紫外吸收光谱基础

1、3:20:29第十四章第十四章第十四章第十四章第十四章第十四章 紫外吸收光谱紫外吸收光谱紫外吸收光谱紫外吸收光谱紫外吸收光谱紫外吸收光谱分析法分析法分析法分析法分析法分析法14.1.1 紫外吸收光紫外吸收光谱分析法概述谱分析法概述14.1.2 紫外吸收光紫外吸收光谱的产生谱的产生14.1.3 光吸收定律光吸收定律第一节第一节第一节第一节第一节第一节 紫外吸收光谱分紫外吸收光谱分紫外吸收光谱分紫外吸收光谱分紫外吸收光谱分紫外吸收光谱分析法基础析法基础析法基础析法基础析法基础析法基础Ultraviolet spectrophotometryBase of Ultraviolet spectrome

2、try3:20:3014.1.1 14.1.1 14.1.1 紫外紫外紫外紫外紫外紫外- - -可见吸收光谱分析法概述可见吸收光谱分析法概述可见吸收光谱分析法概述可见吸收光谱分析法概述可见吸收光谱分析法概述可见吸收光谱分析法概述波长范围：100 800 nm。远紫外区： 100 200 nm；近紫外区： 200 400 nm；可见光区： 400 800 nm。 紫外吸收光谱：价电子能级跃迁。结构鉴定和定量分析。 电子跃迁同时，伴有振动转动能级的跃迁，带状光谱。 最大吸收峰的波长max和相应的摩尔吸光系数max反映了构成有机分子部分结构的发射团的特征。 3:20:3114.1.214.1.214

3、.1.214.1.214.1.214.1.2 紫外紫外紫外紫外紫外紫外可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生 M + 热M + 荧光或磷光E = E2 - E1 = h量子化 ；选择性吸收吸收曲线与最大吸收波长表征参数： max； maxmaxM + h M *基态基态 激发态激发态E1 （E） E2 不同分子发生能级跃迁时，E及所吸收光的波长不同。 由、 分子结构的相关关系结构鉴定。 250 300 350 400nm1234e e3:20:31电子跃迁与分子吸收光谱电子跃迁与分子吸收光谱电子跃迁与分子吸收光谱电子跃迁与分

4、子吸收光谱电子跃迁与分子吸收光谱电子跃迁与分子吸收光谱物质分子内部三种运动形式： （1）电子相对于原子核的运动。 （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动。 （3）分子本身绕其重心的转动。分子有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er 即: EEe+Ev+Er evr 3:20:32能级跃迁能级跃迁能级跃迁能级跃迁能级跃迁能级跃迁 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。3:20:32讨论：讨论：讨论：讨论：讨

5、论：讨论：（1 1） 转动能级间的能量差转动能级间的能量差r：0.0050.0050.0500.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱。动光谱。（2 2） 振动能级的能量差振动能级的能量差v约为：约为：0.050.05eV，跃跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱。谱。（3 3） 电子能级的能量差电子能级的能量差e较大较大120eV。电子跃迁电子跃迁产生的吸收光谱在紫外产生的吸收光谱在紫外可见光区，紫外可见光区，紫外可见光谱可见光谱或分子的电子光谱。或分子的

6、电子光谱。3:20:33讨论：讨论：讨论：讨论：讨论：讨论： （4 4）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间）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。质定性的依据。 （5 5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有）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测得的摩尔吸光系数max也作为定性的依据。也作为定性的依据。不同物质不同物质的的max有时可能相同，但有时

7、可能相同，但max不一定相同。不一定相同。 （6 6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比）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。定量分析的依据。3:20:3314.1.3 14.1.3 14.1.3 光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律朗伯朗伯比耳定律比耳定律 Alg（I0/It)= - lg T =c l 式中 A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； l：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位 molL-1； ：摩尔吸光系数，单位 Lmol-1 cm -1 ； 或: Alg（I0/It)= a l c c：溶

8、液的浓度，单位 gL -1 a：吸光系数，单位 Lg -1 cm -1 a与的关系为： a =/M （M为相对分子质量） 3:20:33吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论： 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max 。 吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。 不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似max不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和max则不同。3:20:34讨论：讨论：讨论：讨论：讨论：讨论：不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在max 处吸光度A 的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。在max 处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。3:20:34内容选择内容选择内容选择内容选择内容选择内容选择结束结束结束结束结束结束14.1 紫外紫外- -可见吸收光谱分析法基