紫外吸收光谱的原理
紫外可见吸收光谱仪原理
紫外可见吸收光谱仪原理《紫外可见吸收光谱仪原理》紫外可见吸收光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、药学等领域的分析工具。
它利用原子或分子在紫外可见光区的吸收特性来确定样品的化学成分及其浓度，并通过测量光的强度与波长之间的关系，得到所谓的吸收光谱。
下面将介绍紫外可见吸收光谱仪的工作原理。
紫外可见吸收光谱仪的核心组成部分是光源、样品室、单色器、检测器和数据处理系统。
光源通常采用氘灯（用于紫外光谱）和钨灯（用于可见光谱），能够产生连续的宽谱光。
样品室是容纳样品的空间，通常是一个石英或玻璃制成的长方体容器，能够让光通过。
单色器的作用是将光分离成不同波长的单色光，采用光栅或棱镜作为分离元件。
检测器是用于测量光强度的设备，常用的有光电二极管、光电倍增管等。
数据处理系统主要是将测得的光强度与波长的关系进行处理和分析，常用的方式有计算机控制和显示屏显示。
紫外可见光谱仪的工作原理是基于物质对光的吸收现象。
当样品吸收入射光时，会发生分子的电子激发跃迁，从低能级向高能级跃迁，形成吸收峰。
吸收峰的强度与样品中物质的浓度及化学状态相关，可以通过测量吸收光强度来确定样品中某种物质的浓度。
通常情况下，光谱仪会扫描一定的波长范围，测量各个波长下的光强度，从而得到样品的吸收光谱。
在实际测量中，首先需要校正仪器，即测量一个未吸收光的基准样品，得到基准光强度。
然后，在样品室中放置要测量的样品，并测量其吸收光强度。
通过比较样品的吸收光强度与基准光强度的差异，可以计算出样品在各个波长下的吸收程度，进而分析样品的成分和浓度。
紫外可见吸收光谱仪具有快速、精确、便捷等优点，可以应用于许多领域的分析。
在化学、生物、药学等研究中，紫外可见吸收光谱仪广泛用于研究物质的结构、特性以及浓度等信息，为科学研究和工业生产提供了重要的分析手段。
紫外吸收法测定的原理
紫外吸收法测定的原理
紫外吸收法是一种常用的分析方法，它基于物质对紫外光的吸收特性来测定物质的浓度或含量。
其原理如下：
1. 紫外光的特性：紫外光是波长范围在200-400纳米之间的电磁波，具有较高的能量。
物质在紫外光的作用下，会发生电子激发或跃迁，从而吸收部分光能。
2. 吸收光谱：不同物质对紫外光的吸收具有特定的光谱特征。
在紫外光谱中，通常会出现吸收峰或吸收带，其位置和强度与物质的结构、化学键等相关。
3. 贝尔-朗伯定律：根据贝尔-朗伯定律，光的吸收与物质的浓度成正比。
即吸光度（A）与浓度（C）之间存在线性关系：A = εlc，其中ε为摩尔吸光系数，l 为光程长度，c为物质浓度。
基于以上原理，可以利用紫外吸收法进行定量分析。
首先，需要建立标准曲线，即测定一系列已知浓度的标准溶液的吸光度，并绘制吸光度与浓度的关系曲线。
然后，测定待测样品的吸光度，并通过标准曲线得到其对应的浓度。
紫外吸收光谱分析基本原理
165nm n
n
cc
cO
cO
4）芳香烃及其杂环化合物 苯：E1 带 180184nm， =47000； E2 带 200204 nm，=7000
苯环上三个共扼双键的 → *跃迁特征吸收带；B 带 230-270 nm，=200 → *与苯环振动引起；含取代基时，B 带简化，红移。
苯 甲苯 间二甲苯 1，3，5-三甲苯 六甲苯
4π→π＊跃迁 所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，εmax 一般在
104L·mol－1·cm－1 以上，属于强吸收。 （1）不饱和烃π→π*跃迁 乙烯π→π*跃迁的λmax 为 162nm，εmax 为：1×104
轭非封闭体系的 p → p* 跃迁 C=C 发色基团， 但 → *200nm。
（3） 电子能级的能量差ΔΕe 较大 1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外—可见光区， 紫外—可见光谱或分子的电子光谱； （4）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定，反映了分子内部能 级分布状况，是物质定性的依据； （5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将 在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax 也作为定性的依据。不同物质的λmax 有时可 能相同，但εmax 不一定相同； （6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量分析的依据。 二、有机物吸收光谱与电子跃迁 ultraviolet spectrometry of organic compounds 1．紫外—可见吸收光谱 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。
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。
紫外可见吸收光谱法
紫外可见吸收光谱法
一、基本原理
紫外可见吸收光谱（UV-VIS）是电子光谱，是材料在吸收10~800nm光波波长范围的光子所引起分子中外层电子在电子能级间跃迁时产生的吸收光谱，低于200nm的吸收光谱属于真空紫外光谱（即远紫外光谱，由于远紫外光被空气所吸收，故称为真空紫外光），通常讲的紫外光谱的波长范围是200~400nm，常用紫外可见光谱仪测试范围为400~800nm的可见光区，紫外可见吸收光谱分析法常称为紫外可见分光光度法。
1.吸收的一般规律
设有一块厚度为x的平板材料，入射光的强度设为I0，通过此材料后光强度变为I。
选取其中一薄层，并认为光通过此薄层的吸收损失-dI正比于在此处的光强度I和薄层的厚度dx，即-dI=α·I·dx，则可得到光强度随厚度呈指数衰减的规律，即朗伯特定律
I = I0 · e -αx（1）式中：α为物质对光的吸收系数，其单位为cm-1。
α的大小取决于材料的性质和光的波长。
对于相同波长的光波，α越大，光被吸收的越多，能透过的光强度就越小。
α随入射光波长（或频率）变化的曲线，叫做吸收光谱。
2.
2.4 紫外-可见光分光光度计系统
(3) 吸收池
吸收池也就是样品室，也称为比色皿。
它是由无色透明、能耐腐蚀的光学玻璃或石英制成的，能透过所需光谱范围内的光线。
玻璃——由于吸收紫外光，仅适用于可见光区；
石英——适用于紫外和可见光区。
(4) 探测器：将光信号转变为电信号的装置，现今使用的分光光度计主要采用光电管或光电倍增管作为探测器。
紫外光谱分析基本原理
TYPES OF TRANSITIONS
提示 分子轨道理论：一个成键轨道必定有一 个相应的反键轨道。通常外层电子均处 于分子轨道的基态，即成键轨道或非键 轨道上。
v Not
all transitions that are possible will be observed. Some electronic transitions are "forbidden" by certain selection rules. However, even forbidden transitions can be observed, but these are usually not very intense.
to *
Chromophore
lmax
Alkanes ~ 150 v__________________________
_____________________________
to *
Chromophore lmax ______________________ Alkenes ~ 175 Alkynes ~ 170 Carbonyls ~ 188 ________________________
真空 紫外区
近紫外区
可见光区
100nm
200nm
400nm
800nm
真空紫外区——波长范围在200nm以下的区域。 真空紫外区对普通有机物的结构分析的用处不大。 近紫外区——波长范围在200nm－400nm之间的区域。 近紫外区对有机物结构分析的用处最大。共轭体系以及 芳香族化合物在此区域内有吸收，是紫外光谱讨论的主要对 象。 可见光区——波长范围在400nm－800nm之间的区域。 可见光区与近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。
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
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。
紫外吸收光谱基本原理
13:04:14
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
2) 助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团
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1) 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；
s*
例：甲烷的λmax为125nm ,
乙 烷λmax为135nm。 只能在真空环境被真空紫外
E K
R
E, B
p*
n
p
分光光度计检测到；
s
常作为溶剂使用
收强度发生变化:
λmax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)。如图所示
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4) 增色效应和减色效应 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（吸收强度增强的效应）或 减色效应（吸收强度减小的效应)。 如图所示：
5) 强带和弱带 εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带
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2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h → M *
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h 量子化 ；选择性吸收
吸收曲线与最大吸收波
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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。