影响紫外光谱因素ppt课件
合集下载
紫外光谱课件PPT
光源
提供紫外光，通常使用氘灯或 汞灯。
单色器
将光源发出的光色散成单色光 ，以满足光谱测量的需要。
实验操作流程
样品准备
根据实验要求，准备待测样品，确保样品 纯净且浓度适中。
数据记录
实时记录光谱数据，为后续分析提供依据 。
光谱设置
根据实验目的，设置光谱范围、扫描速度 等参数。
测量光谱
将待测样品放入样品池，启动仪器进行光 谱测量。
环境监测
紫外光谱可用于检测空气和水体 中的有害物质，如臭氧、氮氧化 物、酚类化合物等。
生物医学研究
紫外光谱可以用于研究生物大分 子的结构和功能，如蛋白质、核 酸等，对于生物医学研究具有重 要的意义。
02
紫外光谱的基本原理
分子吸收光谱的产生
Hale Waihona Puke 分子吸收光谱的产生是由于分子内部能级之间的跃迁。当特 定频率的光照射到物质上时，物质分子能够吸收特定频率的 光，导致分子内部能级发生跃迁，从而产生吸收光谱。
未来紫外光谱的发展方向
随着科技的不断进步，紫外光谱技术将不断发展和完善，提高检测精度和 灵敏度，拓展应用范围。
新型的紫外光谱技术将不断涌现，如表面增强拉曼光谱、光子晶体等，这 些技术将为紫外光谱的应用提供更多可能性。
紫外光谱与其他分析技术的联用将成为一个重要的发展方向，如与质谱、 红外光谱等技术的联用，能够实现更全面、准确的分析。
影响因素
谱线强度受到多种因素的影响，如温 度、压强、物质的浓度等。在一定的 条件下，谱线强度与物质的浓度成正 比关系，因此可以通过测量谱线强度 来测定物质的浓度。
03
紫外光谱的实验技术
实验设备与仪器
紫外光谱仪
用于测量物质在紫外区的吸收 光谱，是进行紫外光谱实验的
影响紫外光谱的因素
助色团：某些基团本身不能吸收可见光波， 但它与一定的发色团相连时，可使发色团所产生的 吸收峰向长波位移，颜色加深（助色效应） ，同时使吸收 强度也增加，这些基团称为助色团。 常见的助色团有 -OH 、 -NH2 、 -OR 、 -NR2 、 -SR 、-X 等 特点：助色团一般是带有p电子的基团。例如：
三、影响紫外光谱的因素
1、发色团与助色团对λmax的影响 发色团：是指在可见光谱区有吸收、含有π键的不饱和 基团(能产生颜色的基团)。 π→ π* , n→ π*跃迁一般在此区域， 因此,在紫外光谱中发色团主要是指那些 具有不饱和键或不饱和键上连有杂原子的基团，
C=C
、 C=O 、
O C=N- 、 -N=N- 、 -N
*
Eo
* *
E Eo
*
E
n n n* 跃迁
* 跃迁
例：异亚丙基丙酮
O CH3 C C H C CH3 CH3
溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响
1-己烷
2-95%乙醇
3-水பைடு நூலகம்
苯在1环己烷 2乙醇中
非极性溶剂中可以观察到清晰的精细结构峰
B、溶剂PH值对光谱的影响
NH 2 H+ OH + NH 3
红移与蓝移；增色效应与减色效应
有机化合物的吸收谱带常 常因引入取代基或改变溶 剂使最大吸收波长λmax和 吸收强度发生变化:
λ max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)。 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或减色效 应，如图所示。
2、共轭体系对λmax的影响 共轭双键，可以使吸收峰红移，吸收强度增加。 共轭双键数目越多，吸收峰红移越显著。
紫外光谱专题课件
正己烷 230 329
CHCl3 238 315
CH3OH H2O 237 243 309 305
非极性 → 极性 n → *跃迁：兰移； ； → *跃迁：红移； ；
n—π*跃迁蓝移
1-己烷
2学-习9文5档%乙醇
3-水
轨道极性： n >π* >π
π*
π*
Δ En π
Δ Ep
Δ En n
非极性溶剂
(A) CH3
CH3
(B)
学习文档
(C) CH3
空间效应
空间效应使电子相互作用增加或减少， 改变吸收峰位或强度。
CH3 CH3
O
O
ψ 0 ～10o λmax 466nm
O C
C O
90 o 370nm
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
O
CC
CH3
CH3 O CH3
180 o 490nm
NO2
NO2
CH3
学习文档
* 和 n* 跃迁，吸收波长：< 200nm (远紫 外区)；能被O2、CO2吸收，需在真空下测定
* 和 n* 跃迁，吸收波长： 200~400nm (近 紫外区)；
• UV检测：共轭烯烃、共轭羰基化合物及芳香化合物。
跃迁类型 吸收能量的波长范围
有机物
σ σ* n σ* π π*（孤立）
π π*（共轭）
吸收带〔取自德文，Konjuierte，共轭谱带〕
为
* 跃迁引起的吸收带，其特点为吸收峰
很强，εmax > 10000。共轭双键增加，λmax向
长波方向移动，εmax也随之增加。
吸收带〔取自德文，radikalartig，基团型〕 为n *跃迁引起的吸收带，吸收强度很弱： < 100 。禁阻跃迁。吸收峰波长一般在270nm以上
影响紫外可见吸收光谱的因素
测物质的物理和化学性质。
谱线解析的方法包括光谱积分法、 光谱拟合法和光谱解析法等。
谱图解析
01
谱图解析是通过分析光谱图的整体特征，确定待测 物质的整体组成和结构。
02
谱图解析需要综合考虑光谱的波长、强度、形状等 信息，以及待测物质的物理和化学性质。
03
谱图解析的方法包括光谱聚类分析、光谱模式识别 和光谱图像处理等。
谢谢观看
样品保存
01
样品保存条件如温度、湿度、光照等也会影响紫外可见吸收光 谱的测定结果。
02
某些样品在长时间保存过程中会发生降解或氧化，导致光谱发
生变化。
为减小样品保存对光谱的影响，应选择适当的保存条件，并尽
03
快进行光谱分析。
05
光谱解析方法
谱线识别
01
02
03
谱线识别是光谱解析的 基础，通过对比已知光 谱和待测光谱，确定待 测物质中存在的元素和
压强
压强对紫外可见吸收光谱的影响主要 体现在光吸收强度和光谱位移上。随 着压强的增加，气体分子的平均自由 程减小，导致光谱的红移。
压强对光谱的影响程度取决于气体分 子的性质和压强范围。在较高压强下， 气体分子的振动和转动能级跃迁频率 增加，导致光谱位移向短波方向。
溶剂
溶剂对紫外可见吸收光谱的影响主要体现在光谱形状、位 移和强度上。不同溶剂的极性和介电常数不同，导致分子 内和分子间的相互作用力不同，从而影响光谱的形状和位 移。
分子结构
共轭体系
共轭分子具有较宽的π电子共轭体 系，能够吸收较长波长的光。
取代基的影响
取代基的性质和数量影响π电子的 共轭程度，从而影响吸收峰的位置。
晶体结构
晶格间距
晶格间距影响光子在晶体中的传播速度，从而影响吸收光谱的波长。
谱线解析的方法包括光谱积分法、 光谱拟合法和光谱解析法等。
谱图解析
01
谱图解析是通过分析光谱图的整体特征，确定待测 物质的整体组成和结构。
02
谱图解析需要综合考虑光谱的波长、强度、形状等 信息，以及待测物质的物理和化学性质。
03
谱图解析的方法包括光谱聚类分析、光谱模式识别 和光谱图像处理等。
谢谢观看
样品保存
01
样品保存条件如温度、湿度、光照等也会影响紫外可见吸收光 谱的测定结果。
02
某些样品在长时间保存过程中会发生降解或氧化，导致光谱发
生变化。
为减小样品保存对光谱的影响，应选择适当的保存条件，并尽
03
快进行光谱分析。
05
光谱解析方法
谱线识别
01
02
03
谱线识别是光谱解析的 基础，通过对比已知光 谱和待测光谱，确定待 测物质中存在的元素和
压强
压强对紫外可见吸收光谱的影响主要 体现在光吸收强度和光谱位移上。随 着压强的增加，气体分子的平均自由 程减小，导致光谱的红移。
压强对光谱的影响程度取决于气体分 子的性质和压强范围。在较高压强下， 气体分子的振动和转动能级跃迁频率 增加，导致光谱位移向短波方向。
溶剂
溶剂对紫外可见吸收光谱的影响主要体现在光谱形状、位 移和强度上。不同溶剂的极性和介电常数不同，导致分子 内和分子间的相互作用力不同，从而影响光谱的形状和位 移。
分子结构
共轭体系
共轭分子具有较宽的π电子共轭体 系，能够吸收较长波长的光。
取代基的影响
取代基的性质和数量影响π电子的 共轭程度，从而影响吸收峰的位置。
晶体结构
晶格间距
晶格间距影响光子在晶体中的传播速度，从而影响吸收光谱的波长。
紫外光谱分析PPT课件
• 吸收峰
• 吸收谷
• 肩峰
• 末端吸收
• 强带： ＞104；弱带： ＜103
溶剂
• 表示方法：
： max
溶剂
2
3
7
n
m
(
1
0
4)
或
：m2ax37nm(lg4.0)
第21页/共78页
紫外吸收光谱中的一些常见术语
• 发色团：分子结构含有电子的基团。 • 助色团：含有非成键n电子的杂原子饱和基团。 • 红移（长移） 紫外光谱的所属类别？ • 分子轨道的种类？ • 电子越迁类型？ • 发色团与助色团？ • 紫外光谱的影响因素？ • 根据化学结构计算最大紫外吸收波长的方法？ • 紫外光谱在结构解析中的应用？
第1页/共78页
第二章 紫外光谱
（Ultraviolet-Visible Spectrophotometry ）（UV-Vis）
本章重点内容
• 电磁辐射能与分子吸收光谱之间的关系； • 电子越迁类型与紫外光吸收峰之间的关系； • 发色团与助色团的类型； • 共轭体系与紫外光谱吸收峰之间的关系，吸收峰波长的计算方法； • 紫外光谱的影响因素； • 紫外光谱在有机化合物结构分析中的作用。
第77页/共78页
感谢您的观看！
第78页/共78页
（三）样品溶液的浓度对max的影响
在单色光和稀溶液的实验条件下，溶液对光线的吸收遵守
Lambert-Beers定律，即吸光度（A）与溶液的浓度（C） 和吸收池的厚度（l）成正比
A=lC 为摩尔吸光系数
max=5000~10000 强吸收
max=200~5000 中强吸收
max<200
弱吸收
第27页/共78页
紫外吸收光谱PPT课件
12
分子和原子一样， 也有自己的特征的分子 能级；
当分子发生电子能 级跃迁的同时，必然会 伴随着振动和转能级的 跃迁；
它们相互叠加的结 果，形成了分子的特征 光谱—— 带状光谱。
HO
5000 2000 1000 500 200 100
50
CH2 CH COOH NH2
pH 12
pH 2
பைடு நூலகம்
左图为：
20
17
2.1.3 有机化合物的电子跃迁类型
有机化合物有三种价电子：σ、π、n 电子。例 如：
18
当这些价电子吸收一定能量后，会跃迁到较高能级而处于 激发态，此时电子所占的轨道称为反键轨道，以*表示：
M + hv → M *
19
可以看出，对于ΔE 来说，
σ－σ* ＞n－σ*＞ π－π* ＞ n－π* 对于吸收峰λmax来说， σ→σ* ＜ n→σ* ＜ π→π* ＜ n→π*
第1章 绪论 Preface
1.1 波谱分析法简介
(一) 紫外光谱法（UV） Ultraviolet Absorption Spectrometry
(二) 红外光谱法（IR） Infrared Absorption Spectometry
(三)核磁共振波谱法（NMR）1HNMR 13CNMR Nuclear Magnetic Resonance Spetroscopy
CH3—S—CH3 210nm（1020）229nm（140）
杂原子数量增多， λmax增大。
CH3Cl 173nm , CH2Cl2 220nm
CHCl3 227nm ， CCl4
257nm
37
二、孤立烯、炔类化合物 （一） 孤立烯烃：
影响紫外光谱因素
取代基的影响
给电子基带有未共用电子对的原子的基团。如-NH2, -OH等。未共用电子 对的流动性很大，能够和共轭体系中的π电子相互作用引起永久性的电荷 转移，形成p- π共轭，降低了能量， λmax红移。 共轭体系中引入吸电子基团，也产生π电子的永久性转移， λmax红移。 π电子流动性增加，吸收光子的吸收分数增加，吸收强度增加。给电子基 与吸电子基同时存在时，产生分子内电荷转移吸收， λmax红移， ε max 增加
仪器分析
龙梓冈
环科0801
20081769
精选可编辑ppt
1
影响紫外光谱因素 紫外可见分光光度计
紫外吸收光谱应用
精选可编辑ppt
2
影响紫外光谱因素
共轭效应的影响
π电子共轭体系增大，电子离域到多个原子之间，导致π —π*能量降低。 λmax红移， ε max增大 取代基越大,分子共平面性越差，空间阻碍使共轭体系破坏， λmax 蓝移， ε max减小。
精选可编辑ppt
6
光谱应用
定性分析 指的是检定物质，主要根据 光谱图上的一些特征吸收， 特别是λmax和ε值，是检定 物质的常用参数。 1.与标准物、标准谱图对比 2. 比较λmax和ε值的一致性
有机化合物的结构解析 UV光谱在研究化合物的结构 中主要是推测官能团，结构 中的共轭关系及共轭体系中 取代基的位置种类、数目等。 1.推定化合物共轭体系部分 骨架及官能团 2.同分异构体的判别
吸收池
紫外可见 分光光度 计的基本 结构
检测器
使用两只光电管 一是氧化铯光电管 （625——1000） 二是锑铯光电管 （200——625）
记录及处理数据
记录仪
特点
在紫外可见区的灵敏度 高，响应快。但强光照 射会引起不可逆损害， 因此高能量检测不宜， 需避光
给电子基带有未共用电子对的原子的基团。如-NH2, -OH等。未共用电子 对的流动性很大，能够和共轭体系中的π电子相互作用引起永久性的电荷 转移，形成p- π共轭，降低了能量， λmax红移。 共轭体系中引入吸电子基团，也产生π电子的永久性转移， λmax红移。 π电子流动性增加，吸收光子的吸收分数增加，吸收强度增加。给电子基 与吸电子基同时存在时，产生分子内电荷转移吸收， λmax红移， ε max 增加
仪器分析
龙梓冈
环科0801
20081769
精选可编辑ppt
1
影响紫外光谱因素 紫外可见分光光度计
紫外吸收光谱应用
精选可编辑ppt
2
影响紫外光谱因素
共轭效应的影响
π电子共轭体系增大，电子离域到多个原子之间，导致π —π*能量降低。 λmax红移， ε max增大 取代基越大,分子共平面性越差，空间阻碍使共轭体系破坏， λmax 蓝移， ε max减小。
精选可编辑ppt
6
光谱应用
定性分析 指的是检定物质，主要根据 光谱图上的一些特征吸收， 特别是λmax和ε值，是检定 物质的常用参数。 1.与标准物、标准谱图对比 2. 比较λmax和ε值的一致性
有机化合物的结构解析 UV光谱在研究化合物的结构 中主要是推测官能团，结构 中的共轭关系及共轭体系中 取代基的位置种类、数目等。 1.推定化合物共轭体系部分 骨架及官能团 2.同分异构体的判别
吸收池
紫外可见 分光光度 计的基本 结构
检测器
使用两只光电管 一是氧化铯光电管 （625——1000） 二是锑铯光电管 （200——625）
记录及处理数据
记录仪
特点
在紫外可见区的灵敏度 高，响应快。但强光照 射会引起不可逆损害， 因此高能量检测不宜， 需避光
《紫外光谱课程》ppt课件
如醛、酮类化合物，n→л*跃迁所需能量较低， 对应波长范围270～290nm，为禁阻跃迁，出现弱 吸收带。谱峰摩尔吸收系数较低，在10～100范 围内.
羰基双键与苯环共 扼：
K带强；苯的E2带与 K带合并，红移；
取代基使B带简化；
氧上的孤对电子：
例:18甲8n烷m σ→σ*跃迁 吸收在125- nm CH3Iσ→σ*跃迁 吸收在150-210 nm n→σ*跃迁 259nm 。
n 电子较σ电子易激发，跃迁所需能量比σ→σ*跃 迁稍低，多数约在200nm左右。
较小半径杂原子(O,N) 170～180nm 较大半径杂原子(S,X) 220～250nm
2. 紫外光谱图及表示方法
或lg
横坐标：波长λ 〔nm〕
纵坐标：A, , log , T最%大吸收波长： max
最大吸收峰 值： max
例：丙酮
正己烷
max = 279nm
nm
(l正g己ε烷=4.0 )
max = 279nm (ε104 )
中心三要素：吸收峰的位置、吸收强度和外形
〔1〕吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能 级间的能量差所决议，反映了分子内部能级分布情 况，是物质定性的根据；
2.1 紫外光谱根本原理
2.2.1 电子光谱的产生 物质分子内部三种运动方式： 〔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； 〔分3子〕具分有子三种本不身同绕能其级重：心电的子能转级动、。振动能级
和转动能级，如下图
双原子分子的三种能级跃迁表示图
E1
E电子能级 V振动能级 R转动能级
max
₃
165nm 217nm ₂
₁
2. N→Q跃迁:是分子未成键的n电子激发到反键轨道 的跃迁，包括n→σ*跃迁及n→π*跃迁。
羰基双键与苯环共 扼：
K带强；苯的E2带与 K带合并，红移；
取代基使B带简化；
氧上的孤对电子：
例:18甲8n烷m σ→σ*跃迁 吸收在125- nm CH3Iσ→σ*跃迁 吸收在150-210 nm n→σ*跃迁 259nm 。
n 电子较σ电子易激发，跃迁所需能量比σ→σ*跃 迁稍低，多数约在200nm左右。
较小半径杂原子(O,N) 170～180nm 较大半径杂原子(S,X) 220～250nm
2. 紫外光谱图及表示方法
或lg
横坐标：波长λ 〔nm〕
纵坐标：A, , log , T最%大吸收波长： max
最大吸收峰 值： max
例：丙酮
正己烷
max = 279nm
nm
(l正g己ε烷=4.0 )
max = 279nm (ε104 )
中心三要素：吸收峰的位置、吸收强度和外形
〔1〕吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能 级间的能量差所决议，反映了分子内部能级分布情 况，是物质定性的根据；
2.1 紫外光谱根本原理
2.2.1 电子光谱的产生 物质分子内部三种运动方式： 〔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； 〔分3子〕具分有子三种本不身同绕能其级重：心电的子能转级动、。振动能级
和转动能级，如下图
双原子分子的三种能级跃迁表示图
E1
E电子能级 V振动能级 R转动能级
max
₃
165nm 217nm ₂
₁
2. N→Q跃迁:是分子未成键的n电子激发到反键轨道 的跃迁，包括n→σ*跃迁及n→π*跃迁。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精选ppt
6
光谱应用
定性分析 指的是检定物质，主要根据 光谱图上的一些特征吸收， 特别是λmax和ε值，是检定 物质的常用参数。 1.与标准物、标准谱图对比 2. 比较λmax和ε值的一致性
有机化合物的结构解析 UV光谱在研究化合物的结构 中主要是推测官能团，结构 中的共轭关系及共轭体系中 取代基的位置种类、数目等。 1.推定化合物共轭体系部分 骨架及官能团 2.同分异构体的判别
精选ppt
3
溶剂的影响
一般溶剂极性增大， π —π*跃迁吸收带红移,n —π*跃迁吸收带 蓝移, 分子吸光后，成键轨道上的电子会跃迁至反键轨道形成 激发态。一般情况下分子的激发态极性大于基态。溶剂极性越 大，分子与溶剂的静电作用越强，使激发态稳定,能量降低。 即π*轨道能量降低大于π轨道能量降低，因此波长红移。而产 生n —π*跃迁的n电子由于与极性溶剂形成氢键，基态n轨道能 量降低大， n —π*跃迁能量增大，吸收带蓝移。
仪器分析
龙梓冈
环科0801
20081769
精选ppt
1
影响紫外光谱因素 紫外可见分光光度计
紫外吸收光谱应用
精选ppt
2
影响紫外光谱因素
共轭效应的影响
π电子共轭体系增大，电子离域到多个原子之间，导致π —π*能量降低。 λmax红移， ε max增大 取代基越大,分子共平面性越差，空间阻碍使共轭体系破坏， λmax 蓝移， ε max减小。
紫外可见分光光度计的基本结构是什么？ 答：基本结构是光源，单色器，精选ppt
9
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
检查纯度 若化合物在紫外区没有吸收 峰，而杂质较强吸收，可方 便地检出该化合物中的痕量 杂质。
定量分析 依据：朗伯-比耳定律
吸光度： A= b c 透光度：-lgT = b c 1.单组份物质的定量分析 2.多组分物质的定量分析
精选ppt
7
例题 影响紫外光谱因素主要有哪三种？ 答：1共轭效应的影响 2取代基的影响 3溶剂的影响
吸收池
紫外可见 分光光度 计的基本 结构
检测器
使用两只光电管 一是氧化铯光电管 （625——1000） 二是锑铯光电管 （200——625）
记录及处理数据
记录仪
特点
在紫外可见区的灵敏度 高，响应快。但强光照 射会引起不可逆损害， 因此高能量检测不宜， 需避光
精选ppt
5
紫外可见分光光度计的工作原理
单光束仪器中，分光后的单色光直接透过吸收池，交 互测定待测池和参比池。这种仪器结构简单，适用于 测定特定波长的吸收，进行定量。而双光束仪器中， 从光源发出的光经分光后再经扇形旋转镜分成两束， 交替通过参比池和样品池，测得的是透过样品溶液和 参比溶液的光信号强度之比。双光束仪器克服了单光 束仪器由于光源不稳引起的误差，并且可以方便地对 全波段进行扫描。
精选ppt
4
提供激发能,使待测分子产 生吸收 要求能够提供足够强的连 续光谱、有良好的稳定性、 较长的使用寿命,且辐射能 量随波长无明显变化 常用的光源有钨灯和氘灯
光源
单色器
使光源发出的光变成所需要的单 色光 通常由入射狭缝、准直镜、色散 元件、物镜和出射狭缝构成
用于盛放试液 石英池用于
紫外-可见区的测量 玻璃池只用于可见区
取代基的影响
给电子基带有未共用电子对的原子的基团。如-NH2, -OH等。未共用电子 对的流动性很大，能够和共轭体系中的π电子相互作用引起永久性的电荷 转移，形成p- π共轭，降低了能量， λmax红移。 共轭体系中引入吸电子基团，也产生π电子的永久性转移， λmax红移。 π电子流动性增加，吸收光子的吸收分数增加，吸收强度增加。给电子基 与吸电子基同时存在时，产生分子内电荷转移吸收， λmax红移， ε max 增加