紫外可见光谱连续吸收谱的原理
物质的紫外-可见光吸收光谱产生的原因是
物质的紫外-可见光吸收光谱产生的原因是
物质的紫外-可见光吸收光谱产生的原因是分子内的电子能级
间的跃迁所引起的。
在化学中，分子通常由许多原子组成，每个原子都有一定数量的电子。
这些电子在分子中的各种能级上存在，能级之间的差异决定了分子的光谱特性。
当物质受到紫外-可见光的照射时，其中的电子会被激发到更高的能级上。
然后，这些电子可能会从激发态返回到基态，释放出一定能量的光子。
这些光子的能量与波长对应于紫外-可见光的光谱范围。
具体来说，当分子处于基态时，其电子处于最低能量的原子轨道上。
当分子吸收能量后，电子会跃迁到激发态，即更高能量的原子轨道上。
这个过程中，吸收的能量必须与分子内的电子能级之差相对应。
这就解释了为什么不同物质对不同波长的光有不同的吸收特性。
因此，物质的紫外-可见光吸收光谱产生的原因是分子中的电
子从低能级跃迁到高能级时，吸收光的能量与波长对应于紫外-可见光的范围。
紫外-可见吸收光谱的产生及基本原理
判别顺反异构体
H
H C C H
C C
H
顺式
反式 λmax=295nm εmax=27000
λmax=280nm εmax=13500
共平面产生最大共轭效应， εmax大
判别互变异构体
O CH3 C H O C C H OC2H5
H O O H O H O H
酮式:λmax=272nm,εmax=16
汞灯用于波长检定。
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。
a
b c
比例常数，称为吸光系数
液层厚度，单位cm 浓度。当浓度 c 以 g· L-1 为单位，液层厚度 b 以 cm 为单位 时，吸光系数的单位为：L· g-1· cm-1
紫外分光光度法定性分析
比较吸收光谱曲线法：
可以将在相同条件下测得的未知物的吸收光谱与标准谱图 进行比较来作定性分析。如果吸收光谱的形状，包括吸收光谱 的λmax、λmin、吸收峰的数目、位置、拐点以及等完全一致，则 可以初步认为是同一化合物。
OH CH3 C H O C C OC2H5
O H
O
烯醇式:λmax=243nm,εmax=16000
纯度的控制和检验
a) 根据吸收光谱判断
含10-6M蒽的苯溶液
苯溶液
b) 根据lgε判断
4.10 例如：标准菲 lg 氯仿 max( 296 nm )
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
紫外可见吸收光谱法
-C-C- 如：乙烷: max=135nm C-H 如: 甲烷: max= 125nm
2) n * 跃迁
分子中未共用n电子跃迁到* 轨道
化合物种类：凡含有n电子的杂原子的饱和化合物
特点：跃迁所需要的能量较高
位置：远紫外光区和近紫外光区
150-250nm
ε=100 ～ 1000 L·cm-1 ·mol-1
Mn+-Lb- M(n+1)+-L(b+1)- (hν) [Fe3+-SCN-]2+ [Fe2+-SCN]2+ （这就是配合物λmax=490nm为血红色原因）
金属配合物的电荷转移吸收光谱，有三种类型：
1. 电子从配体到金属离子: 相当于金属的还原； 2. 电子从金属离子到配体； 产生这种跃迁的必要条件是金属离子容易被氧化
白炽光源: 热辐射光源：可见光区，340-2 500nm，影响因素：灯电压
如 钨丝灯和卤钨灯； 气体放电光源: 气体放电发光光源：紫外光
否相同。 在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。
三、紫外-可见分光光度计
光源 λ1、 λ2、 λ3、 …、 λn
分光系统
λmax
调制放大 记录系统→显示A
检测系统 光→电
I0→样品池→ It
紫外-可见分光光度计主要组成部件
光源
分光系统
样品池
检测系统
记录系统
1、光源
1.光源：提供入射光的元件。
3.电子从金属到金属
配合物中含有两种不同氧化态的金属时，电子可在其间转移，
这类配合物有很深的颜色，如普鲁士蓝 （磷、砷）钼蓝 H8 [SiMo2O5(Mo2O7)5 ]
(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱分析
朗伯-比耳定律 材料对光的吸收可以用吸收定律加以描述。
布格Bouguer和朗伯Lambert先后于1729年和1760年阐 明了光的吸收和吸收层厚度的关系，称为朗伯定律。 1852年比耳又提出了光的吸收和吸收物浓度之间的关 系，称为比耳定律。两者的结合称为朗伯比耳定律。
1
B(hv Eg ) 2
为吸收系数，B为常数，hv 为光子的能量
Eg 为半导体的禁带宽带。
( )2和 hv为线性关系，由半导体的吸收光谱，做 ( )2
B
B
(
)
2和
hv
的图谱，就得到线性吸收边
B
如果将吸收边的线性关系延伸到与 hv
轴相交的地方，就可以得到半导体的带隙 Eg
一般将用这种方法得到的带隙叫做光学带隙，它的测 量是紫外-可见吸收光谱在半导体材料中最常见的应用。
dI x
ai dni
i 1
Ix
s
当光束通过厚度为b的吸收层时，产生的总的吸光度等
于在全部吸收层内吸收的总和，对上式积分得到：
m
ln I0
ai ni
i 1
I
s
吸光度是指吸光体对光的吸收程度，通常人们用
A
log
I0 I
来表示，因此，根据吸光度A的定义
A log I0
I
2. 禁戒的直接跃迁
某些情况下，即使在直接禁带的半导体材料中，其价 带顶和导带底都在K空间的原点，但是它们之间的跃 迁即K=0可能被选择定则禁止，而K不为0的情况下的 跃迁反而被允许，一般把这种跃迁称为禁戒的直接跃 迁。同样通过计算，可以得到吸收系数和光子能量的 关系
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
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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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精品课件！
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精品课件！
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(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：
紫外吸收光谱的原理
紫外吸收光谱的原理
紫外吸收光谱法是一种基于分子吸收特定波长紫外光后发生电子能级跃迁的分析方法。
在紫外光照射下，物质分子会吸收特定波长的光，导致光强减弱。
通过测量不同波长下的光强，可以获得物质的紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱的产生与分子内部的电子分布和分子轨道上的电子跃迁有关。
当紫外光照射物质分子时，分子中的电子会吸收特定波长的光能，从基态跃迁到激发态。
这些激发态的电子在返回基态时会释放出能量，表现为特定波长的光。
不同物质由于分子结构和电子分布不同，其紫外吸收光谱也具有特征性。
因此，通过对比已知物质的紫外吸收光谱，可以确定待测物质的主要成分。
此外，紫外吸收光谱还可以用于研究分子结构、化学键性质等。
总之，紫外吸收光谱法是一种基于分子吸收特定波长紫外光后发生电子能级跃迁的分析方法，具有广泛的应用价值。
紫外可见光谱的原理
紫外可见吸收光谱的原理Ultravioler and visible spectrophotometryUV-Vis一、概述1、概念紫外吸收光谱和可见吸收光谱都属于分子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。
利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断。
•在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法,主要有:•红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长范围2.5~1000μm,主要用于有机化合物结构鉴定。
•紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200~400nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。
•可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围400~750nm，主要用于有色物质的定量分析。
2、物质对光的选择性吸收单色光：单一波长的光复合光：两种或多种单色光混合而成的光白光（太阳光）：（1）由各种单色光组成的复合光（2）单色光+单色光（互为补色）溶液的颜色：由透射光波长决定表1.1 物质颜色和吸收光的关系物质颜色吸收光颜色波长/nm 黄绿紫400~450黄蓝450~480橙绿蓝480~490红蓝绿490~500红紫绿500~560紫黄绿560~580蓝黄580~610绿蓝橙610~650蓝绿红650~7803、吸收的本质：光子能量的转移当某种物质受到光的照射时，物质分子就会与光发生碰撞，其结果是光子的能量传递到分子上。
这样，处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态，即为激发态。
M （基态）+h M *（激发态）这就是物质对光的吸收。
二、吸收曲线测量某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，可得到一条曲线，称为吸收光谱曲线或光吸收曲线，它反映了物质对不同波长光的吸收情况。
1、吸收曲线的特点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λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。
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紫外可见光谱连续吸收谱的原理
紫外可见光谱连续吸收谱的原理是基于分子在电磁波作用下发生电子跃迁的现象。
当分子受到一定波长的电磁辐射时，能量被吸收，电子从基态跃迁到激发态，使分子从低能级到高能级跃迁，形成吸收峰。
吸收峰的强度与分子吸收的光的强度成正比。
连续吸收谱是指在一定范围内的波长内，分子吸收的光的强度是连续变化的。
这是因为分子的电子能级是连续的，吸收光的波长也是连续的。
因此，在连续吸收谱中，吸收峰之间是连续的，呈现出一条平滑的曲线。
通过对样品的连续吸收谱进行分析，可以确定样品的化学结构和含量等信息。
同时，连续吸收谱也可以用于研究分子的电子能级和电子跃迁等量子力学现象。