后产生的跃迁。如-OH、-SH、-Cl等。实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，如CH3OH和CH3NH2的n→ζ* 跃迁光谱分别为183nm和213nm。也属于禁阻跃迁。△E：σ→σ*>n→σ*>π→π*> n →π* 电子跃迁的选律：1自旋定律：△S = 0；2轨道选律：△L = 0，±1；3对称性选律允许跃迁：ζ→ζ*、π→π*禁阻跃迁：π→ζ*、ζ→π*、n→ζ*、n→π* 紫外吸收光谱：应用不同波长紫外或可见光依次照射一定浓度的样品溶液，并测出在不同波长处样品的吸收度，然后以波长为横坐标，吸收度为纵坐标作图，所得曲线即紫外吸收曲线。波长范围：100-400nm, 其中100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区（常指）肩峰（曲折）：S，是指当吸收曲线在下降或上升处有停顿或吸收稍有增加的现象，常是由主峰内藏有其他吸收峰造成。 A=-logI/I o=εCL, 摩尔吸收系数ε：指1L溶液中含有1mol溶质，其液层厚度为1cm时，在指定波长和一定条件下所测得的吸收度，单位L/(mol*cm)；吸收系数E1cm1%：是指100m

紫外分光光度法的应用原理

紫外分光光度法的应用原理什么是紫外分光光度法？紫外分光光度法是一种常用的分析方法，用于确定溶液中的物质浓度或测量溶液中的吸收率。它基于物质吸收紫外线的原理，通过测量样品吸光度来推断物质浓度。紫外分光光度法的原理紫外分光光度法的原理基于分子的电子能级跃迁。有机分子和某些无机物质在紫外光照射下，会发生电子转移或跃迁，从而吸收光能。通常，这些转移发生在紫外光区域，波长范围通常是200到400纳米。当有机分子或无机物质吸收紫外光时，它们的电子会由基态（低能级）跳跃至激发态（高能级）。这种跃迁会导致吸光现象，即样品溶液吸收了一部分入射光的能量。根据比尔–估耳定律，光吸收和样品浓度呈线性关系。根据定律，吸光度（A）与溶液浓度（C）之间的关系可以表示为： A = εcl 其中，A是吸光度，ε是摩尔吸光系数，c是物质的浓度，l是样品厚度。紫外分光光度法的应用紫外分光光度法广泛应用于多个领域，包括医药、环境、食品和化工等。以下是紫外分光光度法在不同领域的一些应用示例： 1. 医药领域 •药物分析：紫外分光光度法可用于测定药物的浓度，帮助确定合适的药物剂量。 •蛋白质测定：通过测量蛋白质在紫外光下的吸收能力，可以确定其浓度和纯度。 2. 环境领域 •水质分析：紫外分光光度法可用于测定水中有机物和污染物的浓度，用于评估水质污染程度。 •大气监测：通过分析大气中有害气体和颗粒物的吸收能力，可以监测空气质量和大气污染物的浓度。

3. 食品领域 •食品添加剂检测：紫外分光光度法可用于测定食品中添加剂的浓度，保证食品安全和合规性。 •营养分析：通过测定食品中维生素、矿物质等的吸收能力，可以评估食品的营养价值。 4. 化工领域 •反应动力学研究：通过监测化学反应中物质浓度的变化，利用紫外分光光度法可以研究反应的速率和机理。 •催化剂活性评估：通过测定反应中某物质的吸收能力，可以评估催化剂的活性和效果。总结紫外分光光度法利用物质吸收紫外光的原理，通过测量样品吸光度来推断物质的浓度。它在医药、环境、食品和化工等领域具有广泛的应用。通过分析吸收光谱，可以确定物质的浓度和纯度，从而实现定量分析和质量控制。紫外分光光度法为许多行业提供了一种快速、准确和可靠的分析方法。对于使用紫外分光光度法进行定量分析的实验室和行业来说，了解其原理和应用非常重要。

透射、反射、吸收光谱

紫外-可见-近红外光谱非常有用，用来描述各种各样技术上重要的材料的吸收、透射和反射，例如颜料、涂层、窗口、和滤光器。这些应用通常需要记录至少一部分材料的光学或电子特征光谱。 A)吸收吸收光谱通常称为分光光度法，是以测量给定波长样品吸收的光强为基础的分析技术。分光光度法,特别是在可见和紫外谱段，是最多功能和广泛应用技术在化学和生命科学中.在可见和紫外的分子吸收光谱与通过气体、液体、固体辐射通道辐射吸收测量有关.常用波长范围在190nm至1000nm,吸收介质是常温。然而，在一些情况下（例如，在酶检测)测量温度低于或高于室温是有利的或必需的。分子或分子的一部分，可以被吸收激发的称为色基团.强烈吸收紫外或可见部分的频谱的有机色基团常常有很多化学键如C=C、C=O或C=N。分子激发能量通常由激发态分子和另一种分子（如溶质分子）碰撞以热量(动能）耗散，这样分子返回到基态。另一种情况，激发能量以一个过程的光辐射消耗掉，被称作荧光。这两种情况下，被色基团收集过的透射光强小于入射光强. 一个受激分子可以拥有任意一组被量子力学描述的能量离散量.这些量被称作分子的“能级”。在紫外、可见分光光度法，主要的能级首先决定于电子的空间分布,被称为电子能级，和小程度的振动能级，这产生于分子的各种振动模式（例如，各种共价键的拉伸和弯曲）. 能量和吸收的波长是由电子跃迁能级间的差异决定的。可以用如下方程表示： λ= hc/（E2—E1） E1是分子吸收前的能级，E2是通过吸收达到的能级如果所有的转换都在基态的最低能级和第一激发态之间，那么吸收谱会出现窄的离散峰。然而，从一个电子能级跃迁到下一个能级可能发生在许多振动能级之间。由于分子级的振动能级的能量差小于电子能级的最小能量差，电子跃迁由一串密间距的谱峰组成。每一个峰有和峰间距可比的显著宽度。这有峰重叠的效果，以至于一个独立的宽峰被称为电子吸收带. 对于大多数分子，吸收波长对应基态和第一激发态的任何振动能级之间的跃迁，发生在紫外和可见光范围。在一个单一的电子水平的振动能级之间的低能量转换也是可能的。这些跃迁产生红外范围内的辐射。图一展示了在能级图上的特定能量转化间的关系（上图)和吸收光谱(下图）

光谱分析技术的原理和应用

光谱分析技术的原理和应用 1. 引言光谱分析是一种重要的分析技术，通过测量物质与电磁波的相互作用来获取物质的特征信息。光谱分析技术广泛应用于天文学、化学、生物学等领域，具有非常广阔的应用前景。 2. 光谱分析的原理光谱分析的原理基于物质与电磁波的相互作用，根据物质对不同波长或频率的电磁波的吸收、发射、散射等特性来分析物质。根据所测得的不同光谱特征，可以获取物质的信息。 3. 光谱分析的分类光谱分析可分为多种类型，常见的包括： •紫外可见光谱 –紫外可见光谱利用物质对紫外和可见光的吸收特性进行分析，广泛应用于化学、环境监测等领域。 •红外光谱 –红外光谱是通过测量物质对红外光的吸收和散射来分析物质的官能团和化学结构的一种方法，在有机分析和药物研发等领域具有重要应用。 •拉曼光谱 –拉曼光谱是通过测量物质对激光散射光的频率改变来分析物质的结构和组分，广泛应用于材料科学、药物研发等领域。 •质谱 –质谱是通过测量物质离子的质量和相对丰度来分析物质的结构和组分，是化学和生物学研究中最常用的分析技术之一。 4. 光谱分析技术的应用光谱分析技术在多个领域中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面： 4.1 化学分析光谱分析技术在化学分析中起着重要的作用。通过测量物质对特定波长或频率的光的吸收或发射特性，可以确定物质的结构、组分和浓度等信息。例如，在环境

监测中，紫外可见光谱分析可以测定水中各种污染物的浓度，红外光谱可以用来鉴定和分析有机化合物。 4.2 生物学研究光谱分析技术在生物学研究中也有广泛的应用。例如，荧光光谱可以用来研究生物体内的荧光物质，红外光谱可以用来研究生物大分子的结构和功能，质谱可以用来鉴定和分析蛋白质、核酸等生物分子。 4.3 材料科学光谱分析在材料科学中扮演着重要的角色。通过测量材料对特定波长或频率的光的散射、吸收特性，可以研究材料的光学、电学、热学等性质。例如，拉曼光谱可以用来研究材料的晶格结构、分子振动等信息。 4.4 环境监测光谱分析技术在环境监测中起着重要作用。通过测量空气、水、土壤等中的污染物对特定波长或频率的光的吸收或发射特性，可以确定污染物的种类和浓度，从而评估环境质量。 4.5 天文学研究光谱分析在天文学研究中得到了广泛应用。通过测量天体发射的光谱特征，可以研究天体的物理性质、化学成分等信息。例如，天体的红移可以通过测量其光谱的频率偏移来确定。 5. 结论光谱分析技术是一种重要的分析技术，具有广泛的应用前景。通过测量物质与电磁波的相互作用，可以获得物质的特征信息。在化学、生物学、材料科学、环境监测和天文学等领域都有着重要的应用。随着技术的不断发展，光谱分析技术将在更多领域得到更广泛的应用。

紫外和可见光吸收光谱

紫外和可见光吸收光谱 1. 紫外光谱及其产生 ⑴紫外光的波长范围紫外光的波长范围为4-400nm。 200-400为近紫外区，4-200nm为远紫外区。由于波长很短的紫外光会被空气中氧和二氧化碳吸收，研究远紫外区的吸收光谱很困难，一般的紫外光谱仅仅是用来研究近紫外区的吸收。 ⑵紫外光谱当把一束光通过有机化合物时，某一波长的光可能吸收很强，而对其他波长的光可能吸收很弱，或者根本不吸收。当化合物吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁，所产生的吸收光谱叫做紫外吸收光谱，简称紫外光谱。 ⑶电子跃迁的种类在有机化合物分子中，由于化合物的价电子有三种类型，即σ 键电子、π 键电子和未成键的 n 电子，在电子吸收光谱中，电子跃迁主要是经下三种。 ①σ-σ*跃迁 σ电子是结合得最牢固的价电子，在基态下，电子在成键轨道中，能级最低，而σ*态是最高能级。σ-σ*跃迁需要相当高的辐射能量。在一般情况下，仅在200nm以下约～150nm才能观察到，即在一般紫外光谱仪工作范围之外，只能用真空紫外光谱仪才可观察出来（在无氧和二氧化碳的情况下）。所以测紫外光谱时，常常用烷烃作溶剂。

② n电子的跃迁 n 电子是指象N，S，O，X 等原子上未共用的电子。它的跃迁有两种方式。第一种方式：n-π* 跃迁未共用电子激发跃入π* 轨道，产生吸收带，称为R带（基团型的，Radikalartig德文），由n-π*引起的，在200 nm以上。如：醛酮分子中羰基在275-295nm处有吸收带，为C=O中n-π*跃迁吸收带。第二种方式是n→σ*跃迁，这种跃迁所需的能量大于n-π*，故醇醚均在远紫外区才出现吸收带。~ 200nm。如甲醇λmax183nm。 ③π→π*跃迁乙烯分子中π电子吸收光能量，跃迁到π*轨道。吸收带在远紫外区。当双键上氢逐个被烯基取代后，由于共轭作用，π→π*能级减小。吸收带向长波递增。由共轭双键产生的吸收带称为K带，其特征是摩尔消光系数大于104。在近紫外区吸收，CH2=CH2 λmax162nm,CH2=CH-CH=CH2 λmax217nm。 https://www.360docs.net/doc/0e19459565.html,mbert-Beer定律和紫外光谱图 ⑴ Lambert-Beer（朗勃特-比尔）定律当我们把一束单色光（Io）照射溶液时，一部分光（I）通过溶液，而另一部分先被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质的浓度（c）和液层的厚度成正比的。这就是Lambert-Beer定律。透射光强度（I）和入射光强度（I0）之比，即I/I0为透射比。LogI/I0为透光率，A=- LogI/I0为吸光度（吸收度）；c：溶液的摩尔浓度（mol/L）L:液层的厚度，单位cm;

紫外光谱分析法(考纲知识点总结)(1)电子教案

紫外光谱分析法(考纲知识点总结)(1)

紫外光谱分析法考纲：紫外光谱分析法的方法原理以及与红外光谱的区别， K带、R带、B带、E带、生色团和助色团等专属名词的意义，各能级跃迁的区别与联系，谱图解析。一、基本概念紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁；带状光谱。二、名词解释生色团：最有用的紫外-可见光谱是由n-π*跃迁和π-π*跃迁产生的，这两种跃迁均要求分子中含有不饱和基团，这类含有键的不饱和基团(能产生颜色的基团)称为生色团，如C=C、C=O、NO2等。助色团：有一些含有n 电子的基团( 如–OH、–OR、–NH2、–NHR、–X等)，其本身没有生色功能(不能吸收> 200 nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生共轭作用，增强生色团的生色能力，吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加。 K吸收带：由共轭体系的π→π* 跃迁产生的强吸收带，其εmax一般大于104，出现的区域为210~250nm。随着共轭体系的增长，K吸收带发生红移。 R吸收带：由化合物的n→π* 跃迁产生的吸收带。 R 吸收带吸收波长较长 (270~290nm)，吸收较弱，一般εmax＜100（非键轨道与π* 轨道正交，属于禁阻跃迁），测定这种吸收带需浓溶液。（n电子： O、N、S等杂原子） B吸收带：B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带，是苯环振动与π→π*跃迁重叠引起的。强度很弱，εmax约为200。出现的区域为230~270nm。 E吸收带：芳香化合物起因于π→π*跃迁的较强的或较弱的吸收谱。E 带又分为 E1、E2带。E1带吸收峰约在180nm（εmax＞104 ，47000），E2带吸收峰约在200nm（εmax 约为103，7000），都属于强吸收。红移：由于取代作用或溶剂效应导致紫外吸收峰向长波方向移动的现象。

吸收光谱测量基本原理

吸收光谱简介纯白光为一连续的从红色到紫色的光谱，但当白光穿过一个有色宝石，一定颜色或波长可被宝石所吸收，这导致该白光光谱中有一处或几处间断，这些间断以暗线或暗带形式出现。许多宝石显示出在可见光谱中吸收带或线的特征样式，其完整的样式被称为”吸收光谱”。吸收光谱处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态,形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸汽或气体后产生的，如让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠的蒸汽就能生成钠的吸收光谱。这个光谱背景是明亮的连续光谱。而在钠的标识谱线的位置上出现了暗线。通过大量实验观察总结出一条规律，即每一种元素的吸收光谱里暗线的位置跟他们明线光谱的位置是互相重合的。也就是每种元素所发射的光的频率跟它所吸收的光频率是相同的。太阳光谱是一种吸收光谱，是因为太阳发出的光穿过温度比太阳本身低得多的太阳大气层,而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体，太阳光穿过它们的时候跟这些元素的标识谱线相同的光都被这些气体吸收掉了。因此我们看到的太阳光谱是在连续光谱的背景上分布着许多条暗线。这些暗线是德国物理学家夫琅和费首先发现的称为夫琅和费线。吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱.例如，让弧光灯发出的白光通过温度较低的钠气(在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气），然后用分光镜来观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线（见彩图8．分光镜的分辨本领不够高时，只能看见一条暗线)．这就是钠原子的吸收光谱．值得注意的是，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应．这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光．因此，吸收光谱中的谱线（暗

分子吸收光谱

分子吸收光谱首页资讯法规技术质量检验标准资料仪器图库商城人才英语课堂专题网刊网址论坛当前位置：首页>>检验技术>>食品理化检验>>仪器分析>>正文分子吸收光谱一. 分子吸收光谱的产生（一）分子能级与电磁波谱分子中包含有原子和电子，分子、原子、电子都是运动着的物质，都具有能量，且都是量子化的。在一定的条件下，分子处于一定的运动状态，物质分子内部运动状态有三种形式： ①电子运动：电子绕原子核作相对运动； ②原子运动：分子中原子或原子团在其平衡位置上作相对振动； ③分子转动：整个分子绕其重心作旋转运动。所以：分子的能量总和为 E分子= Ee +Ev +Ej +⋯ (E0 +E平) (3) 分子中各种不同运动状态都具有一定的能级。三种能级：电子能级E（基态E1 与激发态E2）振动能级V= 0，1，2，3 ⋯ 转动能级J = 0，1，2，3 ⋯ 当分子吸收一个具有一定能量的光量子时，就有较低的能级基态能级E1 跃迁到较高的能级及激发态能级E2 ，被吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能量差∆E 恰好相等，否则不能被吸收。图1 双原子分子的三种能级跃迁示意图

对多数分子对应光子波长光谱∆E 约为1~20eV 1.25 ~ 0.06㎛紫外、可见区(电子) ∆E 约为0.5~1eV 25 ~ 1.25㎛ (中)红外区(振动) ∆E约为10-4~0.05eV 1.25cm~ 25㎛（远）红外区(转动) 分子的能级跃迁是分子总能量的改变。当发生电子能级跃迁时，则同时伴随有振动能级和转动能级的改变，即“电子光谱”——均改变。因此，分子的“电子光谱”是由许多线光谱聚集在一起的带光谱组成的谱带，称为“带状光谱”。由于各种物质分子结构不同® 对不同能量的光子有选择性吸收® 吸收光子后产生的吸收光谱不同® 利用物质的光谱进行物质分析的依据。二. 紫外-可见吸收光谱与有机分子结构的关系（一）电子跃迁的类型许多有机化合物能吸收紫外-可见光辐射。有机化合物的紫外-可见吸收光谱主要是由分子中价电子的跃迁而产生的。分子中的价电子有：成键电子：s 电子、p 电子（轨道上能量低）未成键电子：n 电子（轨道上能量较低）这三类电子都可能吸收一定的能量跃迁到能级较高的反键轨道上去，见图-3：图2 分子中价电子跃迁示意图 1. s - s* 跃迁 s-s*的能量差大®所需能量高®吸收峰在远紫外(l<150nm) 饱和烃只有s 、s* 轨道，只能产生s - s*跃迁，例如：甲烷吸收峰在125nm；乙烷吸收峰在135nm ( < 150nm ) ( 因空气中O2对< 150nm辐射有吸收，定量分析时要求实验室有真空条件，要求一般难达到） 2. p-p* 跃迁 p-p*能量差较小®所需能量较低®吸收峰紫外区(l200nm左右) 不饱和烃类分子中有p电子，也有p* 轨道，能产生p-p*跃迁：CH2=CH2 ,吸收峰165nm。（吸收系数e 大，吸收强度大，属于强吸收） 3. n- s*跃迁 n- s* 能量较低® 收峰紫外区(l 200nm左右) （与p-p*接近）

2紫外吸收光谱分析

紫外吸收光谱分析一概述紫外可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收10～800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法，这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。该方法具有灵敏度高、准确度好、选择性优操作简便、分析速度好等特点。分子的紫外可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。如（图4.3），胆甾酮（a）与异亚丙基丙酮（b）分子结构差异很大，但两者具有相似的紫外吸收峰。两分子中相同的O=C-C=C共轭结构是产生紫外吸收的关键基团。紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图4.4所示。紫外-可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在200-380 nm的近紫外光区和/或380-780 nm的可见光区有吸收。紫外-可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单,应用十分广泛。如医院的常规化验中，95%的定量分析都用紫外-可见分光光度法。在化学研究中，如平衡常数的测定、求算主-客体结合常数等都离不开紫外-可见

二基本原理紫外可见吸收光谱的基本原理是利用在光的照射下待测样品内部的电子跃迁，电子跃迁类型有：（1）σ→σ* 跃迁指处于成键轨道上的σ电子吸收光子后被激发跃迁到σ*反键轨道（2）n→σ* 跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向σ*反键轨道的跃迁（3）π→π* 跃迁指不饱和键中的π电子吸收光波能量后跃迁到π*反键轨道。（4）n→π* 跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向π*反键轨道的跃迁。电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同：

试验一紫外吸收光谱的绘制及有机化合物的鉴定

目录实验室规则实验一紫外吸收光谱的绘制及药品的鉴定实验二荧光分光光度法测定维生素C 实验三气象色谱内标法分析白酒中的杂质实验四反相高效液相色谱法分离芳烃类化合物实验五红外吸收光谱的测定及结构分析实验六原子吸收光谱测定水中镁实验七几种生物样品中钙、铅含量的比较测定实验八几种生物样品中硒含量的比较测定附录一附录二附录三

实验一紫外吸收光谱的绘制及药品的鉴定一、实验目的与要求 1．学习紫外吸收光谱的绘制方法，并利用吸收光谱对药品进行鉴定； 2．了解溶剂的性质对吸收光谱的影响，能根据需要正确选择溶剂； 3．学会UV–762紫外可见分光光度计的使用。二、实验原理吸收光谱——以不同波长的光依次通过一定浓度的被测物质，并分别测定每个波长的吸光度。以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标。所得到的曲线为吸收光谱。紫外吸收光谱——指波段范围处于近紫外的吸收光谱。分子吸收光谱的比较紫外光谱可见吸收光谱红外吸收光谱波段远紫外10-200nm 近紫外200-400nm 400——800nm 0.75um—1000um 产生机理分子吸收紫外辐射后引起的外层电子跃迁。电子光谱分子吸收可见光后引起的外层电子跃迁。电子光谱分子吸收红外辐射后引起的分子的振动、转动能级的跃迁振—转光谱。研究对象不饱和有机物，特别是共轭体系有机物。无机物分子在振动过程中伴随偶极矩变化的化合紫外吸收光谱的特点：图形比较简单、特征性不强，当不同的分子含有相同的发色团。它们的吸收光谱的形状就大体相似，所以该法的应用有一定的局限性。但紫外光谱对共轭体系的研究，如利用分子中共轭程度来确定未知物的结构有独特的优点。所以紫外光谱是对有机物进行定性鉴定及结构分析的一种重要辅助手段。本实验主要是利用紫外光谱进行下列两个工作： 1．定性分析：所采用的方法一般是标准比较法：测绘未知试样的紫外吸收光谱并同标准试样的光谱图进行比较。当浓度和溶剂相同时，如果两者的图谱相同（曲线形状。吸收峰数目、λ maa 和εmaa）说明两者是同一化合物。 2．纯物质中杂质的检查：一些在紫外光区无吸收的物质，如果其中有微量的对紫外光具有高吸收系数的杂质也可定量的检出。如乙醇中杂质苯的检查，纯乙醇在200-400nm 无吸收

紫外光谱在有机化学中的应用

紫外光谱在有机化学中的应用 1. 一般原理 2. 有机分子电子跃迁类型 3. 紫外光谱表示法及Lambert- Beer定律 4. 有机化合物的UV吸收特征 5. 立体结构对UV的影响 6. UV的具体应用 7. 旋光色散及圆二向色性 1.一般原理 1.1 光的波粒二相性 λν= C C为光的速度( 3⨯1010cm s-1); ν为光的频率; λ为光的波长, 其单位为cm-1。根据量子理论，光的能量E与频率ν成正比，和波长λ成反比。 E = hν = h C / λ 表1. 各种不同的电磁波谱

常用电磁波单位: X-射线 0.5~10 Ă 紫外光谱 100-400 nm, 可见光 400-800nm 红外光谱 2.5~25 μm, 4000-400 cm -1 核磁共振 60~600MHz. 例：一个分子在 400 纳米处有吸收, 则该分子所吸收的能量如下: E= hC / λ = -7 =5.0⨯10-19 J(焦耳). λ=1/∇: E = hC / λ = hC ∇ 所以 ∇ = E / hC 例: 一分子吸收能量等于5.0⨯10-19 焦耳, 则相当∇为下 ∇= = 2.5⨯104cm -1 10cm

根据普通紫外光的波长可算出紫外光能量为609－300KJ/mol(约为145－74Kcal/mol),对应可见光区的能量为300－151 KJ/mol(74-36Kcal/mol)。由此可见，紫外光能量和化学键能量相仿，所以紫外光有足够的能量使分子进行光化学反应。 2.有机分子电子跃迁类型紫外吸收光谱的产生紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，因此分子中价电子的分布和结合情况决定了这种吸收光谱。分子通常是处于基态的，当分子吸收一定能量∆E的紫外光后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此时产生的吸收光谱叫紫外吸收光谱。 E E4 E3 E2 E1 最高最低E2 - E1 = ∆E 2.1 ∆E = h C / λ 不同结构的分子吸收的能量不同, 因此产生不同的光谱。 E