紫外吸收光谱解析
紫外吸收光谱法详解
一般饱和烃在近紫外区没有吸收，是透明的，所以常 用作测定紫外吸收光谱的溶剂。 （2）n→σ*跃迁：含有氧、氮、硫、卤素(有孤电子 对)等原子的有机化合物，能产生n →σ*跃迁。能 量比σ → σ*低，一般吸收低于200nm的波长，但含 有电离能较低的原子(易电离原子,如S、I）时，波长 可高于2ax与吸光分子的结构 相关,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。 ε：朗伯-比耳定律的比例系数,A =εbc; 表示物质 的浓度为1mol/l,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。
•分子中价电子能级跃迁产生紫外吸收光谱。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，总是伴随着分子振动能级和 转动能级的跃迁（见上图)。
• 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并有精细结 构的吸收带。
• 溶液中的溶剂化作用及分子间作用力都能导致 振动、转动精细结构的消失。
§2.2-2 分子轨道与电子跃迁类型
• 1、 分子轨道 • σ分子轨道 见图2－3(P7) • π 分子轨道 见图2－4 (p7) • n（非键）电子：形成分子后的轨道能级与原子轨道
§2.2 紫外吸收光谱的基本原理
§2.2-1 紫外吸收光谱的产生 • 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能为该化合物的 分子所吸收,若将不同波长的吸光度记录下来,并以波 长λ为横轴,吸光度A为纵轴作图,则可得该化合物的 紫外吸收光谱图,见图2-1（P6）。 • 特征吸收：用谱图中最大吸收处波长λmax和该波长 下的摩尔吸光系数εmax表征化合物的特征吸收。
紫外吸收光谱知识讲解
远紫外区 UV-VIS
溶剂
紫外吸收光谱
以波长λ(nm)为横坐标，以吸光度A为纵坐标所描绘的曲线
吸收峰：曲线上吸光度最大的地方。所 对应的波长称最大吸收波长（λmax）。 谷：峰与峰之间吸光度最小的部位，该 处的波长称最小吸收波长（λmin）。 肩峰（shoulder peak）：在一个吸收 峰旁边产生的一个曲折。 末端吸收（end absorption）：只在 图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的部 分。
λ 400nm
紫外吸收光谱
又称紫外分光光度法（UV-VIS）
基于物质分子对紫外光谱区（200-400 nm）和可见光区（400-760 nm） 的单色光吸收特性建立的光谱分析法。
定性、定量分析。对不饱和烯烃、芳烃、多环及杂环化合物具 有较好的选择性 紫外检测器 HPLC、CE
电子跃迁的类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：
紫外吸收光谱分析法 Ultraviolet spectrophotometry, UV
紫外吸收光谱产生的原因
分子内部价电子运动形式
电子能级 振动能级 转动能级
吸收光谱：电子跃迁
1
4
e2
远紫外区: 100-200nm 近紫外区: 200-400nm 可见光区: 400-800nm
3 250 300 350
分光光度计的类型
（一）单光束分光光度计 简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般 不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器有高的稳定性。
分光光度计的类型
（二）双光束分光光度计 自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检
测器灵敏度变化等因素的影响，仪器复杂，价格较高。
溶剂对吸收光谱的影响
紫外吸收光谱原理
紫外吸收光谱原理
紫外吸收光谱是一种分析化学方法，用于测定物质在紫外光区域的吸收能力。
其原理是通过测量样品吸收能力与无样品的参比溶液吸收能力之间的差异来确定样品中的化学物质的浓度或质量。
在紫外区域，物质分子的电子处于激发状态，当有足够能量的光照射时，分子中的电子会从基态跃迁至激发态。
这个跃迁的能量取决于分子结构和基态能级的能量，因此不同的化学物质会在不同的波长处吸收光线。
利用这个原理，可以制备各种标准溶液，通过在不同的波长处对标准溶液和待测样品溶液的吸光度进行测量，可以计算出待测样品中的化学物质的浓度或质量。
紫外吸收光谱在生命科学、医学、食品工业、环境监测等领域广泛应用。
它不仅能够快速准确地测定样品中的各种化学物质，还可以帮助科学家们研究化学物质在不同波长下的吸收行为，从而更深入地了解化学物质的特性和反应机制。
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紫外可见吸收光谱法基本原理和解析
收曲线(最大吸收波长 max)。
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蓝 ➢黄 450~480nm 580~600nm
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★吸收曲线的讨论
（1）同一种物质对不同波 长光的吸光度不同。 吸光度最大处
对应的波长称为最大吸收波长λmax。
（2）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。
物质可能达到的最大灵敏度。
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3.偏离朗白—比耳定律的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现： 标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高 时），这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。
引起这种偏离的原因： （1）入射光非单色光。
仪器的非理想引起的 （2）溶液不均匀。 （3）溶液中发生了化学变化
布格(Bouguer)和朗白(Lambert)先后于1729年
和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度
的关系。A∝b
1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸
收物浓度之间也具有类似的关系
A∝ c
二者的结合称为朗白—比耳定律，其数学表达
式为： A＝lg（I0 / It)= εb c
T It
AlgT
特征常数。 （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改
变。在温度和波长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待 测物浓度无关。 （3）可作为定性鉴定的参数。
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（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值 是不同的。在最大吸收波长λmax 处的摩尔吸光系数以εmax表示。
εmax表明了该吸收物质最大限度的 吸光能力，也反映了光度法测定该
紫外吸收光谱分析
单色器是将光源发出的复合光分解为单色光的装置。在紫外吸收光谱分析中，常 用的单色器有棱镜单色器和光栅单色器。棱镜单色器分辨率较低，适用于宽波段 扫描；光栅单色器分辨率较高，适用于窄波段扫描和定量分析。
样品池设计与使用注意事项
样品池设计
样品池是承载样品的装置，其设计应考虑到样品的性质、浓度以及分析波长等因素。常 用的样品池有石英比色皿和玻璃比色皿，前者适用于紫外区域的分析，后者适用于可见 光区域的分析。此外，样品池的光程长也是需要考虑的因素，一般根据分析需求选择合
03 样品前处理与实验条件 优化
样品溶解与稀释方法
选择合适溶剂
根据样品的性质选择合适的溶剂 ，确保样品在溶剂中完全溶解， 避免产生浑浊或沉淀。
稀释倍数确定
根据样品的浓度和仪器的检测范 围，确定合适的稀释倍数，使样 品在检测时处于线性范围内。
pH值调整及缓冲液选择
pH值调整
根据样品的性质和实验需求，使用酸或碱调整样品的pH值，确保样品在合适 的pH值下进行实验。
多组分体系同时测定策略探讨
1 2 3
多波长测定法
利用不同组分在紫外光谱中的特征吸收峰，选择 多个波长进行同时测定，实现多组分体系的分析 。
差分光谱法
通过比较样品与参比溶液在特定波长下的吸光度 差异，消除背景干扰，提高多组分体系测定的准 确性。
化学计量学方法
结合化学计量学算法，对多组分体系的紫外吸收 光谱数据进行解析，实现各组分浓度的同时测定 。
应用举例
在药物分析中，利用紫外光谱法可以 快速识别原料药或制剂中的主成分， 以及可能的杂质或降解产物。
导数光谱法在Biblioteka 合物鉴定中应用原理导数光谱法通过对原始紫外光谱进行数学处理（求导），可 以突出光谱的细微特征，提高混合物中各组分的分辨率。
紫外光谱基本原理 紫外吸收光谱 紫外光谱解析
某化合物分子式C8H6O2，其紫外光谱如下，
推导其可能结构。
Fig
O O O O
麦角甾醇(Ergosterol)经Oppenauer氧化，得到(A) max 242nm（20000）， (B) max 280nm（ 33000）, 推导(A)和 (B)的结构。
R
max 283nm
O R R
max 244nm
HO O R
max 280nm
O
紫外光谱应用实例
三氯乙醛在水中的结构 CCl3CHO · 2O/n-C6H6 , H UV: max 290nm (33) CCl3CHO · 2O/n-H2O , H UV: CCl3CH(OH)2
人血清蛋白的紫外光谱
健康人血清（4）与癌症病人血清的紫外光谱
单取代苯: 取代基对苯环紫外吸收（E带，B
带）的影响与取代基的类型有关。
R基的引入，对E带，B带仅有很小的红移。 助色基的引入，对E带，B带有不同程度的
红移。
C6H6 C6H5 CH3 C6H5OH C6H5OCH3 C6H5SH C6H5NH2
203.5nm （ 7400） 254nm （ 204） 206nm （ 7000） 261nm （ 225） 210.5nm（ 6200） 270nm （ 1450） 217nm （ 6400） 269nm （ 1480） 236nm （ 10000） 269nm （ 7000） 230nm （ 8600） 280nm （ 1430）
210~230nm 和260~280nm范围。
例如：(CH3)2C=CHCOCH3 λmax 239nm
(实测值：235nm)
(CH3)2C=CHCOOH λmax 217nm (实测值：216nm)
紫外吸收光谱的名词解释
紫外吸收光谱的名词解释紫外吸收光谱（Ultraviolet Absorption Spectrum）是用于研究物质分子结构和相互作用的一种重要的分析技术。
在这种光谱图中，我们可以观察到物质分子在紫外光区域吸收或散射辐射的情况。
本文将对紫外吸收光谱中的相关名词进行解释和阐述，以帮助读者更好地理解这一分析方法。
一、紫外光区域紫外光区域位于可见光和X射线之间，波长范围约为10-400纳米。
从波长较长到较短，紫外光区域可分为近紫外（NUV）、中紫外（MUV）和远紫外（FUV）三个子区域。
不同波长的紫外光会与物质分子相互作用，从而导致不同程度的吸收。
二、吸收峰和吸收带在紫外吸收光谱图中，我们可以观察到吸收峰和吸收带。
吸收峰是指在光谱图上出现的较为尖锐的峰状图形，表示某种特定波长的光被物质分子吸收的情况。
吸收带则是指在光谱图上出现的较为宽广的吸收区域，表示多种波长的光被吸收。
三、摩尔吸光度和摩尔吸光系数摩尔吸光度（molar absorptivity）是一种用来描述物质分子吸收特性的重要参数。
它衡量了光的强度与溶液中物质浓度及光程长度之间的关系。
摩尔吸光系数（molar absorption coefficient）则是摩尔吸光度与物质浓度及光程长度的比值，用以修正溶液中浓度和光程对吸光度的影响。
四、Beer-Lambert定律Beer-Lambert定律是紫外吸收光谱中的一个重要理论基础。
它描述了光的吸收与溶液中物质浓度、光程长度和摩尔吸光系数之间的关系。
根据Beer-Lambert定律，溶液中物质的吸光度与物质的浓度成正比，与光程长度呈指数关系。
这个定律在分析化学中应用广泛，常用于测定物质浓度和解释吸光度的变化。
五、电子激发和电子跃迁紫外吸收光谱是通过测定物质分子中的电子激发和电子跃迁来研究物质的吸收特性。
当物质分子受到紫外光的激发时，电子会从低能级跃迁到高能级，同时吸收特定波长的光能。
不同分子的电子能级结构和跃迁方式不同，因此它们对不同波长的光的吸收也会有差异，从而形成具有特定峰值和带状图案的紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱
正己烷
CH3Cl 315nm
CH3OH
水
π→π*跃迁
n →π*跃迁
230nm
329nm
238nm
237nm
309nm
243nm
305nm
π*
Δ E n ＜ ΔE p C O
ΔE n＞Δ Ep
π*
ΔE n Δ Ep
C+
C-
ΔE n
Δ Ep
n
C+
O极性
π
C C 极性 非极性
非极性
溶剂极性效应
微粒理论（光子的量子化理论）：电磁波的 能量E 可用下式表示： E=hν=hc/λ h-普朗克常数=6.625×10-34J· s E=Ee+Eν+Er Ee—电子能 1～20eV Eν—振动能 0.05～1 eV Er—转动能 10-4～0.05 eV
（3）吸收光谱的表示方法
当l以cm，c以g/L为单位，k称为吸光系数， 用 a表示。 A= a cl a的单位为L/(g.cm) 当l以cm，c以mol/L为单位，k称为摩尔吸光 系数，用 ε表示。 ε的单位为L/mol.cm，它表示物质的浓度为 1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
朗伯-比耳定律成立的前提条件： a) 入射光为单色光； b) 吸收发生在均匀的介质中； c) 在吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。 朗伯-比耳定律偏离线性的原因：化学因素、 仪器因素 。 a) 样品浓度过高（＞0.01mol/L）； b) 溶液中粒子的散射； c) 入射光的非单色性； ④ 对数吸光系数lgε； ⑤ 吸光率A（%） A（%）=1-T（%）
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紫外吸收光谱解析
紫外吸收光谱解析是一种常见的分析技术，用于研究物质的电子能级结构和分子构成。
该技术基于物质对紫外光的吸收能力，通过测量样品在不同波长下的吸收强度，可以得出分子中的化学键类型、官能团、芳香族与否等信息。
对于药物分析领域来说，紫外吸收光谱解析是一种常用的质量控制方法。
例如，在药品生产过程中，可以通过测量药品在特定波长下的吸收强度来确定药品的纯度和浓度。
同时，在药品质量检验中，可以通过比较药品与标准物质在紫外吸收光谱上的吸收特征，判断药品的合格性。
除了药品分析，紫外吸收光谱解析在环境监测、食品安全、化工等领域也有广泛的应用。
例如，可以通过紫外吸收光谱检测水中污染物的含量，检验食品中添加剂的安全性等。
总之，紫外吸收光谱解析是一种重要的分析技术，对于各个领域的质量控制和检测都有着不可替代的作用。
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