H仪器分析-1b-2紫外可见

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1、光谱分析(一)紫外及可见光谱分析Page96-1252021/7/16清华大学化学系2紫外-可见吸收光谱分析内容提要紫外-可见吸收光谱法概述紫外-可见吸收光谱的理论基础影响因素分析紫外-可见吸收光谱的定量基础紫外-可见分光光度计分光光度测定方法紫外-可见分光光度分析法的应用2021/7/16清华大学化学系3紫外-可见吸收光谱法概述紫外-可见吸收光谱法：是基于分子和晶体内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法，属于分子光谱范畴。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关，是由电子在能级间的跃迁所产生的。一般分子结构中具有多个电子能级，可以产生多种跃迁过程，形

2、成多个吸收峰。紫外－可见光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子；此外，还可以研究无机晶体材料的能带间跃迁过程。吸收光谱的位置：谱带的跃迁能级能量差所决定；吸收光谱的强度：分子能级之间的跃迁几率所决定；2021/7/16清华大学化学系4紫外-可见吸收光谱法概述物质与光的作用：光子与物质发生相互作用，产生能量的转移。h=E1-E0作用本质：物质吸收光能后激发电子在不同能级间产生跃迁；不同波长的光，由于能量不同，可以激发的跃迁形式也不同,可以产生不同的光谱分析方法。如UV-Vis，IR等紫外可见光谱区域UV:200-380nmVIS:380-780nm780nm以上为近红

3、外区；2021/7/16清华大学化学系5紫外-可见吸收光谱法概述2021/7/16清华大学化学系6紫外-可见吸收光谱法概述紫外及可见光与含共轭键结构有机分子的相互作用，可以激发分子轨道上电子的跃迁；可以激发无机化合物的电子从价带克服能带间隙跃迁到导带；定性应用：判断是否有共轭键结构，测定无机物的能带间隙宽度；定量应用：吸收定律（朗伯-比尔定律）2021/7/16清华大学化学系7紫外-可见吸收光谱法概述O=C-C=C生色团相同，分子结构不同，但吸收光谱相同2021/7/16清华大学化学系8紫外-可见吸收光谱法概述无机化合物Bi2WO6光催化剂的例子W3dBi6s202

4、1/7/16清华大学化学系9紫外－可见吸收光谱的特点和用途特点：仪器设备和操作都比较简单，费用少，分析速度快检测灵敏度较高，最低检出限可达10-6g/ml有较好的选择性，可在多组分共存的条件下对一种物质进行检测精密度和准确度高。应用范围广泛如医药、化工、环境、冶金、地质等用途：有机物分子结构的鉴定；定量分析；固体材料的光学特性研究；2021/7/16清华大学化学系10紫外-可见吸收光谱的理论基础分子结构与吸收光谱1.分子光谱是带状光谱2.电子能级和跃迁影响紫外-可见吸收光谱的因素1.共轭效应的影响2.取代基的影响3.溶剂的影响2021/7/16清华大学化学系11分子结构与

5、吸收光谱紫外-可见吸收光谱属于分子光谱；分子光谱是带状光谱，原子光谱是线状光谱；分子对电磁辐射的吸收是分子能量变化的总和（电子跃迁，分子振动，分子转动等）。原子光谱线状光谱分子光谱带状光谱精细结构带状光谱2021/7/16清华大学化学系12分子光谱是带状光谱的原因：分子对电磁辐射的吸收是分子能量变化的总和；分子的吸收光谱是由成千上万条彼此靠得很近的谱线所组成。电子跃迁＋分子振动＋分子转动（0.25nm）＋分子平动分子碰撞变宽会超过转动谱线间的间距；在溶液中，相邻分子间的碰撞导致谱带加宽分子各种能级的细微变化谱带的进一步加宽和汇合；转动和振动的能量很低，容易被包封成带；

6、分子结构与吸收光谱2021/7/16清华大学化学系13分子结构与吸收光谱2021/7/16清华大学化学系14电子能级和跃迁分子结构与吸收光谱与有机物分子紫外-可见吸收光谱有关的电子跃迁是：形成单键的电子形成双键的电子非键的n电子反键电子，,>>n>>2021/7/16清华大学化学系15分子结构与吸收光谱跃迁max<170nm，远紫外区或真空紫外区饱和有机化合物的电子跃迁在远紫外区甲烷，max=125nmn跃迁max<200nm，远紫外区。含未共享电子对的取代基都可发生n跃迁，S，N，O，Cl，Br，I等杂原子的饱和烃衍生物等。小于200

7、nm;电负性越小，电子越易被激发，波长越长。如：甲胺，max=213nm，碘代烷260nm2021/7/16清华大学化学系16分子结构与吸收光谱跃迁一般在紫外区；双键共轭，波长红移，吸收增强；max和max均增加。单个双键，一般max为150-200nm紫外-可见吸收光谱主要研究共轭双键结构的有机化合物max=185nmmax=217nmmax=258nm2021/7/16清华大学化学系17分子结构与吸收光谱如果两个以上的双键被单键隔开，则所呈现的吸收是所有双键吸收的叠加。共轭多烯(H−(CH=CH)n−H