第十章紫外可见光光度法课件

它是利用物质对200-800nm光区的吸收特征和吸收强度对物质进行定性和定量分析的一种光谱分析法。A10400760nm50um1000um电子光谱紫外可见分光光度法是研究物质在紫外可见光区的分子吸收光谱的分析方法。它是利用物质对200-800nm光区的吸收特征和吸收强五、朗伯-比尔定律透光率(%)吸光度(P201)I0I

表示一束单色光通过某一吸光物质的溶液时，物质的吸光度与溶液中其浓度和液层厚度的乘积成正比—Lambert-Beer定律的物理意义。五、朗伯-比尔定律透光率(%)吸光度(P201)I0I例如：习题15注意：例如：习题15注意：吸光系数：公式中E为物质吸光系数，表示吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。吸光系数的数值与c和l采用的单位有关，因此有不同的表示方式。Lambert-Beer定律的数学表达式溶液浓度单位为mol/L、厚度为cm时的吸光系数用ε表示，称为摩尔吸光系数—表示溶液浓度为1mol/L、厚度为1cm的吸光度。吸光系数：公式中E为物质吸光系数，表示吸光物质在单位溶液浓度单位为%、厚度为cm时的吸光系数用E1cm1%

表示，称为比吸光系数—表示溶液浓度为1%、厚度为1cm的吸光度。溶液浓度单位为%、厚度为cm时的吸光系数用E1cm习题13习题13同一物质对不同波长光的吸光系数不同A-λ曲线—吸收曲线/吸收光谱不同物质对同一波长光的吸光系数不同，混合溶液中，吸光度具有加和性：同一物质对不同波长光的吸光系数不同A-λ曲线—吸收曲线/吸收六、偏离比尔定律的因素朗伯-比尔定律由朗伯定律和比尔定律构成：导致偏离主要有化学方面和光学方面因素。比尔定律只适用于单色光、均匀、非散射的稀溶液。六、偏离比尔定律的因素朗伯-比尔定律由朗伯定律和比尔定律构成(二)光学因素非单色光杂散光散射光和反射光非平行光(一)化学因素单体二聚体610nm660nmCr2O72-+H2O2CrO42-

+2H+亚甲蓝阳离子(二)光学因素非单色光(一)化学因素单体(三)透光率、吸光度的测量误差

参比暗噪音和讯号噪音等引出误差常数(三)透光率、吸光度的测量误差参比暗噪音和讯号噪音等引出为了减小误差，通常控制溶液的透光率(吸光度)>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)>5%：T10%~70%(A0.1~1)最佳：T36.8%(A0.4343)为了减小误差，通常控制溶液的透光率(吸光度)>P215-习题18>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)P215-习题18>1%：T20%~63%(A0第二节紫外可见分光光度计一、主要部件第二节紫外可见分光光度计一、主要部件要求：在(200-800nm)光谱区发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。1.光源—提供入射光的装置要求：在(200-800nm)光谱区发射连续光谱，具有足够的

它包括①入射狭缝②准光装置③色散元件④出射狭缝2.单色器—从光源辐射的复合光分出单色光。通带宽度它包括2.单色器—从光源辐射的复合光分出单色光。通带宽度3.吸收池—盛放分析试样的装置3.吸收池—盛放分析试样的装置4.检测器—检测光信号，将光信号转变为电信号检测弱光,不能用来测定强光阴极表面Sn和Cs—200-625nmAg或Cs2O—625-1000nm4.检测器—检测光信号，将光信号转变为电信号检测弱光,不5.信号显示装置

包括检流计、放大计、对数转换计、显示计（表头显示、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理）5.信号显示装置包括检流计、放大计、对数转换计、显示计（二、分光光度计的类型光路类型紫外分光光度计可见分光光度计波长类型单光束分光光度计双光束分光光度计光多道阵列检测分光光度计（双波长分光光度计）二、分光光度计的类型光路类型紫外分光光度计波长类型单光束分光参比参比第十章紫外可见光光度法课件第三节UV-Vis的分析方法UV-Vis可以用于定量，还可利用紫外可见光谱对物质进行定性分析、纯度检查及结构分析等。定性分析的主要依据是吸收曲线的特征(曲线的形状、峰的数目、位置、强度及两峰强度比值等)，主要是与标准紫外光谱对照。一、定性分析现有的紫外光谱标准谱图库中有46000种化合物谱图第三节UV-Vis的分析方法UV-Vis可以用于定量，二、纯度检查检查曲线是否变形，峰的位置有无变化，两峰强度比值等有无变化，无吸收波段是否有峰。二、纯度检查检查曲线是否变形，峰的位置有无变化，两峰强三、单组分的定量方法单组分是指：溶液中只含一组分对选定的波长吸收，而其它组分无吸收。常用方法有吸光系数法、校正曲线法和对照法三、单组分的定量方法单组分是指：溶液中只含一组分1.吸光系数法(绝对法)、

E1cm1%

从手册或文献中查到例如，维B12的水溶液在361nm处，E1cm1%

=207，用l=1cm，测得某维B12水溶液的A=0.414，则P215-习题14、25、261.吸光系数法(绝对法)、E1cm1%从手册或文献2.校正曲线法C1C2C3C4CnCxA1A2A3A4AnAx浓度C标样试样吸光度AAxCx还可用回归方程计算溶液的浓度2.校正曲线法C1C2取量(ml)i浓度(ug/ml)吸光度编号12345670.001.002.003.004.005.00水样200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135例：P278-习题10查得：取量(ml)i浓度(ug/ml)吸光度编号1也可用回归直线方程计算（P27）取量(ml)i浓度(ug/ml)吸光度编号12345670.001.002.003.004.005.00水样200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135也可用回归直线方程计算（P27）取量(ml)i浓度(ug/m3、对照法要求浓度相接近P215-习题16、21、243、对照法要求浓度相接近P215-习题16、21、24四、同时多组分的定量方法对于图b、c的互相干扰，测定时可以不需要分离，根据吸光度的加和性测定。四、同时多组分的定量方法对于图b、c的互相干扰，测定时可解方程组得：1、解方程组法得方程组：选定两测定波长，由A,B纯物质测定得：解方程组得：1、解方程组法得方程组：选定两测定波长，由多组分，多元一次方程组但这将是繁琐的数学处理，且n越多，结果的准确性越差。多组分，多元一次方程组但这将是繁琐的数学处理，且n越多，结果等吸收波长法P215-习题222、双波长法选定一测定波长和一参比波长，使等吸收波长法P215-习题222、双波长法选定一测定波常用双波长分光光度计导数光谱法、褶合光谱法…常用双波长分光光度计导数光谱法、褶合光谱法…结构分析是利用物质的光谱特征(吸收特征)进行的吸收光谱(吸收曲线)吸收峰(最大吸收波长)吸收谷肩峰末端吸收五、结构分析(一)光谱常用概念（P186）结构分析是利用物质的光谱特征(吸收特征)进行的吸收光谱(吸收决定峰的大致位置影响峰的宽度，精细结构电子跃迁的能量(二)电子跃迁类型

紫外可见吸收光谱是包含分子中价电子能级的跃迁产生的，连续的带状光谱。（P184）决定峰的大致位置影响峰的宽度，精细结构电子跃迁的能量(二)分子轨道理论：原子轨道→分子轨道原子轨道里的价电子→分子轨道(σ、π、n、σ*、π*)分子轨道类型：如：H2σσ*分子轨道理论：(σ、π、n、σ*、π*)分子轨道类型：如跃迁类型与所需能量大小顺序为：

σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*如：HCHOn跃迁类型与所需能量大小顺序为：如：HCHOn生色团吸收峰CH3–C–CH2CH2CH2CH2CH3O=CH3CH=CH

CH2CH2CH2CH3分子有

n→π*，π→π*的基团(不饱和键)称为生色团。n→π*，π→π*

能量较小，在(200-800nm)内吸收。σ→σ*，n→σ*能量较大，对应的波长在200nm内生色团吸收峰CH3–C–CH2CH2CH2CH2CH3O1、σ→σ*只有σ→σ*H3C–CH3CH3CH3–OHCH3CH3–Cl这类分子在(200-800nm)内无吸收可作溶剂2、n→σ*所有有机分子含杂原子的有机分子1、σ→σ*只有σ→σ*H3C–CH3CH3CH3–OHCHC5H11–C≡CHCH2=CH2CH2=CHCOOHCH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH218817719520021725890010005000100002100035000π键共轭增大，吸收峰红移增色（共轭效应）CH3–C–CH3O=3、π→π*C5H11–C≡CH188900π键共轭增大，吸收峰红移增CH3–C–CH3O=CH3–C–OHO=CH3–N=OO=C4H9–N=O280204280665nm16412220羰基羧基硝基亚硝基4、n→π*CH3–C–CH3O=CH3–C–OHO=CH3–N=OO=5、电荷迁移跃迁某些分子中有电子给体与受体两部分，当电子从给体向受体跃迁时产生的吸收光谱称为电荷迁移光谱。5、电荷迁移跃迁某些分子中有电子给体与受体两部6、配位体场跃迁能量四面体场八面体场正方形场dCu2+NH3H2O663nm794nmd-d电子跃迁、f-f电子跃迁6、配位体场跃迁能量四面体场八面体场正方形场dCu2+N(三)吸收带及其与分子结构的关系吸收带—吸收峰的位置(三)吸收带及其与分子结构的关系吸收带—吸收峰的位置R带：由生色团的n→*所产生，250-500nm，弱带，极性溶剂中短移，附近有强峰长移。如：>C=C-C=C﹤,>C=C-C=OK带：由共轭生色团的

→*所产生，210-250nm，强带。R带：由生色团的n→*所产生，250-500nm，弱带，极B带：230-270nm，弱的宽带、精细E带：180nm(E1),200nm(E2)，强带芳香族特征吸收带电子转移吸收带配位体场吸收带（配合物）P188-表10-1一些化合物的电子结构、跃迁和吸收带B带：230-270nm，弱的宽带、精细芳香族特征吸收带电(四)影响吸收带的因素吸收带的位置只是相对的，不同的结构因素和测定条件，都会引起移动。1、位阻影响2、跨环效应影响H2C==O共轭增强(四)影响吸收带的因素吸收带的位置只是相对的，不同Ph–H254300Ph–Cl264320Ph–Br262325Ph–OH2731780Ph–OCH32732240这些含杂原子的饱和基团，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，使生色团的吸收峰红移增色，这些基团称为助色团。3、取代基效应影响Ph–H254300这表10-2溶剂对异丙叉丙酮两种跃迁吸收峰的影响溶剂正已烷氯仿甲醇水极性增大π→π*230238337242长移n→π*329315309305短移4、溶剂效应影响(CH3)2CH–C–CH(CH3)2O=表10-2溶剂对异丙叉丙酮两种跃迁吸收峰的影响溶剂5、体系pH的影响5、体系pH的影响共轭体系：200-250nm强峰(ε

104)(K带)。

(五)有机化合物的吸收光谱特征（P208）C2H6、C2H5Cl、C2H5OH1、饱和化合物：无吸收峰。2、孤立单烯：CH3CH=CHBr助色团-红移增色CH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH2217258CH2=CH21772100035000共轭体系：200-250nm强峰(ε104)(K带)。3、醛酮：270-350nm弱峰(ε=10-100)

(R带n→π*)

。4、-不饱和醛酮：230nm强(K带)，310-330nm弱(R带)。CH3–C–CH3O=188(900)280(16)CH3–C–CH=CH3O=5、芳环：250-300nm具有精细解构的中强峰；受取代团影响。3、醛酮：270-350nm弱峰(ε=10-100)(R带US比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外光区只有微弱吸收或无吸收，所以在结构解析研究方面有一定局限性。主要是配合其它结构分析方法（IR、NMR、MS等）。但可用于推断具有共轭生色团（官能团），确定异构体的，推断未知物的结构骨架。

(六)有机化合物结构研究US比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外（1）200-400nm无吸收峰，饱和化合物，单烯。（2）270-350nm有