仪器分析 课件 14.1 紫外吸收光谱基础；14.2 紫外可见分光光度计

*第十四章

紫外吸收光谱分析法14.1.1紫外吸收光谱分析法概述14.1.2紫外吸收光谱的产生14.1.3光吸收定律第一节

紫外吸收光谱分析法基础UltravioletspectrophotometryBaseofUltravioletspectrometry*14.1.1紫外-可见吸收光谱分析法概述波长范围：100~800nm。远紫外区：

100~200nm；近紫外区：

200~400nm；可见光区：400~800nm。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λmax和相应的摩尔吸光系数εmax反映了构成有机分子部分结构的发射团的特征。

*14.1.2

紫外—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；εmaxM+

h

→M*基态激发态E1

（△E）E2

不同分子发生能级跃迁时，ΔE及所吸收光的波长不同。由λ、ε

分子结构的相关关系

结构鉴定。250300350400nm1234eλ*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:E＝Ee+Ev+Er

ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr

*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。*讨论：（1）

转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，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。（2）振动能级的能量差ΔΕv约为：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱。（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。*讨论：

（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。*14.1.3光吸收定律朗伯—比耳定律

A＝lg（I0/It)=-lgT=εcl

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mol·L-1；

ε：摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1；

或:

A＝lg（I0/It)=alc

c：溶液的质量浓度，单位g·L-1

a：吸光系数，单位L·g-1·cm-1

a与ε的关系为：a=ε/M（M为摩尔质量）*吸收曲线的讨论：①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λmax。③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。②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。*讨论：④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λmax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。⑤在λmax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。*内容选择结束14.1紫外-可见吸收光谱分析法基础

14.2紫外-可见分光光度计

14.3吸收带类型与溶剂效应

14.4重要化合物的紫外-可见吸收光谱

14.5紫外-可见吸收光谱的应用第十四章

紫外吸收光谱分析法14.2.1仪器14.2.2基本组成14.2.3分光光度计的类型第二节紫外-可见分光光度计UltravioletspectrophotometryUV-Visspectrophotometer一、仪器紫外-可见分光光度计光路图二、基本组成

generalprocess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320～2500nm。

紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。

2.单色器

将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。①入射狭缝：光源的光由此进入单色器。②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束。③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅。

④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝。⑤出射狭缝。3.样品室

样品室：吸收池(比色皿)+池架附件。吸收池：石英池，玻璃池。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4.检测器

利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5.结果显示记录系统

检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。三、分光光度计的类型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。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。复杂，价高。光

路

图光路图3.双波长

将不同波长的两束单色光(λ1、λ2)快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参