紫外可见光谱
紫外-可见吸收光谱法全
8. B带
芳香族化合物ππ*跃迁产生的特征精细结 构吸收带。
特点： ➢ 230~270nm 呈 一 宽 峰 ， 中 心 为 255nm 左 右 ，
且具有精细结构；（用于识别芳香族化合 物） ➢ε~200 L·mol-1·cm-1； ➢ 于极性溶剂中可能消失。
9. E带 也是芳香族化合物ππ*跃迁产生的特征吸 收带。可分为E1和E2带。 特点： E1带约为180nm（ε> 104 L·mol-1·cm-1 ）； E2带约为200nm（ε~ 7000L·mol-1·cm-1 ）。
测定同一化合物在不同极性溶剂中n* 跃迁吸收带，就能计算其在极性溶剂中氢键 的强度。
例：在水中，丙酮的n*吸收带为264.5 nm，
能量452.99 kJ·mol-1；在己烷中，该吸收带为
279 nm，能量为429.40 kJ·mol-1。
丙酮在水中形成的氢键强度为452.99 - 429.40 =
9.1.2 无机化合物的紫外-可见吸收光谱 9.1.2.1 电荷转移跃迁（强吸收） 1. 金属配合物或水合离子
(FeSCN)2+、Cl-(H2O)n 2. 谱峰位置与给受电子能力有关。
Mn+-Lb- hν M(n-1)+-L(b-1)-
电子受体 电子给体
9.1.2.2 配位场跃迁 d-d跃迁和f-f跃迁 特点：ε小，一般位于可见区。
4. 溶剂的选择 ➢ 尽量选用非极性溶剂或低极性溶剂； ➢ 溶剂能很好地溶解被测物，且形成的溶
液具有良好的化学和光化学稳定性； ➢ 溶剂在样品的吸收光谱区无明显吸收。
9.1.4.3 pH的影响
9.2 紫外-可见分光光度计 9.2.1 仪器的基本构造
光源 单色器 吸收池 检测器 信号指示系统
紫外可见光谱生色团吸收光谱对照
紫外可见光谱生色团吸收光谱对照1. 引言1.1 紫外可见光谱简介紫外可见光谱是一种常用的分析技术，用于研究物质在紫外和可见光波段的吸收和发射行为。
紫外可见光谱是通过测量样品在不同波长的光束中吸收或透射的程度来得到结果的。
根据样品吸收或透射的光谱图形，可以推断出样品的结构和性质，从而实现对样品的定性和定量分析。
紫外可见光谱广泛应用于化学、生物、环境等领域的研究和分析中。
紫外可见光谱是一种非破坏性的分析方法，操作简便、快速，可以实现对大多数样品的分析。
通过紫外可见光谱，可以实现对物质结构和性质的分析，对于研究物质的性质、合成新化合物、质量控制等方面具有重要意义。
紫外可见光谱的发展使得化学分析和研究变得更加便捷和高效。
1.2 生色团的定义生色团是指一种具有特定结构的分子或原子团，能够吸收特定波长范围内的电磁辐射，导致物质呈现不同的颜色。
生色团通常是由不饱和结构或含有共轭双键的结构组成，这些结构能够吸收紫外可见光谱范围内的光，产生吸收峰。
生色团的吸收光谱特征是其结构和电子构型的体现，可以通过对其吸收峰的位置、强度和形状进行分析来推断物质的结构与性质。
生色团的存在使得化合物具有颜色，而其吸收光谱的对照方法则可以通过比对不同化合物的吸收光谱特征，对物质进行区分与鉴定。
生色团的吸收光谱不仅在化学分析中有重要应用，也在材料科学、药物化学等领域具有广泛的意义。
通过对生色团吸收光谱的研究和分析，可以深入了解物质的结构特征和反应机理，为化学研究提供有力的支持。
2. 正文2.1 紫外可见光谱的原理紫外可见光谱是一种常用的分析技术，通过测量物质对紫外可见光的吸收情况来研究物质的结构和性质。
紫外可见光谱的原理基于物质分子或原子吸收紫外可见光时发生的电子跃迁。
当物质吸收特定波长的光子能量时，电子会从基态跃迁至激发态，这个过程产生的吸收峰可以在光谱图上观察到。
紫外可见光谱是根据吸收光谱绘制的，吸收光谱是指物质对不同波长光线的吸收程度的记录。
紫外可见光光谱
波长: 400 — 800 nm，1.5 — 3 eV
一般的电子跃迁能量变化在1 – 20 eV。
10
能级 跃迁
电子能级间跃迁 的同时，总伴随 有振动和转动能 级间的跃迁。即 电子光谱中总包 含有振动能级和 转动能级间跃迁 产生的若干谱线 而呈现宽谱带。
11
物质对光的选择性吸收
物质吸收光之后
Bisdisulizole disodium: UVA 苯基二苯并咪唑四 磺酸酯二钠
7
化学防晒霜成分特点
苯环 不饱和键多 杂原子化合物 不饱和键越多，吸收往UVA移
为什么？
8
防晒霜的使用
该涂抹多少？或 是防晒霜的浓度 多高才有效？
9
紫外线为什么会伤害？---- 能 量
紫外光
近紫外： 200 — 400 nm, 3 — 6 eV 真空紫外：100 — 200 nm, 6 — 12 eV
光谱的来源主要是在这些有机分子中s、 p和n轨道上的电子的跃迁。(The observed transitions involve electrons engaged in s or p or nonbonding n electron orbitals.
43
分子轨道(molecular orbitals)
41
Electronic Transitions of organic compounds etc.
紫外可见光谱和分子轨道的跃迁
42
概要
紫外可见光谱研究的主要对象是有机分 子 (Organic compounds represent the majority of the studies made in UV/Vis.)
Ce（IV）离子的吸收光谱 A：使用玻璃比色皿 B：使用石英比色皿 虚假峰的出现（虚假吸收）
紫外可见光谱原理
紫外可见光谱原理
紫外可见光谱是一种常用的分析技术，它利用物质对紫外可见光的吸收特性来
进行定性和定量分析。
在紫外可见光谱中，紫外光谱和可见光谱是两种不同的谱区，分别对应着不同的波长范围。
紫外光谱通常指的是波长在200-400纳米范围内的光谱，而可见光谱则是指波长在400-800纳米范围内的光谱。
紫外可见光谱的原理是基于物质分子的电子结构和能级跃迁规律。
当物质受到
紫外可见光照射时，部分分子中的电子会发生跃迁，从低能级跃迁到高能级，这个过程会吸收一定波长的光。
而吸收的波长与物质的分子结构和电子能级密切相关，因此可以通过检测物质对不同波长光的吸收情况来推断物质的成分和结构特征。
在紫外可见光谱仪中，光源会发出一定波长范围内的光，经过样品后，检测器
会测量透射光的强度。
通过比较样品前后光的强度差异，可以得到样品对不同波长光的吸收情况。
根据吸收峰的位置和强度，可以推断出样品中存在的化学成分以及它们的浓度。
紫外可见光谱在化学、生物、药物、环境等领域都有着广泛的应用。
在有机化
学中，可以通过紫外可见光谱来确定化合物的结构和纯度；在生物学中，可以用于蛋白质和核酸的定量分析；在药物研发中，可以用来监测反应过程和产品纯度；在环境监测中，可以用来检测水和大气中的污染物。
总的来说，紫外可见光谱原理简单易懂，操作方便快捷，是一种非常有用的分
析技术。
通过对样品吸收光谱的测量和分析，可以获取大量有关样品成分和结构的信息，为科研和生产提供重要的数据支持。
在今后的研究和实践中，紫外可见光谱技术将继续发挥重要作用，为不同领域的分析问题提供解决方案。
紫外-可见吸收光谱
（5）εmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定 该物质的灵敏度越高。ε>105：超高灵敏；
ε=(6～10）×104 ：高灵敏； ε<2×104 ：不灵敏。 （6）ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该 溶液在某一波长下的吸光度。
2.紫外光谱表示法
横坐标: 波长λ, 单位是 nm
二、分光光度计的类型
types of spectrometer 1.单光束
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，要求光源和检测器具有很高 的稳定性。灵敏度高。
2.双光束
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，特别适合于结构分析。 仪器复杂，价格较高。
仪器
紫外-可见分光光度计
基本原理
一、基本组成
general process
光源
单色器
样品室
检测器
显示
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作 为光源，其辐射波长范 围在320～2500 nm。
紫外区：氢、氘灯。 发射185～400 nm的连 续光谱。
由共轭体系的π→π* 跃迁产生的强吸收带, 一般
εmax>104
2). R 吸收带(源于德文 radikalartig, 基团)
由共轭体系的n→π* 跃迁产生的吸收带,因非键轨道与 π*轨道正交, 其强度弱。
εmax<100
3). B 吸收带(源于德文 benzenoid, 苯系)
芳香族化合物的特征吸收谱带, 起因于π→π* 跃迁与苯 环 振 动 的 重 叠 , 其 强 度 很 弱 ,εmax 约 为 200, λmax 出 现 在
紫外可见吸收光谱法
1：乙醚
2：水
1
2
250
300
苯酰丙酮
溶剂在试样的吸收光谱区应无明显吸收。
03
在溶解度允许的范围内，尽量选择进行较小的溶剂。
02
溶液具有良好的化学和光化学稳定性。
01
溶剂的选择
5紫外-可见分光光度计
基本组成
光源
单色器
吸收池
检测器
信号显示
1. 光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
1
2
有机化合物结构辅助解析
结构信息 （1）200~800nm 无吸收峰。饱和化合物，单烯。 （2） 250~350 nm有吸收峰（ε=10~100）醛酮 n→π* 跃迁产生的R 带。 （3） 210~250 nm有强吸收峰（ε104），表明含有一个共轭体系（K）带。共轭二烯：K带（230 nm）；不饱和醛酮：K带230 nm ，R带310~330 nm 260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系。 （4） 250~300 nm 有中等强度的吸收峰（ε=200~2000），芳环的特征 吸收（具有精细解构的B带）。
立体结构和互变结构的确定
顺式：λmax=280nm； εmax=10500 反式：λmax=295.5 nm；εmax=29000 共平面产生最大共轭效应， εmax大
互变异构： 酮式：λmax=204 nm；无共轭 烯醇式：λmax=243 nm 比例依赖于溶剂极性：极性溶剂中酮式与水分子形成氢键系统；非极性溶剂中烯醇式存在分之内氢键。 利用定量关系可测平衡体系中两者的相对含量，从而计算平衡常数。
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。
紫外可见光谱分析
02 基础知识
吸收光谱
吸收光谱是物质对不同波长光的吸收能力，以光 谱曲线形式表示。
吸收光谱可用来确定物质的结构和含量，是光谱 分析的重要依据。
吸收光谱的产生与原子或分子的能级跃迁有关， 不同物质具有不同的吸收光谱。
朗伯-比尔定律
01
朗伯-比尔定律是紫外可见光谱分析的基本原理，表示物质吸光 度与溶液浓度、液层厚度和光强度的关系。
保持通风
实验室内应保持良好的通风，以防有 害气体积累。
废弃物处理
实验产生的废弃物应按照相关规定进 行妥善处理，避免对环境和人体造成 危害。
实验误差来源与控制
光源稳定性
光源不稳定是导致误差的主要 原因之一，应定期检查和校准
光源，确保其稳定性。
样品制备
样品制备过程中可能引入误差 ，应采用标准操作程序，确保 样品均匀、一致。
应用于多个领域
紫外可见光谱分析广泛应用于化学、生物学、医学、环境 科学和材料科学等领域，为科学研究和技术开发提供了有 力的支持。
定义与原理
定义
紫外可见光谱分析是一种基于物质吸收紫外和可见光的能力进行物质分析和鉴 定的方法。
原理
当一束紫外或可见光通过物质时，物质中的分子会吸收特定波长的光，产生吸 收光谱。通过测量吸收光谱的波长和强度，可以推断出物质中的分子结构和组 成，从而进行定性和定量分析。
测试条件选择
根据样品的性质和测试需求，选择合适的测试条 件，如波长范围、扫描速度等。
测试操作
按照仪器操作规程进行测试，记录测试数据。
数据处理与分析
数据整理
对测试数据进行整理，包括去除异常值、数 据平滑等。
峰识别与解析
对谱图中的峰进行识别和解析，以确定样品 中存在的物质。
可见紫外光谱
可见紫外光谱今天咱们来聊聊一个听起来挺高大上的话题——可见紫外光谱。
别被这个名字吓到啊，其实它跟我们的日常生活关系可大了。
咱们首先得搞清楚什么是光谱。
简单来说，光谱就是把光分解成不同波长的组成部分。
就像是把一道彩虹展开，让我们能看到里面的每一种颜色。
而可见紫外光谱，顾名思义，就是包括了我们肉眼能看到的可见光，以及我们看不见但仪器能探测到的紫外光。
说到可见光，大家肯定都不陌生。
红橙黄绿青蓝紫，这七种颜色组成了我们眼睛能看到的世界。
有意思的是，不同的动物看到的颜色范围是不一样的。
比如说，蜜蜂就能看到紫外线，这让它们能在花朵上看到我们看不到的"蜜源指示标"。
再说说紫外线。
虽然我们看不见，但它对我们的生活影响可不小。
晒太阳的时候，让我们皮肤变黑的就是紫外线。
不过要小心，过度暴露在紫外线下可能会增加皮肤癌的风险。
但适度的紫外线照射又能帮助我们合成维生素D，真是矛盾啊！可见紫外光谱在科学研究中可是大有用处。
比如说，天文学家用它来研究遥远的星球和星系。
通过分析这些天体发出的光谱，科学家们可以推断出它们的化学成分、温度，甚至运动速度。
想想看，我们能通过分析光就了解到如此遥远的天体，是不是很神奇？在化学领域，可见紫外光谱也是一个强大的分析工具。
科学家们用它来鉴定物质的成分，研究分子结构，甚至追踪化学反应的过程。
这种技术在药物研发、环境监测等领域都有广泛应用。
— 1 —日常生活中，我们也经常接触到利用可见紫外光谱原理的产品。
比如说，那些号称能杀菌的紫外线灯。
它们利用紫外线可以破坏细菌和病毒DNA的特性，来达到消毒的目的。
不过使用的时候要小心，别被紫外线伤到眼睛和皮肤。
还有一些有趣的应用，比如荧光剂。
它们在可见光下看起来普普通通，但在紫外线照射下会发出亮眼的荧光。
这种特性被广泛应用在防伪领域。
下次你拿到一张新钞票，不妨用紫外线照照看，说不定能发现一些隐藏的图案呢！我突然想起了一个有趣的现象——为什么天空是蓝色的？这其实也跟可见光谱有关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当一束单色辐射透过某一样品（有时也可能从样品表面反射）时，它的部分 波长（或频率）的能量可能被样品特定的吸收，以透过（或反射）的辐射强度对 辐射波长作图，在吸收大的波长处透过（或反射）强度小，这就是样品的吸收光 谱。 紫外、可见分光光谱所反映出来的能态跃迁是电子的能态跃迁，因此紫外、 可见分光光谱是一种典型的电子吸收光谱。 它们对材料最有效的分析是材料结构 中的共价多重键、多重键的共轭体系，以及这些体系得以扩展的氧、氮、硫原子 里的非键和电子。 在紫外、可见分光光谱中，光谱的单位多采用波长来表示，紫外光（UV）区 的波长范围是 0.1—0.4μm，而可见光（VI）区的波长范围是 0.4—0.8μm。 对于紫外、可见光谱图，最应该注意的是谱带的位置，谱带的强度和谱带的 形状三要素。可以用于定性分析但是更多是用于定量分析，这是一种相当有效， 精确和快速的分析方法。 紫外、可见分光光谱用于定量分析的基础是朗伯-比尔定律。 朗伯定律：入射光被溶液吸收多少与溶液厚度成正比。 比尔定律： 在单色光条件下， 入射光被溶液吸收的多少与溶液的浓度成正比。 朗伯-比尔定律： 溶液对光吸收的程度与液层厚度和溶液浓度的乘积成正比。 朗伯-比尔定律可以表示为：
紫外可见分光光谱
波谱技术中的关键是检测组成材料的各种微粒在辐射条件下的特征能态的 跃迁。分子的总能量可以由以下组成： 1. 电子的能量（E 电） 2. 振动能量（E 振） 3. 转动能量（E 转） 4. 平动能量（E 平） 分子吸收电磁辐射时能量的变化，E 由下式给出： E=E 电+E 振+E 转+E 平 式中， E 电是电子能态跃迁的能ห้องสมุดไป่ตู้之差； E 振是振动能态跃迁的能级之差；
lg(I0/I)=abc 式中，lg(I0/I)表示光通过溶液时被吸收的程度；I0 为入射单色光的强度； I 为透射光的强度；c 为溶液的浓度；b 为液层的厚度；a 为一个常数，称为吸光 系数。对于 lg(I0/I)，如果光完全不被吸收，则 I=I0, lg(I0/I)=0;如果被吸收 程度越大，I 远小于 I0，则 lg(I0/I)值也就越大。一般把 lg(I0/I)称为消光度， 用 E 表示，或成为光密度，吸光度，分别用 D,A 表示。如果溶液浓度用 mol/L 表示，液层厚度用 cm 表示，吸光系数 a 称为摩尔吸光系数，用 表示，则： A= bc 摩尔吸光系数的物理意义是：1mol/L 浓度的溶液放在 1cm 厚的比色皿中， 在一定波长下测得吸光度的数值。样品吸收入射光越多，则 越大，该显色反应 也越灵敏。 假如混合物中个组分是化学惰性的，则吸光度具有加和性，即混合物的总吸 光度等于各个组分吸光度之和： A=A1+A2+A3+· · · · · · = 1c1b+ 2c2b+ 3c3b+· · · · · · =（ 1c1+ 2c2+ 3c3+· · · · · · ）b 这一性质对多组分分析是有用的。 从另一个角度看， 辐射能照射到样品， 其吸收强度还可以用透光度 T 表示： T=I/I0×100％ A= lg(I0/I)= lg(1/T) 特别要注意是是吸光度与透光度不是互为倒数，他们之间是倒数的对数关 系，并且透光度不具有加和性。 不仅有颜色的样品可以进行紫外、可见分光光谱分析，而且无色的样品也 同样能进行分析， 只要他们对紫外光能够吸收， 上述的定律和公式也都能够适用。 紫外、可见分光光谱分析最初只是用于极稀的溶液，可现在这个概念已经 有所扩展，他们还能适用一些固体的溶液——多组分的固体溶液。 紫外、可见分光光谱分析已经具有相当长的研究和应用历史，所以它们的 技术和经验也是十分成熟的。 大量的条件和要求可以方便的从赛特勒 （Sadtler） 卡片、有关手册、工具书上系列的得到。