仪器分析第六章UV-VIS

1、 第六章第六章 紫外紫外可见分子吸收光谱可见分子吸收光谱(Ultraviolet-visible absorption (Ultraviolet-visible absorption spectrometry)spectrometry)n学习目的学习目的n 通过本章学习应明确紫外通过本章学习应明确紫外可见吸收可见吸收光谱研究的对象，掌握有机和无机化合物光谱研究的对象，掌握有机和无机化合物电子光谱产生的原理，掌握紫外电子光谱产生的原理，掌握紫外可见分可见分光光度计的结构和工作原理，理解紫外光光度计的结构和工作原理，理解紫外可见光谱在有机化合物结构鉴定上的应用，可见光谱在有机化合物结构鉴定上的应用

2、，掌握紫外掌握紫外可见光谱定量分析方法。可见光谱定量分析方法。本章主要内容本章主要内容n概述概述n6.1 6.1 分子吸收光谱基本原理分子吸收光谱基本原理n6.2 6.2 有机化合物紫外有机化合物紫外可见吸收光谱可见吸收光谱n6.3 6.3 无机化合物紫外无机化合物紫外可见吸收光谱可见吸收光谱n6.4 6.4 溶剂对紫外溶剂对紫外可见吸收光谱的影响可见吸收光谱的影响n6.5 6.5 紫外紫外可见分光光度计可见分光光度计n6.6 6.6 紫外紫外可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用概述概述n紫外紫外可见吸收光谱法可见吸收光谱法(UV-VIS)又称紫又称紫外外可见分光光度法。可见分光光度法。n它是

3、研究物质分子对紫外它是研究物质分子对紫外可见光可见光（200nm800nm）的吸收情况来进行定）的吸收情况来进行定性、定量和结构分析的一种方法。性、定量和结构分析的一种方法。nUV-VIS主要产生于分子价电子在电子能级主要产生于分子价电子在电子能级间的跃迁，是研究物质电子光谱的分析方间的跃迁，是研究物质电子光谱的分析方法。属于电子光谱（分子光谱），带状。法。属于电子光谱（分子光谱），带状。能复合成白光的两种颜色的光叫能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。互补色光。物物质所显示的质所显示的颜色是吸收光的互补色。颜色是吸收光的互补色。KMnO4的颜色及吸收光谱6.1 分子吸收光谱基本原理分子吸收光

4、谱基本原理n一、电子跃迁产生紫外一、电子跃迁产生紫外可见吸收光谱可见吸收光谱n分子和原子一样，也有它的特征分子能级，分子和原子一样，也有它的特征分子能级，这些能级是由分子内部运动决定的。这些能级是由分子内部运动决定的。n分子内部运动分子内部运动价电子的运动分子内原子在平衡 位置附近的振动分子绕其重心的转动n因此，分子具有电子能级、振动能级和转因此，分子具有电子能级、振动能级和转动能级，对于双原子分子如图所示。动能级，对于双原子分子如图所示。n整个分子的能量主要为这三种能量的加和。整个分子的能量主要为这三种能量的加和。即即E=Ee+Ev+Ern实验证明这些能量都是实验证明这些能量都是量子化的量子

5、化的，且，且EeEvErn当用紫外或可见光照射溶液中的物质分子当用紫外或可见光照射溶液中的物质分子时，只有当辐射光子的能量等于两电子能时，只有当辐射光子的能量等于两电子能级间能量差时，物质分子才能吸收辐射产级间能量差时，物质分子才能吸收辐射产生跃迁，即电子由基态跃迁至各个激发态。生跃迁，即电子由基态跃迁至各个激发态。用适当的仪器记录下吸收过程，就可获得用适当的仪器记录下吸收过程，就可获得物质的紫外物质的紫外可见分子吸收光谱。可见分子吸收光谱。n二、光吸收定律二、光吸收定律n1.朗伯朗伯比尔定律比尔定律n当用一波长为当用一波长为强度为强度为I0的光通过宽度为的光通过宽度为b(cm)的透明溶液时，

6、其透过光的强度为的透明溶液时，其透过光的强度为I，则物质的吸光度则物质的吸光度A与溶液中物质的浓度与溶液中物质的浓度c成成正比。正比。nA=-T=I0/I=bcn上式为紫外上式为紫外可见吸收光谱的定量依据。可见吸收光谱的定量依据。n2.吸光度的加和性吸光度的加和性n3.比尔定律应用的局限性比尔定律应用的局限性n三、紫外三、紫外可见吸收光谱的形状及特征可见吸收光谱的形状及特征n1.形状形状n紫外紫外可见吸收光谱是分子光谱，在分子可见吸收光谱是分子光谱，在分子的每个电子能级上都叠加了很多振动和转的每个电子能级上都叠加了很多振动和转动能级，分子吸收能量后，电子从基态跃动能级，分子吸收能量后，电子从基

7、态跃迁至激发态的同时伴随有振动和转动能级迁至激发态的同时伴随有振动和转动能级的跃迁，因此，紫外的跃迁，因此，紫外可见吸收光谱总是可见吸收光谱总是呈较钝的形状。即带状光谱。呈较钝的形状。即带状光谱。紫外紫外-可见吸收带的形成可见吸收带的形成n2.特征特征n将不同波长的紫外将不同波长的紫外可见光依次通过一定可见光依次通过一定浓度的被测物质溶液（波长扫描），并分浓度的被测物质溶液（波长扫描），并分别测定每个波长下的吸光度，以吸光度为别测定每个波长下的吸光度，以吸光度为纵坐标，波长为横坐标所得的吸光度纵坐标，波长为横坐标所得的吸光度波波长曲线，即吸收光谱图（吸收曲线）。长曲线，即吸收光谱图（吸收曲线）

8、。n吸收光谱的主要特征：形状、峰位置、峰吸收光谱的主要特征：形状、峰位置、峰强度强度吸收光谱示意图吸收光谱示意图总结总结n紫外紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电子间能可见吸收光谱是由分子中价电子在电子间能级跃迁产生的，在电子能级跃迁的同时会伴随着级跃迁产生的，在电子能级跃迁的同时会伴随着多种振动能级和转动能级的跃迁，这就造成了紫多种振动能级和转动能级的跃迁，这就造成了紫外外-可见光谱的吸收谱带很宽。可见光谱的吸收谱带很宽。n一定的波长对应一定的能量，不同物质的分子由一定的波长对应一定的能量，不同物质的分子由于结构不同，发生跃迁时吸收光的能量也不同，于结构不同，发生跃迁时吸收光的能量也不同，

9、即吸收峰的位置也不同。因此吸收曲线在横坐标即吸收峰的位置也不同。因此吸收曲线在横坐标的位置可作为分子结构的表征，是定性分析的主的位置可作为分子结构的表征，是定性分析的主要依据。要依据。n最大吸收峰所对应的波长最大吸收峰所对应的波长max是化合物中电是化合物中电子能级跃迁时吸收的特征波长，对鉴定化子能级跃迁时吸收的特征波长，对鉴定化合物尤为重要，与合物尤为重要，与max相应的相应的max也是定性也是定性和定量分析的另一重要参数。和定量分析的另一重要参数。n整个吸收光谱的形状决定于物质的性质，整个吸收光谱的形状决定于物质的性质，反映物质分子内部能级分布状况，是物质反映物质分子内部能级分布状况，是物

10、质定性的依据。定性的依据。6.2有机化合物紫外有机化合物紫外可见吸收光谱可见吸收光谱n一、有机化合物电子跃迁类型一、有机化合物电子跃迁类型n紫外紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电可见吸收光谱是由分子中价电子在电子能级间跃迁而产生的。按分子轨道理论，子能级间跃迁而产生的。按分子轨道理论，在有机化合物分子中，存在下列几种不同在有机化合物分子中，存在下列几种不同性质的价电子：性质的价电子：n形成单键的电子：形成单键的电子：键电子键电子n形成双键的电子：形成双键的电子：键电子键电子nO、S、N、X等含有未成键的孤对电子：等含有未成键的孤对电子：n电子或电子或p电子。电子。n常温下这些价电子都在成键

11、轨道上，当分常温下这些价电子都在成键轨道上，当分子吸收一定能量后，上述价电子将跃迁到子吸收一定能量后，上述价电子将跃迁到较高能级，此时电子占据的轨道称反键轨较高能级，此时电子占据的轨道称反键轨道。而这种特定的跃迁是同分子内部结构道。而这种特定的跃迁是同分子内部结构有密切关系。因此，有机化合物的电子跃有密切关系。因此，有机化合物的电子跃迁类型主要有下列几种：迁类型主要有下列几种：n1. *n2. n*n3. *n4. n*n除了上述四种主要电子跃迁类型外，还有除了上述四种主要电子跃迁类型外，还有电荷迁移跃迁：在光能激发下，某些化合电荷迁移跃迁：在光能激发下，某些化合物（或配合物）中的电荷发生重新

12、分布，物（或配合物）中的电荷发生重新分布，导致电荷可从化合物的一部分迁移至另一导致电荷可从化合物的一部分迁移至另一部分而产生吸收光谱。部分而产生吸收光谱。n他们的能量高低是他们的能量高低是E*E n*E*E n*n由上可见，有机化合物电子跃迁主要有由上可见，有机化合物电子跃迁主要有*，n*，*，n*四种类型四种类型（跃迁选律决定的）。（跃迁选律决定的）。n由于电子跃迁类型不同，实现跃迁需要的由于电子跃迁类型不同，实现跃迁需要的能量不同，因而吸收的波长范围也不同，能量不同，因而吸收的波长范围也不同，即吸收带的最大吸收波长即吸收带的最大吸收波长max不同。不同。n如下图所示：如下图所示：电子跃迁能

13、级示意图电子跃迁能级示意图电子跃迁所处的波长范围及强度电子跃迁所处的波长范围及强度n二、有机化合物紫外二、有机化合物紫外-可见吸收光谱常用术可见吸收光谱常用术语及吸收带语及吸收带n1.常用术语常用术语n生色团：产生紫外生色团：产生紫外-可见吸收的不饱和基可见吸收的不饱和基团。如：团。如：C=C、C=O、N=N、C=C-C=C等。等。n助色团：其本身是饱和基团（常含杂原助色团：其本身是饱和基团（常含杂原子），当它连到生色团上时，能使后者吸子），当它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加（或同时两者收波长变长或吸收强度增加（或同时两者兼有）。如：兼有）。如：NH2、NR2、OH、OR、

14、SR、X等。等。n深色位移（红移）：由于基团取代或溶深色位移（红移）：由于基团取代或溶剂效应，使最大吸收波长变长。剂效应，使最大吸收波长变长。n浅色位移（紫移或蓝移）：由于基团取浅色位移（紫移或蓝移）：由于基团取代或溶剂效应，使最大吸收波长变短。代或溶剂效应，使最大吸收波长变短。n2.吸收带吸收带nK吸收带（简称吸收带（简称K 带）带）n一般把共轭体系的吸收带称为一般把共轭体系的吸收带称为K 带，是带，是*跃跃迁产生的。迁产生的。n特点特点：强度大，：强度大，通常在通常在1042105之间，之间，max：217280nm。nK吸收带的波长及强度与共轭体系的数目、位置、吸收带的波长及强度与共轭体

15、系的数目、位置、取代基的种类等有关，共轭体系越长，其最大吸取代基的种类等有关，共轭体系越长，其最大吸收波长越移往长波长方向，甚至移到可见光部分收波长越移往长波长方向，甚至移到可见光部分产生颜色。产生颜色。n据此，可以判断共轭体系的存在情况。这是紫外据此，可以判断共轭体系的存在情况。这是紫外-可见吸收光谱的重要应用。可见吸收光谱的重要应用。nR吸收带（吸收带（ R带）带）nR吸收带是由化合物的吸收带是由化合物的n*跃迁产生的，跃迁产生的，它具有杂原子和双键的不饱和基团。如它具有杂原子和双键的不饱和基团。如C=O、NO、NO2、N=N、C=S等。等。n特点特点：强度较弱，：强度较弱，100，max

16、 270nmnE1、E2和和B吸收带吸收带n这三种吸收带均为芳香族化合物这三种吸收带均为芳香族化合物*跃跃迁产生的，是芳香族化合物特征吸收带。迁产生的，是芳香族化合物特征吸收带。n三、各类有机化合物紫外三、各类有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱n现根据电子跃迁类型来讨论有机化合物中现根据电子跃迁类型来讨论有机化合物中较为重要的一些紫外较为重要的一些紫外-可见吸收光谱，由此可见吸收光谱，由此可以看到紫外可以看到紫外-可见吸收光谱与分子结构的可见吸收光谱与分子结构的关系。关系。n1.饱和烃饱和烃n（1）甲烷、己烷、环己烷等饱和单键）甲烷、己烷、环己烷等饱和单键C-H化合物只有化合物只有键电子

17、，键电子，EE最大，只有吸收最大，只有吸收很高的能量后，才能产生很高的能量后，才能产生*跃迁。跃迁。n因此，这类化合物一般在远紫外区（因此，这类化合物一般在远紫外区（10200nm）才有吸收带，在）才有吸收带，在200800nm范范围内无吸收。因此，饱和烃在紫外围内无吸收。因此，饱和烃在紫外-可见吸可见吸收光谱分析中常用作溶剂。收光谱分析中常用作溶剂。n（2）当饱和单键）当饱和单键C-H化合物中的氢被化合物中的氢被O、N、S、X等杂原子取代时，最大吸收波长向长等杂原子取代时，最大吸收波长向长波长方向移动（红移），但一般还在远紫波长方向移动（红移），但一般还在远紫外区。外区。n这类化合物也常用作

18、溶剂。如甲醇、乙醇这类化合物也常用作溶剂。如甲醇、乙醇等。等。n2.不饱和脂肪烃及羰基化合物不饱和脂肪烃及羰基化合物n（1）不饱和脂肪烃）不饱和脂肪烃n此类化合物有孤立双键烯烃和共轭双键烯此类化合物有孤立双键烯烃和共轭双键烯烃，它们含有烃，它们含有键电子，吸收能量后产生键电子，吸收能量后产生*跃迁。其中共轭体系产生的吸收带跃迁。其中共轭体系产生的吸收带称称K带。带。n例如：乙烯例如：乙烯max=171nm =15530n1,3-丁二烯丁二烯 max=217nm =21000n（2）羰基化合物）羰基化合物n此类化合物既含有此类化合物既含有电子，又含有电子，又含有n电子。电子。所以既可产生所以既可

19、产生*跃迁，又可产生跃迁，又可产生n*跃迁，其中跃迁，其中*跃迁需要的能量较高，跃迁需要的能量较高，吸收带仍处在远紫外区，而吸收带仍处在远紫外区，而n*跃迁需要跃迁需要的能量较低，产生的的能量较低，产生的R吸收带处在紫外吸收带处在紫外-可可见光区。但吸收强度低。见光区。但吸收强度低。n对于醛、酮类化合物，对于醛、酮类化合物，R带在带在270300 nm，max1020Lmol1cm1n当羰基与乙烯基双键共轭时，形成了当羰基与乙烯基双键共轭时，形成了,-不饱和醛酮，此类化合物除了有强的不饱和醛酮，此类化合物除了有强的K吸收吸收带（带（220260nm）外，还有弱的）外，还有弱的R吸收带吸收带（3

20、10330nm），且强度有所增大。），且强度有所增大。n对于羧酸及其衍生物的对于羧酸及其衍生物的R吸收带又会发生吸收带又会发生什么变化？什么变化？ 丙酮：丙酮：max279nm max15 乙醛：乙醛：max290nm max16 乙酸：乙酸：max204nm max62 乙酸乙酯：乙酸乙酯：max207nm max69n3.芳香烃芳香烃n（1）苯：苯为环状共轭体系，其）苯：苯为环状共轭体系，其UV谱如谱如下主要吸收带：下主要吸收带：E1、E2和和B带带 E1带：带：180184nm （为末端吸收）（为末端吸收） E2带：带：200204nm B带：带：230270nm 其中最大吸收在其中最大

21、吸收在256nm 左右且显示精细结构左右且显示精细结构 苯在环己烷中的紫外光谱苯在环己烷中的紫外光谱n（2）取代苯）取代苯n一取代苯一取代苯n若苯环上有助色团如若苯环上有助色团如OH、Cl等取代时，由等取代时，由于于n-共轭，使共轭，使E2吸收带红移，强度增大，吸收带红移，强度增大，但一般但一般max在在210nm左右。左右。n若有生色团取代而且与苯环共轭，则若有生色团取代而且与苯环共轭，则E2吸吸收带与收带与K 吸收带合并，且发生红移，同时吸收带合并，且发生红移，同时强度增大。强度增大。n取代基对取代基对B吸收带的影响吸收带的影响nB吸收带是由于吸收带是由于*跃迁和苯环的振动重跃迁和苯环的振

22、动重叠引起的，叠引起的，B吸收带的精细结构常用来辨认吸收带的精细结构常用来辨认芳香族化合物。但在苯环上有取代基时，芳香族化合物。但在苯环上有取代基时，复杂的复杂的B吸收带却简化，吸收强度增大，同吸收带却简化，吸收强度增大，同时发生红移。时发生红移。乙酰苯的紫外乙酰苯的紫外-可见可见吸收光谱吸收光谱（正庚烷为溶剂）（正庚烷为溶剂）n二取代苯二取代苯n对于二取代苯的两个取代基在对位时，对于二取代苯的两个取代基在对位时， K 吸收带吸收带max和和都较大，而邻位和间位取代都较大，而邻位和间位取代时，相对于对位取代要小一些。时，相对于对位取代要小一些。n如果对为二取代一个取代基是给电子，另如果对为二取

23、代一个取代基是给电子，另一个是吸电子，则一个是吸电子，则K 吸收带吸收带max红移非常大。红移非常大。例如：对硝基苯胺例如：对硝基苯胺 max=381nm.n4.稠环芳烃稠环芳烃n稠环芳烃较之苯环形成了更大的共轭体系，稠环芳烃较之苯环形成了更大的共轭体系，使使E、K、B带均比苯环移向长波长方向，带均比苯环移向长波长方向，精细结构比苯环更明显。精细结构比苯环更明显。苯、萘、蒽和苯、萘、蒽和并四苯的紫外并四苯的紫外可见吸收光谱可见吸收光谱6.3无机化合物紫外无机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱n无机化合物的电子跃迁形式主要有：电荷无机化合物的电子跃迁形式主要有：电荷迁移和配位场跃迁两种迁移和配

24、位场跃迁两种n一、电荷迁移跃迁一、电荷迁移跃迁n产生原因：当物质吸收紫外或可见光时，产生原因：当物质吸收紫外或可见光时，使电子从给予体外层轨道向接受体相应的使电子从给予体外层轨道向接受体相应的轨道跃迁产生吸收光谱，此过程又称内氧轨道跃迁产生吸收光谱，此过程又称内氧化化-还原。还原。n对于过渡金属配合物，中心离子为电子接受体对于过渡金属配合物，中心离子为电子接受体（M），配体为电子给予体（），配体为电子给予体（L）。）。n许多水合无机离子，不少过渡金属离子与有机许多水合无机离子，不少过渡金属离子与有机试剂反应（显色反应）生成的配合物都可以产试剂反应（显色反应）生成的配合物都可以产生电荷迁移跃迁。

25、生电荷迁移跃迁。n电荷迁移跃迁的特点电荷迁移跃迁的特点n吸收强度大吸收强度大max：103104 Lmol-1cm-1n最大吸收波长最大吸收波长 max：通常处于紫外区。：通常处于紫外区。n二、配位场跃迁二、配位场跃迁n过渡金属离子及其化合物除了电荷迁移跃过渡金属离子及其化合物除了电荷迁移跃迁外，还有配位场跃迁。迁外，还有配位场跃迁。n配位场跃迁的产生：过渡金属离子配合物配位场跃迁的产生：过渡金属离子配合物在配体的配位场作用下，在配体的配位场作用下，5个能量相等的个能量相等的d轨道或轨道或7个能量相等的个能量相等的f轨道裂分成几组能轨道裂分成几组能量不等的量不等的d轨道或轨道或f轨道，当物质吸

26、收光能轨道，当物质吸收光能后，处于低能级的后，处于低能级的d电子或电子或f电子可分别跃电子可分别跃迁至高能级的迁至高能级的d轨道或轨道或f轨道，产生吸收光轨道，产生吸收光谱。谱。n此类跃迁又称此类跃迁又称dd或或ff跃迁。由于这两跃迁。由于这两种跃迁须在配体的配位场作用下才能产生，种跃迁须在配体的配位场作用下才能产生，因此，称作配位场跃迁。因此，称作配位场跃迁。n配位场跃迁的特点配位场跃迁的特点n最大吸收波长最大吸收波长 max：通常处于可见光区：通常处于可见光区n吸收强度弱吸收强度弱max：10-1102 Lmol-1cm-16.4溶剂对紫外溶剂对紫外-可见吸收光谱的影响可见吸收光谱的影响n

27、一、溶剂极性对最大吸收波长一、溶剂极性对最大吸收波长 max的影响的影响n改变溶剂极性能使有机化合物吸收峰的最改变溶剂极性能使有机化合物吸收峰的最大吸收波长发生改变，即溶剂极性对大吸收波长发生改变，即溶剂极性对n*和和*跃迁的影响。随着溶剂极性的增跃迁的影响。随着溶剂极性的增加，化合物中加，化合物中n*跃迁（跃迁（R带）蓝移，带）蓝移，*跃迁（跃迁（K带）红移。带）红移。n例如：不同极性的溶剂对异丙叉丙酮例如：不同极性的溶剂对异丙叉丙酮R带和带和K带的影响（见教材带的影响（见教材242页表页表9-2）（如下图）（如下图） 环己烷环己烷 水水异丙叉丙酮的紫外异丙叉丙酮的紫外-可见光谱可见光谱CH

28、CH3CHCH3COCH3K带R带n二、溶剂极性对吸收光谱精细结构的影响二、溶剂极性对吸收光谱精细结构的影响n例如：对称四嗪在不同溶剂中的吸收光谱例如：对称四嗪在不同溶剂中的吸收光谱：在蒸汽态中：在环己烷中：在水中n三、正确选择溶剂三、正确选择溶剂n溶剂对紫外溶剂对紫外-可见吸收光谱影响很大，因此选择溶可见吸收光谱影响很大，因此选择溶剂应注意下列要求：剂应注意下列要求：n1.对试样有很好的溶解力，且对试样应是惰性的；对试样有很好的溶解力，且对试样应是惰性的；n2.在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂；溶剂；n3.溶剂在试样的吸收光谱区应无明显吸收

29、；溶剂在试样的吸收光谱区应无明显吸收；n综上所述，在测定化合物紫外综上所述，在测定化合物紫外-可见吸收光谱时，可见吸收光谱时，应注明所用的溶剂！应注明所用的溶剂！n四、溶液四、溶液pH的影响（见教材的影响（见教材243页）页）6.5 紫外紫外可见分光光度计可见分光光度计n一、紫外一、紫外-可见分光光度计的基本构造可见分光光度计的基本构造光源光源(连续光源连续光源)单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器处理及处理及显示系统显示系统n1.光源光源n要求：良好的稳定性和足够的寿命。要求：良好的稳定性和足够的寿命。氢灯或氘灯：紫外区氢灯或氘灯：紫外区180400nm钨灯：可见光区钨灯：可见光区36010

30、00nmn2.单色器（波长选择器）单色器（波长选择器）n组成：入射狭缝、准直镜、色散元件、组成：入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜、出射狭缝。物镜、出射狭缝。n作用：由连续光源中分离出所需要的足作用：由连续光源中分离出所需要的足够窄波段的光束。够窄波段的光束。n单色器是分光光度计的关键部件，其性能单色器是分光光度计的关键部件，其性能直接影响光谱通带的宽度，从而影响到测直接影响光谱通带的宽度，从而影响到测定的灵敏度、选择性及标准曲线的线性范定的灵敏度、选择性及标准曲线的线性范围。围。n3.吸收池：盛放样品溶液。材料：玻璃和石吸收池：盛放样品溶液。材料：玻璃和石英。大小：几英。大小：几mm几十几十c

31、m不等。不等。n4.检测器：一般使用光电倍增管。检测器：一般使用光电倍增管。n5.信号处理及显示系统：现代仪器都用微机信号处理及显示系统：现代仪器都用微机自动处理显示。自动处理显示。n二、仪器类型二、仪器类型n主要有：单光束；双光束；双波长等。主要有：单光束；双光束；双波长等。n1.单光束型单光束型n工作原理：由单色器分出的同一波长的光工作原理：由单色器分出的同一波长的光轮流通过参比溶液（空白溶液）和试样溶轮流通过参比溶液（空白溶液）和试样溶液。液。n特点：适合在一个波长处进行定量分析，特点：适合在一个波长处进行定量分析，仪器操作简单，价低。仪器操作简单，价低。n缺点：不适合测定吸收曲线，定量

32、分析时缺点：不适合测定吸收曲线，定量分析时受光源波动影响大，给结果带来较大误差。受光源波动影响大，给结果带来较大误差。n2.双光束分光光度计（常用型）双光束分光光度计（常用型）单色光分为两束光的方法单色光分为两束光的方法时间分隔式：单色器和样品室之间时间分隔式：单色器和样品室之间装置一切光器（斩波器），使单色器装置一切光器（斩波器），使单色器射出的单色光转变为交替的两条光束，射出的单色光转变为交替的两条光束，分别同时通过参比池和样品池，然后分别同时通过参比池和样品池，然后将两透射光束聚焦到同一检测器，它将两透射光束聚焦到同一检测器，它交替接受两光束的信号，检测器输出交替接受两光束的信号，检测器

33、输出信号的大小取决于两光束强度差。信号的大小取决于两光束强度差。空间分隔式：通过光束分裂器和空间分隔式：通过光束分裂器和反射镜来获得两个分离光束，然后反射镜来获得两个分离光束，然后分别进入参比池和样品池进行测量。分别进入参比池和样品池进行测量。n双光束分光光度计是近双光束分光光度计是近20年来发展最快的一类分年来发展最快的一类分光光度计，其特点是：光光度计，其特点是：n便于进行自动记录（微机化），可在较短的时便于进行自动记录（微机化），可在较短的时间内（间内（0.52min）获得全波段扫描吸收光谱，）获得全波段扫描吸收光谱，从而简化了操作手续。从而简化了操作手续。n由于样品和参比信号反复比较，

34、消除了光源不由于样品和参比信号反复比较，消除了光源不稳定、放大器增益变化以及光学和电子元件对两稳定、放大器增益变化以及光学和电子元件对两条光束的影响。条光束的影响。n特别适合有机化合物结构分析。特别适合有机化合物结构分析。n缺点：由于仪器的光路设计严格，价格较高。缺点：由于仪器的光路设计严格，价格较高。n3.双波长分光光度计双波长分光光度计n双波长分光光度计是让两束波长不同的单双波长分光光度计是让两束波长不同的单色光（色光（1和和2）交替通过同一个吸收池，然）交替通过同一个吸收池，然后经检测器及信号处理，得到的信号是两后经检测器及信号处理，得到的信号是两波长处的吸光度之差波长处的吸光度之差A，

35、根据，根据nA=（1 - 2）bc进行定量分析。进行定量分析。n特点：特点：不用参比池，只有一个待测试样不用参比池，只有一个待测试样吸收池，完全扣除背景吸收（其中包括溶吸收池，完全扣除背景吸收（其中包括溶液浑浊所产生的散射及比色皿的误差）。液浑浊所产生的散射及比色皿的误差）。n进行双组分同时测定时，无需解联立方进行双组分同时测定时，无需解联立方程。程。n当当1和和2相差相差12nm，并同时扫描，得，并同时扫描，得到的信号是一阶导数光谱，即到的信号是一阶导数光谱，即dA/d曲曲线（因为线（因为A是是的函数）。的函数）。6.6 紫外紫外可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用nUV-VIS是常用的分析

36、测试手段，主要用于是常用的分析测试手段，主要用于有机化合物的定性和结构分析以及定量和有机化合物的定性和结构分析以及定量和某些物理化学常数（如配合物配位数、电某些物理化学常数（如配合物配位数、电离常数、氢键键能及相对分子质量）的测离常数、氢键键能及相对分子质量）的测定。定。n一、定性分析一、定性分析n1.与标准物的与标准物的UV-VIS吸收光谱比较吸收光谱比较n以以UV-VIS吸收光谱鉴定化合物时，通常是吸收光谱鉴定化合物时，通常是在相同的条件下，比较未知物与已知标准在相同的条件下，比较未知物与已知标准物的物的UV-VIS光谱图，若二者的谱图，则可光谱图，若二者的谱图，则可认为待测试样与已知化合

37、物具有相同的生认为待测试样与已知化合物具有相同的生色团，再比较色团，再比较max处的处的max，如果两者也相，如果两者也相同，则可认为是同一物质。同，则可认为是同一物质。n2.若无标准物时，可借助于标准谱图或有关若无标准物时，可借助于标准谱图或有关电子光谱数据进行比较。电子光谱数据进行比较。n二、有机化合物分子结构推断二、有机化合物分子结构推断n1.如果在如果在220-800nm区间无吸收峰，则可区间无吸收峰，则可能为饱和的有机化合物或非共轭的烯、炔。能为饱和的有机化合物或非共轭的烯、炔。n2.如果在如果在270-350nm区间有弱吸收峰，则区间有弱吸收峰，则可能为含不饱和杂原子的化合物。可能

38、为含不饱和杂原子的化合物。n3.如果在如果在200-300nm区间有强吸收峰，则区间有强吸收峰，则可能为可能为，不饱和羰基化合物和共扼烯、不饱和羰基化合物和共扼烯、炔结构。炔结构。n4. 如果在如果在200-250nm区间有强吸收峰，结区间有强吸收峰，结合合250-290nm区间的中等强度吸收峰或显区间的中等强度吸收峰或显不同程度的精细结构，说明分子中有苯环不同程度的精细结构，说明分子中有苯环存在。存在。n5.如果某些峰出现在可见光区或化合物有颜如果某些峰出现在可见光区或化合物有颜色，则含有较大的共轭体系。色，则含有较大的共轭体系。n三、共轭体系三、共轭体系K带吸收位置计算经验规则带吸收位置计

39、算经验规则（见教材（见教材247页至页至252页）页）n1.Woodward-Fieser经验规则经验规则n此规则适合共轭二稀、三稀、四稀及此规则适合共轭二稀、三稀、四稀及，不饱和羰基化合物不饱和羰基化合物*跃迁产生的跃迁产生的K吸收带最大波长的计算。吸收带最大波长的计算。n2.Fieser-Kuhn经验规则经验规则n此规则用于含四个以上共轭多稀此规则用于含四个以上共轭多稀K带的计算。带的计算。n3.Scott规则：此规则适合酰基苯衍生物规则：此规则适合酰基苯衍生物K带的计算。带的计算。n四、有机化合物构型和构象的判断四、有机化合物构型和构象的判断n1构型判别（顺反异构体）构型判别（顺反异构体

40、）n2.构象的判别构象的判别n3.互变异构体的判别互变异构体的判别n例如：乙酰乙酸乙酯酮式和烯醇式的判别例如：乙酰乙酸乙酯酮式和烯醇式的判别n五、定量分析五、定量分析nUV-VIS吸收光谱另一重要应用就是定量分吸收光谱另一重要应用就是定量分析，并常用于药物含量分析。它不仅对本析，并常用于药物含量分析。它不仅对本身在身在UV-VIS光区有吸收的物质进行定量分光区有吸收的物质进行定量分析，而且还可以用显色剂与非吸收物质进析，而且还可以用显色剂与非吸收物质进行显色反应，生成在行显色反应，生成在UV-VIS光区有吸收的光区有吸收的物质进行定量分析。物质进行定量分析。n1.一般定量分析法一般定量分析法n

41、对于单光束及双光束型分光光度计，常采对于单光束及双光束型分光光度计，常采用下列方法用下列方法n（1）单组分测定：在进行定量分析时，要）单组分测定：在进行定量分析时，要求试样及参比必须透明、组成一致且温度求试样及参比必须透明、组成一致且温度相同。具体过程如下。相同。具体过程如下。n吸收曲线的绘制，找出最大吸收对应的吸收曲线的绘制，找出最大吸收对应的波长波长max。n在在max处，分别测定系列标准溶液的吸光处，分别测定系列标准溶液的吸光度值度值A，作，作Ac图（标准曲线法）。图（标准曲线法）。n在在max处，测定待测样品的吸光度值处，测定待测样品的吸光度值Ax，由标准曲线上查找由标准曲线上查找Ax对应的浓度值，此浓对应的浓度值，此浓度值即为待测样品稀释后的含量。度值即为待