简述紫外可见光谱产生的原理
紫外-可见吸收光谱的产生及基本原理
用积分球的检测器波长<2500nm。
单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波 长单色光的光学系统。 ①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅； ④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； ⑤出射狭缝。
（4 ）250-350nm内显示中、低强度的吸收， 说明羰基或共轭羰基的存在。 （5）300nm以上的高强度的吸收，说明该化 合物具有较大的的共轭体系。若高强度吸收 具有明显的精细结构，说明稠环芳烃、稠环 杂芳烃或其衍生物的存在。
溶剂对紫外吸收光谱有较大的影响，且 影响较为复杂。改变溶剂极性，会引起吸收 带形状的变化。当溶剂极性变大，大多数化 合物的振动精细结构消失，吸收带变得更为 平滑，且使λmax发生位移，因此在研究化合 物的紫外吸收光谱时，需注意选择所使用的 溶剂。
仪器介绍
紫外可见近红外吸收光谱仪 生产厂家：Varian Company, USA 仪器型号：Cary 5000 性能指标 波长范围：175-3300 nm 吸光度线性范围：0-8.0 Abs 波长精度：±0.08 nm（UV/Vis）；±0.4 nm（NIR） 应用范围（Application area）： 化学、生物、材料、医学和环境样品中无机有机成分 的定性、定量分析
紫外－可见吸收光谱的产生及基本原理
分子吸收光谱
振动能级与 转动能级跃迁 电子能 级跃迁
红外光谱 (λ: 0.75-1000 µ m) 紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-750 nm)
10－200 nm:远紫外；200－400 nm:近紫外；400－750 nm:可见光
简述紫外可见光谱产生的原理
简述紫外可见光谱产生的原理
紫外可见光谱是指可由电磁波或光波组成的所有电磁辐射，并且能够看到由可见光波组成的光谱，可以分为紫外辐射、可见光辐射和红外辐射三类。
紫外可见光谱非常重要，因为它可以用来诊断和监测有机物，例如人体组织、植物和化合物的结构和变化。
关于紫外可见光谱产生的原理，研究者们研究了化学物质中的分子结构，这种结构可以使它们吸收特定波长的光线。
紫外可见光谱产生的基本原理是分子在紫外线和可见光中都有一定的吸收能力，因此在化学反应中也可能产生紫外可见光谱。
一般来说，当它们接收到特定波长的光时，分子就会改变它们的能量状态，从而产生紫外可见光谱。
此外，分子的变化也可能是由于它们被外界的能量分子所影响而发生的。
当这种外部能量分子接触到特定的分子时，它们的能量状态也会发生变化，从而产生紫外可见光谱。
紫外可见光谱一般都随着分子变化而变化，因此它可以用来监测有机物质的变化状态。
例如，紫外可见光谱可以用来监测人体组织、植物和化合物的结构和变化。
此外，紫外可见光谱还可以用于对环境污染物的快速检测，因为它们的吸收特性能够快速地监测和识别有毒物质。
综上所述，紫外可见光谱产生的主要原理是分子在紫外线和可见光中都有一定的吸收能力，它们可能会受外界能量分子的影响而发生变化，从而产生紫外可见光谱。
因此，紫外可见光谱在生物学和化学
研究中有着重要作用。
波谱分析第6章 紫外可见光谱(1)
图 分子轨道的能级和电子跃迁类型
s*
*
E
n
s
跃迁能量大小：
σ→σ* > n →σ* > π→π* > n→π*
仅在远紫外区可能观察到它们的吸收峰。
杂原子非键轨道中的电子向σ*轨道的跃迁，一般在 200 nm左右。
电子由成键轨道向*轨道的跃迁。如具有一个孤 立键的乙烯，跃迁的吸收光谱约在165 nm。分子中 如有两个或多个键处于共轭的关系，则这种谱带将 随共轭体系的增大而向长波方向移动。
max
254nm
270nm
红移和蓝移 增色效应与减色效应
最大吸收波长(λmax)；在峰旁边一个小 的曲折称为肩峰；在吸收曲线的波长最 短一端，吸收相当大但不成峰形的部分 称为末端吸收。整个吸收光谱的形状是
鉴定化合物的标志。
吸收带分类
根据电子和轨道的种类，可以把吸收谱带分为四 类： K 吸收带、R 吸收带、B 吸收带和 E 吸收带。
图 (a) Frank-Condon原理示意图
(b) 紫外光谱的精细结构
6.1.2 电子跃迁选择定则(Selection rule)
跃迁必须遵守选择定则
理论上，允许的跃迁，跃迁几率大，吸收强度高( max大)；禁阻的跃迁，
跃迁几率小，吸收强度低或者观察不到。 实际上禁阻的跃迁也可以观察到，只是其强度要比允许跃迁要小得多。
紫外-可见光谱分析
6.1.1紫外-可见光谱的基本原理
紫外-可见吸收光谱（UV-VIS） 分子吸收10～800nm光谱区的电磁波而产生的吸收光谱。该数 量级能量的吸收，可导致分子的价电子由基态(S0)跃迁至高能 级的激发态(S1, S2, S3, …) 紫外-可见光区分为三个区域：
081高分子的紫外吸收光谱汇总.
分子轨道能级及不同类型分子结构的电子跃迁
2、吸收带类型
⑴R吸收带（n →π*跃迁）特点是波长较长，但吸收较弱（ε＜100） 属禁戒跃迁。
⑵K吸收带（π→π*跃迁）由共轭烯烃和取代芳香化合物引起。特点是 波长较短但吸收较强（ ε >10000）。
⑶B吸收带（ 苯环振动加π→π*跃迁）是芳环、芳杂环特征谱带，吸 收强度中等（ ε＝1000）。特点是在230～270nm，谱带较宽且含 多重峰或精细结构。
⑷E吸收带（π→π*跃迁）也是芳香族的特征谱带，吸收强度较大(ε＝ 2000~14000)，吸收波长偏向紫外的低波长部分。
§8.2 谱图解析
一、高分子紫外吸收光谱的特点
1、只有2～3个吸收峰，峰形平缓，选择性不如红外； 2、吸收峰主要取决于分子中的发色和助色团的特性，而不是整个分
子的特性。 3、紫外光谱在高分子研究中有局限性，只有具有重键和芳香共轭体
4、高分子单体纯度的测定
大多数高分子合成反应对所用的单体纯度要求很高，如有杂质直接影 响质量。
以样品的吸光度A对波长λ作图，得到的是紫外光谱。
二、电子跃迁类型和吸收带
1、电子跃迁类型 •价电子主要包括三种电子：形成单键的σ电子，形成重键的π电子；非 键的n电子。 •σ→σ*所需能量最高，λ＜200nm 属远紫外区。 •n→σ*跃迁， λ＝150～250nm 含杂原子的饱和有机化合物的吸收 •n →π*和π→π*跃迁，分子中含有 共价键的不饱和基团
将聚苯乙烯和聚丁二烯两种均聚物以不同比例混合，测得一系列 已知苯乙烯含量所对应的Δε值，作出工作曲线。只要测得未知物 的Δε值就可从工作曲线上查出苯乙烯的含量。
紫外光谱的原理及其应用
紫外光谱的原理及其应用紫外光谱是紫外分光光度计等分析化学中的重要工具。
UV（紫外线）光谱的另一个名称是电子光谱，因为它涉及将电子从基态提升到更高的能量或激发态。
在本文中，我将解释紫外光谱的基本原理、工作原理和所有应用。
一、紫外光谱简介紫外光谱是一种吸收光谱，其中紫外线区域（200-400nm）的光被分子吸收。
紫外辐射的吸收导致电子从基态激发到更高能态。
被吸收的紫外线辐射的能量等于基态和高能态之间的能量差（deltaE=hf）。
通常，有利的跃迁是从MAX占据分子轨道(HOMO)到LOW未占据分子轨道(LUMO)。
对于大多数分子来说，LOW能量占据的分子轨道是s轨道，对应于sigma键。
p轨道处于较高的能级，具有未共享电子对的轨道（非键轨道）位于较高的能级。
未占轨道或反键轨道（pie*和sigma*）是能量High的占据轨道。
在所有化合物（除了烷烃）中，电子都会经历各种跃迁。
一些随着能量增加的重要转变是：非键到派*，非键到sigma*，派到派*,sigma到pie*和sigma到sigma*。
二、紫外光谱学原理紫外光谱遵循比尔-朗伯定律，该定律指出：当一束单色光通过吸收物质的溶液时，辐射强度随吸收溶液厚度的下降率与入射辐射成正比：以及溶液的浓度。
Beer-Lambert定律的表达式为-A=log(I0/I)=Ecl其中，A=吸光度，I0=入射到样品池，目的光强度I=离开样品池的光强度C=溶质L目的摩尔浓度=样品池长度(cm.)，E=摩尔吸光率从比尔-朗伯定律可以清楚地看出，能够吸收给定波长的光的分子数量越多，光吸收的程度就越大。
这是紫外光谱的基本原理。
三、紫外光谱的仪器和工作可以同时研究紫外光谱仪的仪器和工作。
大多数现代紫外光谱仪由以下部分组成：光源：钨丝灯和氢氘灯是广泛使用的光源，因为它们覆盖了整个紫外区域。
钨丝灯富含红色辐射；具体地说，它们发出375nm的辐射，而氢氘灯的强度低于375 nm。
单色器：单色器通常由棱镜和狭缝组成。
紫外光谱的基本原理
噻吩 231nm （ ε 7400）
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2.5 空间结构对紫外光谱的影响
2.5.1 空间位阻的影响
直立键 λmax ﹥平伏键 λmax
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2.5.2 顺反异构
双键或环上取代基在空间排列不同而形成的异构体。 反式 λmax ﹥ 顺式 λmax
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2.5.3 跨环效应
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2.2.2 烯、炔及其衍生物
非共轭 *跃迁， λmax位于190nm以下的远紫外区。
例如：乙烯 165nm（ε 15000），乙炔 173nm
C＝C与杂原子O、N、S、Cl相连，由于杂原子的助色 效应， λmax红移。
小结：C＝C，C≡C虽为生色团，但若不与强的
助色团N，S相连， *跃迁仍位于远
（2）220-250nm内显示强的吸收（近10000或更大），这 表明K带的存在，即存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯 或、 不饱和醛、酮）
（3）250-290nm内显示中等强度吸收，且常显示不同程度 的精细结构，说明苯环或某些杂芳环的存在。
（4）250-350nm内显示中、低强度的吸收，说明羰基或共
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同一碳原子上杂原子数目愈多， λmax愈向长波移动。
例如：CH3Cl 173nm，CH2Cl2 220nm， CHCl3237nm ，CCl4 257nm
小结：一般的饱和有机化合物在近紫外区无吸收， 不能将紫外吸收用于鉴定； 反之，它们在近紫外区对紫外线是透明的， 所以可用作紫外测定的良好溶剂。
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2.1.3紫外光谱表示法
1.紫外吸收带的强度 吸收强度标志着相应电子能级跃迁的几率，
简述紫外可见光谱的基本原理
紫外可见光谱的基本原理紫外可见光谱是一种常用的光谱分析技术，它利用分子能级跃迁的原理，通过测量样品对特定波长光的吸收或反射来分析样品的组成和性质。
以下是对紫外可见光谱基本原理的简要概述。
1.分子能级跃迁紫外可见光谱的原理基于分子能级跃迁。
在紫外可见光照射下，分子从基态（最低能级）跃迁到激发态（较高能级）。
这个过程通常伴随着能量的吸收，因此样品的分子在特定的波长下会吸收光。
分子的能级跃迁能量取决于分子的结构，因此不同物质的能级跃迁能量不同，从而形成了各自独特的紫外可见光谱。
2.吸收波长与能级差关系紫外可见光谱的吸收波长与分子能级差密切相关。
当照射光的能量与分子能级差相匹配时，分子会吸收该能量的光并产生吸收峰。
因此，不同物质的紫外可见光谱具有不同的吸收峰位置和形状，这成为物质鉴别的关键。
通过测量样品在不同波长下的吸光度，我们可以获得样品的紫外可见光谱图。
3.不同物质的光谱特征不同物质由于分子结构和能级差的不同，其紫外可见光谱具有独特的特征。
例如，芳香族化合物通常在200-300nm范围内具有强的吸收峰，这是由于芳香环的电子结构导致的。
此外，不同官能团也有特定的吸收峰，如烯烃在290nm左右有明显的吸收峰，而羟基则在300nm左右有强的吸收峰。
这些特征使得紫外可见光谱成为一种有效的物质鉴别方法。
4.定量分析紫外可见光谱也可用于定量分析，即通过测量样品在不同波长下的吸光度来确定样品中某种物质的含量。
常用的定量方法有标准曲线法、内标法等。
通过与标准品在同一条件下测量得到的紫外可见光谱进行比较，可以计算出样品中目标物质的含量。
这种定量分析方法在化学、生物、环境等领域有着广泛的应用。
总之，紫外可见光谱的基本原理是基于分子能级跃迁、吸收波长与能级差关系以及不同物质的光谱特征等进行的。
通过对紫外可见光谱的测量和分析，我们可以获得样品的组成和性质信息，并对其进行定量分析。
2.3_紫外-可见吸收光谱法
吸收光谱图所测量的是光通过样品后，光强随 频率（或波长）变化的曲线。 吸光和透光的强度的表示方法： （1）透光率T（%）
I T (%) 100 I0
（2）吸光度 A
I0 A lg( ) I
（3）吸光系数ε
A e Cb
（4）对数吸光系数
lg e
（5）吸光率A（%）
A(%) 1 T (%)
本章学习后应掌握的要点
1、物质对光的选择性吸收可以用吸收曲线来描述。 2、光的吸收定律的数学表达式是A=εcb。吸收系数 ε表示物质对某一特定波长光的吸收能力。 3、光的吸收定律有一定的适用范围。光的吸收定律 产生偏差现象的原因主要是单色光不纯和显色溶 液中发生水解、缔合、沉淀等化学反应。
4、紫外吸收光谱和可见吸收光谱同属电子光谱， 都是由于价电子跃迁而产生的。
ÆÆ Æ ×ÆÆ
ÆÆ×ÆÆ ¨Æ
ÆÆÆÆ
100nm
200nm
400nm
800nm
真空紫外区——波长范围在200nm以下的区域。
普通紫外区——波长范围在200nm－400nm之间的区域。 可见光区——波长范围在400nm－800nm之间的区域。 可见光区与普通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。
同样可以用紫外光谱判别顺反异构。 例 肉桂酸有下面两种构型： H C=C COOH H C=C H COOH
H
由于顺式空间位阻大，苯环与侧链双键共平面性 差，不易产生共轭；反式空间位阻小，双键与苯环在 同一平面上容易产生共轭。因此，反式： lmax=295nm emax=13500, 顺式： lmax=280nm ，emax=7000。反式的 波长和强度比顺式的大。
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简述紫外可见光谱产生的原理
光谱是指光波分解后，以图像或者数据表示的，不同频率（即波长）的光线的分布模式。
这些不同的频率表示了光的不同特性，由此可以得出光的种类和特征。
除了可见光谱，科学家们还发现了其他类型的光谱，如紫外可见光谱。
首先，紫外可见光谱是一种由室外空气中悬浮的紫外线产生的光谱，紫外线是由电离辐射（通常是太阳辐射）产生的。
紫外波长位于可见光波长的下方，一般在400纳米以下，由于紫外波长较短，因此被称为紫外光。
此外，由于紫外线的能量比可见光高，所以它对物体的作用也会有所不同。
紫外可见光谱的产生原理是由日光而言的。
日光是一种复杂的热量系统，包括可见光和紫外线，其源自太阳光。
太阳辐射的能量，经过大气层的变化，都会被空气分散并发出。
当太阳光穿过大气层时，大气层又会将其中的一部分紫外线拦截，导致了紫外可见光谱的产生。
在日光辐射中，有两种紫外线：长波紫外线和短波紫外线。
长波紫外线在一个更低的频率，被称为非可见光，因为它不能被眼睛所感知。
但是它也是可以被物质的润滑剂（如基础油）所吸收的，因此也可以被用来检测物质的润滑状态。
而短波紫外线（即可见光）被分解成可见光，可以比较清楚的看到物质的表面形态。
总的来说，紫外可见光谱的产生原理是由太阳辐射和大气层的穿透率共同决定的，它们可以被用来测量物质的润滑状态和检测物质的表面形态。
通过更深入的研究，人们将能够更加深入地了解它们，并
运用它们来满足人们对特定物质的检测方面的需求。