紫外吸收光谱的基本原理
紫外可见吸收光谱法基本原理
ε 2bc
式中：Ｉo1、Ｉo2分别为λ1、λ2 的入射光强度；
Ｉt1、Ｉt2分别为λ1、λ2 的透射光强度；
ε1、ε2分别为λ1、λ2的摩尔吸光系数； 因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得A1和A2，故
A总 ＝ lg(Io总/It总 ) ＝lg(Io1+Io2)/(It1+It2） -ε1bc -ε2bc ＝ lg(Io1+Io2)/(Io110 +Io210 ) 令： ε2 –ε1 ＝ ； Io1 ＝Io2 A总 ＝ lg(2Io1)/It1(1＋10- bc ) ＝ A1 + lg2 - lg(1＋10- bc )
是非单色光作为入射光引起的偏离。
非单色光作为入射光引起的偏离
假设由波长为λ1和λ2的两单色光 组成的入射光通过浓度为c的溶液，则： A 1 ＝ lg(Ｉo1 /Ｉt1 ）＝ε1bc A 2 ＝ lg(Ｉo2 /Ｉt2 ）＝ε2bc
故：
I t1 I O1 10
ε 1bc
; I t 2 I O1 10
讨论如下:
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10
-εbc
)
(1) = 0； 即： 1= 2 =
则： A总 ＝lg（Ｉo/Ｉt）＝ bc
(2) ≠0 若 <0 ；即 2< 1 ； - bc>0,
lg(1＋10
- bc
)值随c值增大而增大，则标准曲线偏离直线向
bc
)
(4)为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色器。
此外还应将入射光波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸收曲线 较平坦处。
(2) 化学性因素
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法名词解释
紫外吸收光谱法是一种分析化学技术，通过测量样品在紫外光波
长范围内对光的吸收程度来确定其物质成分。
在紫外光谱法中，使用
紫外可见光谱仪或分光光度计测量样品溶液或气体在紫外光波长范围
内的吸收光强。
紫外吸收光谱法的原理是，当紫外光照射到物质样品时，部分光
会被物质吸收，而其余光会通过或反射。
吸收的光的数量与物质的浓
度成正比，因此可以利用吸收光的强度来推断物质的浓度。
通过测量
不同波长下的吸收光强，可以绘制出物质的吸收光谱图，帮助确定物
质的成分。
紫外吸收光谱法广泛应用于许多领域，包括生物化学、药物分析、环境监测和食品安全等。
在生物化学中，紫外吸收光谱法常用于测量
核酸、蛋白质和酶的浓度。
在药物分析中，紫外吸收光谱法可用于药
物纯度和含量的检测。
在环境监测中，可以利用紫外吸收光谱法测量
水中污染物的含量。
在食品安全方面，紫外吸收光谱法可用于检测食
品中的添加剂和农药残留。
总之，紫外吸收光谱法是一种常用的分析技术，可以用于快速、准确地分析物质的成分和浓度。
它具有灵敏度高、无损伤性、操作简便等优点，广泛应用于各个领域的科学研究和工业生产中。
紫外可见吸收光谱原理
紫外可见吸收光谱原理紫外可见吸收光谱是一种常用的分析方法，它利用物质在紫外可见光区的吸收特性来进行定性和定量分析。
在这种光谱中，分子吸收紫外可见光的过程是通过分子的电子能级跃迁来实现的。
在本文中，我们将详细介绍紫外可见吸收光谱的原理和相关知识。
首先，我们需要了解分子的电子能级结构。
分子中的电子能级是分立的，分为基态和激发态。
当分子处于基态时，电子处于最低能级。
当分子受到激发能量的激发后，电子会跃迁到较高的能级，这种跃迁所吸收的能量正好位于紫外可见光区。
紫外可见光谱的原理是基于分子在吸收紫外可见光时发生的电子跃迁。
当分子受到紫外可见光的照射时，如果光的能量正好等于分子的电子跃迁所需的能量，那么光就会被分子吸收。
这种吸收过程会导致分子从基态跃迁到激发态，吸收光的波长和强度与分子的结构和电子能级有关。
在紫外可见光谱中，吸收峰的位置和强度可以提供有关分子结构和浓度的信息。
吸收峰的位置与分子的电子能级跃迁有关，而吸收峰的强度与分子的浓度有关。
因此，通过测量样品在紫外可见光谱下的吸收特性，可以对样品进行定性和定量分析。
紫外可见光谱在化学、生物、药物等领域都有着广泛的应用。
在化学分析中，可以用紫外可见光谱来确定化合物的结构和浓度；在生物领域，可以用于研究生物大分子的结构和功能；在药物研发中，可以用于药物的质量控制和稳定性研究。
总之，紫外可见吸收光谱是一种重要的分析方法，它基于分子在紫外可见光区的吸收特性，通过测量样品的吸收特性来进行定性和定量分析。
通过对分子的电子能级跃迁的理解，可以更好地理解紫外可见吸收光谱的原理和应用。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
第1节 紫外吸收光谱基本原理.
溶液为真溶液（无溶质、溶剂及悬浊物引起的散射）
吸收过程中，吸收物质的行为互不相关
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7. 偏离比尔定律的原因(局限性)
(1) 物理因素的影响
溶液浓度高时偏离比尔定律，原因是：
a)由于分子间的相互作用。高浓度时，吸 收质点靠得很近，会互相影响对方的电荷
分布，使吸收质点对某一给定波长光的吸
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(4) 其他影响因素
溶剂： I2-四氯化碳（呈紫色）； I2-乙醇（呈棕色）
光效应：
散射（胶态溶液）、荧光等
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二、有机化合物的紫外-可见吸收光谱
常用术语
生色团：一般将含有不饱和键的基团称为生色团(发色团)。 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。 助色团：是指本身没有生色功能，但与生色团相连时，能
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（3）炔烃
炔C≡C，在173nm有一个弱的π→π*跃迁吸收带
，共轭后，波长增大，ε增大。共轭多炔有两组主要 吸收带，每组吸收带由几个亚带组成。长波处吸收带 的强度较弱。 λmax 207 234 εmax 135000 281000 λmax 268 306 εmax 200 180
2,4,6-辛三炔 2,4,6,8-癸四炔
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（4）羰基化合物
饱和醛、酮 （ Y=H，R ） 可以产生s→s*、 n→s*、n→p*和p→p* 四种跃迁，
但其中σ→π＊、π→σ＊跃迁 的几率很小，一般都不考虑
E
p*
K E ,B R
n
。
p
s
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1.σ→σ＊跃迁
所需能量最大，分子吸收光谱出现在远紫外区，吸收波 长max <160 nm，超出一般分光光度计的测量范围。饱和烷 烃中的C-C键属于这类跃迁。 例：甲烷的max为125nm ，乙烷max为135nm。 由于在190~800nm无吸收
紫外光谱分析基本原理
TYPES OF TRANSITIONS
提示 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。
v Not
all transitions that are possible will be observed. Some electronic transitions are "forbidden" by certain selection rules. However, even forbidden transitions can be observed, but these are usually not very intense.
to *
Chromophore
lmax
Alkanes ~ 150 v__________________________
_____________________________
to *
Chromophore lmax ______________________ Alkenes ~ 175 Alkynes ~ 170 Carbonyls ~ 188 ________________________
真空 紫外区
近紫外区
可见光区
100nm
200nm
400nm
800nm
真空紫外区——波长范围在200nm以下的区域。 真空紫外区对普通有机物的结构分析的用处不大。 近紫外区——波长范围在200nm－400nm之间的区域。 近紫外区对有机物结构分析的用处最大。共轭体系以及 芳香族化合物在此区域内有吸收，是紫外光谱讨论的主要对 象。 可见光区——波长范围在400nm－800nm之间的区域。 可见光区与近紫外区基本上没有太大的差别， 只是光源不同，普通紫外区用氢灯，可见光区用钨丝灯。
紫外吸收光谱的基本原理
紫外吸收光谱的基本原理，应用与其特点紫外吸收光谱的基本原理吸收光谱的产生许多无色透明的有机化合物，虽不吸收可见光，但往往能吸收紫外光。
如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物，这时紫外光中某些波长的光辐射就可以被该化合物的分子所吸收，若将不同波长的吸收光度记录下来，就可获的该化合物的紫外吸收光谱.紫外光谱的表示方法通常以波长λ为横轴、吸光度A（百分透光率T%）为纵轴作图，就可获的该化合物的紫外吸收光谱图。
吸光度A，表示单色光通过某一样品时被吸收的程度A=log(I0/I1), I0入射光强度，I1透过光强度；透光率也称透射率T，为透过光强度I1与入射光强度I0之比值，T= I1/I0透光率T与吸光度A的关系为A=log(1/T)根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c成正比A=εbc ε为摩尔吸光系数，它是浓度为1mol/L的溶液在1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度，它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，因而是检定化合物的重要数据；c为物质的浓度，单位为mol/L；b为液层厚度，单位为cm。
在紫外吸收光谱中常以吸收带最大吸收处波长λmax和该波长下的摩尔吸收系数εmax来表征化合物吸收特征。
吸收光谱反映了物质分子对不同波长紫外光的吸收能力。
吸收带的许多无色透明的有机化合物，虽不吸收可见光，但往往能吸收紫外光。
如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物，这时紫外光中某些波长的光辐射就可以被该化合物的分子所吸收，若将不同波长的吸收光度记录下来，就可获的该化合物的紫外吸收光谱.通常以波长λ为横轴、吸光度A（百分透光率T%）为纵轴作图，就可获的该化合物的紫外吸收光谱图。
吸光度A，表示单色光通过某一样品时被吸收的程度A=log(I0/I1), I0入射光强度，I1透过光强度；透光率也称透射率T，为透过光强度I1与入射光强度I0之比值，T= I1/I0透光率T与吸光度A的关系为A=log(1/T)根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c成正比A=εbc ε为摩尔吸光系数，它是浓度为1mol/L的溶液在1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度，它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，因而是检定化合物的重要数据；c为物质的浓度，单位为mol/L；b为液层厚度，单位为cm。
紫外可见吸收光谱基本原理
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
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2
σ→σ＊跃迁
所需能量最大；σ电子只有吸收远紫外光的能量
才能发生跃迁；
饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区； 吸收波长λ <200 nm； 例：甲烷的λ max为125nm , 乙烷λ max为135nm 。 只能被真空紫外分光光度计检测到； 作为溶剂使用；
max(甲醇) max(水) max(氯仿)
n → p*跃迁：蓝移； ；
max(正己烷)
p → p* n → p*
230 329
11:51:47
238 315
237 309
243 305
溶剂的影响
苯 酰 丙 酮 1 1：乙醚 2：水
2
250
300
极性溶剂使精细结构 消失；
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11:51:47
11:51:47
精品课件！
11:51:47
精品课件！
11:51:47
(三) 金属离子影响下的配位体内π→π＊跃迁 金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和 强度的变化。变化与成键性质有关，若共价 键和配位键结合，则变化非常明显。 茜素磺酸钠： 弱酸性介质：黄色（λ max=420nm） 弱碱性介质：紫红色（λ max=560nm ）
一、有机物吸收光谱与电子跃迁
（一）电子跃迁类型
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。 s*
E p 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s
H
C H
OnKR Nhomakorabeap*
E,B
n
p
s
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：
紫外吸收光谱基本原理
13:04:14
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
2) 助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团
13:04:14
1) σ→σ＊跃迁
所需能量最大；σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发 生跃迁；
饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区；
吸收波长λ<200 nm；
s*
例：甲烷的λmax为125nm ,
乙 烷λmax为135nm。 只能在真空环境被真空紫外
E K
R
E, B
p*
n
p
分光光度计检测到；
s
常作为溶剂使用
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)。如图所示
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4) 增色效应和减色效应 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（吸收强度增强的效应）或 减色效应（吸收强度减小的效应)。 如图所示：
5) 强带和弱带 εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带
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2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h → M *
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h 量子化 ；选择性吸收
吸收曲线与最大吸收波
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紫外吸收光谱的基本原理，应用与其特点
紫外吸收光谱的基本原理
吸收光谱的产生
许多无色透明的有机化合物，虽不吸收可见光，但往往能吸收紫外光。
如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物，这时紫外光中某些波长的光辐射就可以被该化合物的分子所吸收，若将不同波长的吸收光度记录下来，就可获的该化合物的紫外吸收光谱.
紫外光谱的表示方法
通常以波长λ为横轴、吸光度A（百分透光率T%）为纵轴作图，就可获的该化合物的紫外吸收光谱图。
吸光度A，表示单色光通过某一样品时被吸收的程度 A=log(I0/I1), I0入射光强度，I1透过光强度；
透光率也称透射率T，为透过光强度I1与入射光强度I0之比值，T= I1/I0透光率T与吸光度A的关系为 A=log(1/T)
根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c成正比A=εbc ε为摩尔吸光系数，它是浓度为1mol/L的溶液在1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度，它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，因而是检定化合物的重要数据；c为物质的浓度，单位为mol/L；b为液层厚度，单位为cm。
在紫外吸收光谱中常以吸收带最大吸收处波长λmax和该波长下的摩尔吸收系数εmax 来表征化合物吸收特征。
吸收光谱反映了物质分子对不同波长紫外光的吸收能力。
吸收带的许多无色透明的有机化合物，虽不吸收可见光，但往往能吸收紫外光。
如果用一束具有连续波长的紫外光照射有机化合物，这时紫外光中某些波长的光辐射就可以被该化合物的分子所吸收，若将不同波长的吸收光度记录下来，就可获的该化合物的紫外吸收光谱.
通常以波长λ为横轴、吸光度A（百分透光率T%）为纵轴作图，就可获的该化合物的紫外吸收光谱图。
吸光度A，表示单色光通过某一样品时被吸收的程度 A=log(I0/I1), I0入射光强度，I1透过光强度；
透光率也称透射率T，为透过光强度I1与入射光强度I0之比值，T= I1/I0透光率T与吸光度A的关系为 A=log(1/T)
根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c成正比A=εbc ε为摩尔吸光系数，它是浓度为1mol/L的溶液在1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度，它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，因而是检定化合物的重要数据；c为物质的浓度，单位为mol/L；b为液层厚度，单位为cm。
在紫外吸收光谱中常以吸收带最大吸收处波长λma x和该波长下的摩尔吸收系数εmax 来表征化合物吸收特征。
吸收光谱反映了物质分子对不同波长紫外光的吸收能力。
吸收带的形状、λmax和εmax与吸光分子的结构有密切的关系。
各种有机化合形状、λmax和εmax 与吸光分子的结构有密切的关系。
各种有机化合物的λmax和εmax都有定值，同类化合物的εmax比较接近，处于一个范围。
紫外吸收光谱是由分子中价电子能级跃迁所产生的。
由于电子能级跃迁往往要引起分子中核的运动状态的变化，因此在电子跃迁的同时，总是伴随着分子的振动能级和转动能级的跃迁。
考虑跃迁前的基态分子并不是全是处于最低振动和转动能级，而是分布在若干不同的
振动和转动能级上；而且电子跃迁后的分子也不全处于激发态的最低振动和转动能级，而是可达到较高的振动和转动能级,因此电子能级跃迁所产生的吸收线由于附加上振动能级和转动能级的跃迁而变成宽的吸收带。
此外，进行紫外光谱测定时，大多数采用液体或溶液试样。
液体中较强的分子间作用力，或溶液中的溶剂化作用都导致振动、转动精细结构的消失。
但是在一定的条件下，如非极性溶剂的稀溶液或气体状态，仍可观察到紫外吸收光谱的振动及转动精细结构。
分子轨道基本原理
根据分子轨道理论，当2个原子形成化学键时，原子轨道将进行线性组合形成分子轨道。
分子轨道具有分子的整体性，它将2个原子作为整体联系在一起，形成的分子轨道数等于所组合的原子轨道数。
例如两个外层只有1个S电子的原子结合成分子时，两个原子轨道可以线性组合形成两个分子轨道，其中一个分子轨道的能量比相应的原子轨道能量低，称为成键分子轨道；另一个分子轨道的能量比相应的原子轨道能量高，称为反键分子轨道（反键轨道常用*标出）。
分子轨道中最常见的有σ轨道和π轨道两类。
σ轨道是原子外层的S轨道与S轨道、或Px轨道与Px轨道（沿χ轴靠近时）线性组合形成的分子轨道。
成键σ分子轨道的电子云分呈圆柱型对称，电子云密集于两原子核之间；而反键σ分子轨道的电子云在原子核之间的分布比较稀疏，处于成键σ轨道上的电子称为成键σ电子，处于反键σ轨道上的电子称为反键σ电子。
π轨道是原子最外层Py轨道或Pz轨道（沿χ轴靠近时）线性组合形成的分子轨道。
成键π分子轨道的电子云分不呈圆柱型对称，但有一对对称，在此平面上电子云密度等于零，而对称面的上下部空间则是电子云分布的主要区域。
反键π分子轨道的电子云也有一对称面，但2个原子的电子云互相分离，处于成键π轨道的电子称为成键π电子，处于反键π轨道的电子称为反键π电子。
含有氧、氮、硫等原子的有机化合物分子中，还存在未参与成键的电子对，常称为孤对电子。
孤对电子是非键电子，也称为n电子。
例如甲醇分子中的氧原子，其外层有6个电子，其中2个电子分别与碳原子和氢原子形成2个σ键其余4个电子并未参与成键，仍处于原子轨道上，称为n电子。
而n电子的原子轨道称为n轨道。
紫外吸收光谱的应用
1.定性分析
紫外吸收光谱在化合物定性鉴定方面的应用主要有以下几方面。
(1) 把样品光谱图与被测物质的标准光谱图进行比较，判别是否为同一化合物。
(2) 确定混合物中某一特定的组分是否存在或鉴定一个纯样品中是否含有其他杂质。
(3) 推断化合物的骨架结构。
(4) 判别顺反异构体、互变异构体.。
2.定量分析
与定性鉴定相比，紫外光谱法在定量分析领域有着更为重要和广泛的用途，其定量分析的依据是朗伯-比尔定律。
含芳环的化合物以及带有共轭双键的化合物在紫外可见区有较强吸收，并且吸光度与化合物的浓度成正比，因而可用来进行定量分析。
对于在紫外或可见区本身无吸收的化合物，可采用适当的化学反应，使其转化为在紫外或可见区有吸收的化合物进行测定。
紫外光谱分析对纯样品或含有其他不影响被测物分析的成分都有效，常用的分析测定方法有工作曲线法、标准对照法等。
紫外吸收光谱的特点
1.灵敏度高
紫外一可见吸收光谱法是测量物质微量组分(1％～O．001％)的常用方法。
其测定下限可达10-6mol／L的痕量组分。
2.准确度高
可见吸收光谱法的相对误差一般为2％～5％，采用精密的分光光度计测量，其相对误差可低于l％。
用于常量组分的分析，紫外一可见吸收光谱法的准确性不及重量法和滴定分析法，但对于微量组分的分析，则完全可以满足要求。
3.适用范围
几乎所有的无机离子和许多有机物都可以直接或间接地采用紫外一可见吸收光谱法进行分析测定。
4.操作简便，快捷
-----精心整理，希望对您有所帮助!。