紫外可见光谱和荧光光谱
紫外吸收光谱和荧光发射光谱的区别
《紫外吸收光谱和荧光发射光谱的区别》紫外吸收光谱呀，那可是挺有意思的一个事儿呢。
它主要说的就是物质对紫外光的吸收情况啦。
想象一下，紫外光就像一群小精灵，往物质那儿跑，有些物质可就不客气啦，会把这些紫外光的一部分给“吃”进去，也就是吸收掉呀。
然后咱们通过仪器去检测，就能看到在不同波长的紫外光下，物质吸收的程度不一样，最后画出的那个光谱图，就反映了这个物质对紫外光吸收的特点呢。
比如说，有的地方吸收得多，光谱上就出现个高高的峰，有的地方吸收少，那就是个矮矮的小坡啦。
荧光发射光谱就不一样咯。
它得先有个激发的过程呀，就好比给物质打一针“兴奋剂”，用特定波长的光去照射这个物质，物质里的那些小粒子呀，就像被叫醒了一样，变得活跃起来啦。
然后呢，这些活跃起来的粒子过一会儿又会把吸收来的能量以光的形式再发射出去，咱们检测这个发射出来的光，画出的光谱就是荧光发射光谱啦。
它的样子和紫外吸收光谱可大不一样哦，荧光发射光谱的峰呀、谷呀，对应的情况都和紫外吸收光谱有着自己的差别呢。
从产生的原理上看呀，紫外吸收光谱就是物质单纯地吸收紫外光，就像肚子饿了吃东西一样简单直接。
可荧光发射光谱呢，先是吸收了能量被激发，再把能量转化成光发出去，就像先充电再放电的感觉呀，多了这么个曲折的过程呢。
再说说它们在实际用处上的区别呗。
紫外吸收光谱常常用来判断物质里有没有某些特定的结构呀，就像侦探一样，靠它能发现物质的一些小秘密呢。
荧光发射光谱呢，在检测一些微量的物质上可有一手啦，哪怕只有一点点物质，它发射出来的荧光有时候也能被检测到，可厉害了。
还有哦，在观察它们的条件上也有不同呀。
紫外吸收光谱一般就是在紫外光照射下看看吸收情况就行啦。
荧光发射光谱呢，除了要选好激发光的波长，还得注意周围环境呀，有时候环境稍微变一变，那荧光发射的强度啥的都会跟着变呢，得小心翼翼地去检测哦。
紫外吸收光谱和荧光发射光谱，各有各的特点，各有各的本事，就像两个不同的小伙伴，在分析物质的这个大舞台上各自发挥着独特的作用，咱们了解它们的区别，就能更好地利用它们去探索物质世界的奥秘啦。
第六章 紫外光谱与荧光光谱
4、强带、弱带： ε>104的吸收带为强带，ε<1000的吸收带为弱带
5、肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微 增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
吸 光 系 数
2021/6/27
波长
六、紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。 横坐标表示吸收光的波长，用nm为 单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以 用A(吸光度)、T(透射比或透光率或 透过率) T = I / I0。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。 曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰 的位置，纵坐标为它的吸收强度。
n → π*
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4、立体效应
空间位阻：影响共平面性，从而影响共轭效应。
OO
HC C CH3 λmax=466
O CO
C
λmax=300
邻位效应：苯环邻位取代影响共轭。
跨环效应：两个基团虽不共轭，但由于空间的排列，他们 的电子云仍能相互影响，使最大吸收波长和吸光系数改变
λmax=292 ε= 292
3、双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同一吸收 池而后到达检测器，产生交流信号。无需参比池。△=1～
2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。
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6.3 各类化合物的紫外吸收光谱
一、饱和化合物 1、饱和烷烃：σs*，能级差很大，紫外吸收的波 长很短，属远紫外范围。
K带：共轭非封闭体系的π →π* 跃迁产生的吸收带。（210~250nm）
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CH2=CH-CH=CH2
芳香族化合物中的π→π*跃迁
E1带180184nm； >10000 E2带200204 nm ≈1000
紫外-可见分光光度法
E=A / C C为100ml溶液中所含被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算），g
（C = 0.003001g ×（1-水分）/ 100ml)
二.鉴别: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
在高精度的分析测定中（紫外区尤其 重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池 材料本身的吸光特征以及吸收池的光程长 度的精度等对分析结果都有影响。
玻璃吸收池因为能吸收紫外光，故只 能用于320nm以上的可见光区。
石英吸收池因不吸收紫外光而常用 于3０0nm以下的紫外光区，但也可用于 可见光区。
最常用的光路长度为: 1cm的吸收池。
表示方法：
（1）百分吸收系数（E）：
以
E 1% 1cm
表示。
E=A/C(%)×L(cm)
中国药典规定的吸收系数即为
E 1% 1cm
。
在用吸收系数法计算含量时，E11c%m 通常要
大于100
（2）摩尔吸收系数（ε）：
当溶液的浓度（C）为1mol/L,光路长 度（L）为1cm时，相应的吸光度为摩尔吸 收系数，以ε表示。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长 范围为190～900nm。
第二节 光吸收基本定律和吸收系数
1.光吸收基本定律： 比尔—郎伯（Beer—Lambert）定律
为光吸收基本定律，是分光光度分析的 理论基础。 Lambert于1730年提出了光 强度与吸收介质厚度的关系。1852年 Beer提出了光强度与吸收介质中吸光物 质浓度之间的关系。
光源为空心阴极灯。每种元素都 有各自的空心阴极灯，因此原子 吸收光谱是锐线光谱。
紫外可见吸收光谱、漫反射光谱和荧光光谱及其应用
Tanabe—Sugano图
4.光谱化学系列和电子云扩胀
配合物的能级主要和配位场分裂 能Dg及d电子间的互斥参数B有关，在 分析一系列配合物的电子光谱中，发 现了跟这二个参数（Dg和B）有关的 变化规律，这就是所谓的“光谱化学 系列”和“电子云扩胀系列”，用此 可推出一些化学上有用的信息。
1）姜─泰勒效应
[Ti(H2O)6]3+的吸收光谱
1927年，H.A.John and E.Teller指出，若d壳 层电子云分布呈不对称，则配合物的构型将会 发生形变，产生长、短M-L键。这一现象称为 姜-泰勒效应。
姜-泰勒效应的本质：是体系消除基态简并态 ，电子填入较低的能级中，从而获得额外的 LFSE。
光谱化学系列中的△（或Dg）的大小不仅受到 静电效应的影响，而且还受到共价性的影响。
对同一配位体，Dg也因中心金属离子
的不同而有差别，变化规律大体有： Mn2+ ＜Co2+ = Ni2+ ＜V2+ ＜Fe3+ ＜Cr3+ ＜
V3+ ＜Co3+ ＜Mn4+ ＜Mo3+ ＜Rh3+＜Ir3+ ＜ Pt4+ ……
4） 振动偶合
配位场强度与金属──配体距离有关，振动偶合会使状态数 增多，增加了谱带的宽度。
5） 海森堡测不准关系
涉及能量和时间的测不准关系式为：
△Eτ≥1/2 h
式中 △E是寿命为τ的某个状态的能量不确定性。这个关系式 表明，具有有限寿命的状态并不具有准确的恒定的能量，其能 量有一分布或不确定性。此不确定性随寿命的减少而增加。除 基态外，所有的状态都表现出自发发射，所以激发态并无尖锐 的确定能量。而激发态的有限寿命及由此带来的能量不确定性 就使谱峰产生了一定的宽度，测不准加宽属于正常自然宽度， 许多因素对线宽的贡献大大超过了测不准关系。
各种光谱技术及其应用
各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具，它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用，如化学、生物学、物理学等，本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。
1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术，它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。
UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。
例如，可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。
2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。
红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。
例如，通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。
在核磁共振光谱中，物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振，从而产生一系列特征峰。
核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。
例如，核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。
4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。
荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。
例如，荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。
5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。
质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。
例如，质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。
6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。
第六章 紫外光谱与荧光光谱
吸 光 系 数
n=3
n=5
波长
2、超共轭效应
当烷基与共轭体系相连时， σ 电子与共轭体系的p电子
云产生一定程度的重叠，扩大了共轭范围，使跃迁能量
降低，吸收红移。
max（nm） 苯 甲苯 间二甲苯
1，3，5-三甲苯
max 200 300 300 305 300
举例:
如乙烯基、羰基、硝基、偶氮基—N＝N—、 乙炔基、腈基、苯等。
O HC
O C CH3
2、助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、— NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm 的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用， 增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收 强度增加)，这样的基团称为助色团。
在近紫外或可见光区有吸收，其特点是在 270~350nm ，吸
光系数较小在100以内，为弱带，该跃迁为禁阻跃迁。 如：甲基乙烯基丙酮： λmax为324nm
小结： 紫外光谱一般指近紫外区，即 200-400nm，那 么就只能观察 p p *和 n p *跃迁。也就是说紫外 光谱只适用于分析分子中具有不饱和结构的化合物。
5、肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微 增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
吸 光 系 数
波长
六、紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm为 单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以 用A(吸光度)、T(透射比或透光率或 透过率) T = I / I0。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。 曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰 的位置，纵坐标为它的吸收强度。
第二章+紫外吸收光谱
物质吸收紫外/可见光引起电子能级间的 跃迁而产生的吸收光谱叫紫外/可见光谱。
2.1 紫外吸收光谱的基本概念和原理
一、紫外与可见光波波长范围：
远紫外光区
近紫外光区
可见光区
10 nm 190 nm
400 nm
800 nm
波长10-190 nm范围内的为远紫外区（真空紫外区）
波长190-400 nm范围内的为近紫外区(石英紫外区 )
芳香族化合物的π→π*跃迁。
B带波长230~ 270 nm, 中心在 254 nm, ε ≈204 E带把苯环看成乙烯键和共轭乙烯键π →π* 跃迁引
起的吸收带
2. 2 各类有机化合物的紫外吸收
一、饱和化合物
饱和烷烃 σ→σ*跃迁，λmax〈190 nm 饱和卤代烃、醇、胺等。
化合物 n→σ* εmax
3、选择定则
（1）电子自旋允许跃迁 电子在跃迁过程中，要求自旋方向保持不变。
S0 S1，S0 S2，T1 T2 跃迁允许 S0 T1，S0 T2 禁阻跃迁
（2）对称性允许 允许跃迁要求电子只能在对称性不同性的不同能级间 进行。
g u：σ σ π π 跃迁允许
g g， u u ： n π禁阻跃迁
三、紫外光谱的产生和电子跃迁的类型
253 nm
1个延长双键 30
3个环外双键 3 ×5
5个取代基 5×5
323 nm
实测值 320nm
253 + 3 ×5 + 5×5 =293 nm 实测值285nm
2、α,β-不饱和醛、酮最大λmax的计算
注：
（1）环上羰基不作为环外双键。 （2）有两个可供选用的α，β-不饱和羰基母体时，应 优先选择具有波长较长的作母体。例：
紫外光谱与荧光光谱的区别与联系
紫外光谱与荧光光谱的区别与联系嘿，朋友们！今天咱来唠唠紫外光谱和荧光光谱这俩玩意儿。
你说这紫外光谱啊，就像是个神秘的侦探，能通过对物质吸收紫外线的情况来探究它的秘密。
它能告诉我们物质里都有些啥成分，是不是挺厉害的？就好比你去参加一个聚会，紫外光谱能帮你一眼看穿每个人的独特之处。
那荧光光谱呢，就像是夜晚的萤火虫，闪闪发光，特别显眼。
它能让那些会发光的物质现出原形。
你可以想象一下，在一个黑黑的屋子里，只有那些有荧光特性的东西在那里亮闪闪的，多有意思呀！它们俩有啥区别呢？首先啊，紫外光谱关注的是吸收，而荧光光谱关注的是发射呀。
一个是看物质吸收了啥紫外线，一个是看物质发出了啥光。
这就好像一个人擅长倾听别人说话，另一个人擅长自己表达一样，各有各的本事呢！再说说它们的联系吧，它们就像是一对好兄弟，经常一起出现呢。
有时候知道了紫外光谱的情况，就能猜到荧光光谱大概会是啥样；反过来也一样。
就跟你知道了一个人的性格，大概也能猜到他在某些事情上的反应差不多。
你看啊，在化学研究里，要是没有这俩家伙帮忙，那得有多难啊！就好像你在黑暗中摸索，没有一点亮光。
它们能让我们更清楚地了解物质的性质和结构，为我们打开一扇又一扇科学的大门。
而且啊，在实际应用中，它们的作用可大了去了。
比如在医学上，可以用它们来检测疾病；在环境监测上，能帮我们发现那些有害的物质。
这不就像是我们生活中的好帮手吗？总之啊，紫外光谱和荧光光谱，一个像侦探，一个像萤火虫，它们各有特点，又紧密相连。
它们是科学世界里的宝贝，为我们的探索和发现提供了强大的助力。
没有它们，我们的科学研究可就没那么精彩啦！所以说，我们可得好好珍惜它们，让它们发挥出更大的作用呀！。
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2.1.3 电子跃迁 有机物在紫外和可见光区域内电子跃迁的方式一般有:
σ→σ*,
n →σ*,
π→π*,
n→π*
1) σ→σ*
饱和烃中的C-C键是σ键.产生σ→σ*跃迁所需能量大, 吸收波长小于150 nm的光子, 即在真空紫外区有吸收.
红移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向长波 方向移动的现象称为红移现象。
蓝移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向短波 方向移动的现象称为蓝移现象。
增色效应：使值增加的效应称为增色效应。
减色效应：使值减少的效应称为减色效应。
max与化学结构的关系
应用伍德沃德和费塞尔规则来估算化合物紫外吸收max的位置。 该公式为：
(1) 饱和有机化合物的紫外吸收
只有部分饱和有机化合物（如C-Br、C-I、C-NH2）的n*跃 迁有紫外吸收。
(2) 不饱和脂肪族有机化合物的紫外吸收
只有具有-共轭和p-共轭的不饱和脂肪族有机化合物可以在近 紫外区出现吸收。吸收是由*跃迁和n*跃迁引起的。
(3) 芳香族有机化合物的紫外吸收
芳香族有机化合物都具有环状的共轭体系，一般来讲，它们都有 三个吸收带。最重要的芳香化合物苯的吸收带为：
(6) 电荷转移跃迁
电荷转移可以是离子间, 离 子与分子间, 以及分子内的转 移, 条件是同时具备电子给体 (donor) 和 电 子 受 体 (acceptor).电荷转移吸收谱 带的强度大, 吸收系数一般大 于10,000. 这种跃迁在聚合 物的研究中相当重要。
2.1.4 吸收带的分类：
R吸收带（n - π *跃迁）由酮基、-- NO2、-- NO、 -- N==N等发 色基团引起。特点是波长较长，但吸收较弱。测定这种吸收带时需 要浓溶液。
几个基本概念： 生色基：能在某一段光波内产生吸收的基团，称为这一段具有非键电子的原子或基团连在双键或共轭 体系上时，会形成非键电子与电子的共轭 （p- 共轭），从而使电子的活动范围增大，吸 收向长波方向位移，颜色加深，这种效应称为 助色效应。能产生助色效应的原子或原子团称 为助色基。
2.1 紫外-可见光谱的基本原理
2.1.1 紫外-可见光谱
紫外光谱(Ultraviolet spectroscopy, UV)是吸收光谱. 通常说的 紫外光谱的波长范围是200-380 nm, 常用的紫外光谱仪的测试范 围可扩展到可见光区域, 包括400-780 nm的波长区域. 低于200 nm的吸收光谱属真空紫外光谱, 要用专门的真空紫外光谱仪测试.
K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）。
B吸收带（苯环振动加 π - π *跃迁）该吸收带是芳环、芳杂环的特 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, 精细结构是由于振动次能级的影响， 当使用极性溶剂时，精细结构常常看不到。
(3)π→π*
不饱和烃, 共轭烯烃和芳香烃类可发生此类跃迁, 吸收波长大多在紫外区(其中孤立双键的λmax小于 200 nm), 吸收峰的吸收系数ε很高.
(4) n→π*
在分子中含有孤对电子的原子和π键同时存在时, 会发生n→π*跃迁, 所需能量小, 吸收波长＞200 nm, 但吸收系数ε很小，一般为10-100.
远紫外区 （真空紫外区） 近紫外区
可见光区
13.6nm
200nm
380nm
780nm
当紫外光照射分子时，分子吸收光子能量后受激发而从一个 能级跃迁到另一个能级，由于分子的能量是量子化的，所以只 能吸收等于分子内两个能级差的光子。
△E= E2 -E1=hγ=hc/λ
（E2 , E1 -–始态和终态的能量 h -–普朗克常数 γ –-频率 c –-光速 λ –-波长）
紫外光的波长以300nm代入上式，求出紫外光的能量为：
E =4（ev）
电子能量 1-20 ev
分子的能量 分子振动能量 0.05-1 ev
形成较宽的谱带
转动能量 0.05-1 ev
2.1.2 紫外光谱图的组成
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光 的波长,用nm 为单 位。
(2) n →σ*
含 O, N, S 和卤素等杂原子的饱和烃衍生物可发生 此 类 跃 迁 , 所需能量也较大, 吸收波长为150-250 nm 的光子.
C-OH 和 C-Cl 等基团的 吸收 在真空紫外区域内.
C-Br, C-I 和 C-NH2等基团的吸收在紫外区域内，其 吸收峰的吸收系数ε较低，一般ε＜300.
不同分子结构具有不同电子跃迁方式, 有的基团可 有几种跃迁方式。在紫外光谱中主要研究的跃迁是 在紫外区域有吸收的π→π*和n→π*两种。
除上述4种电子跃迁方式外，在紫外和可见光区还
有两种较持殊的跃迁方式，即众d-d 跃迁和电荷转移跃
迁.
(5) d-d 跃迁
在过渡金属络合物溶液中容易产生这种跃迁, 其吸 收波长一般在可见光区域, 有机物和高分子的过渡金属 络合物都会发生这种跃迁。
max= 184 nm ( = 47000), max= 204 nm (6900） max= 255 nm (230）
2.1.6 影响紫外光谱的因素
(1) 紫外吸收曲线的形状及影响因素 紫外吸收带通常是宽带。
影响吸收带形状的因素有：被测化合物的结构、测定的状态、 测定的温度、溶剂的极性。
(2) 吸收强度及影响因素 能差因素： 能差小，跃迁几率大 空间位置因素:处在相同的空间区域跃迁几率大 (3) 吸收位置及影响因素
E吸收带（ π - π *跃迁）与B吸收带一样，是芳香族的特征谱带， 吸收强度大（ε=2000—14000，吸收波长偏向紫外的低波长部分， 有的在远紫外区。如苯的E2 和E1分别在184nm （ε=47000）和 204nm (ε=7000），苯上有助色团取代时， E2移向近紫外区。
2.1.5 各类化合物的紫外吸收