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1、紫外－可见光谱操作使用介绍基本知识电磁辐射与紫外光谱光是一种电磁辐射，从波长极短的宇宙射线至波长很长的无线电构成一个连续光谱。部分电磁辐射范围远紫外100~200nm近紫外200~400nm可见光400~800nm近红外800~2500nm远红外2500~3500nm紫外光谱由分子外层电子在不同能级间跃迁产生。朗伯—比尔定律(Lambert-beer)A=吸光度I0=入射光强度I=入射光通过样品后的透射强度ε＝摩尔吸光度（cm-1.m-1）C=摩尔浓度(mol)l=光程(cm)当产生紫外吸收的物质为未知物时，其吸收强度可用表示:A=吸光度c为100m
2、l溶剂中溶质的克数l=光程(cm)选取溶剂需注意下列几点：1)当光的波长减小到一定数值时，溶剂会对它产生强烈的吸收(即溶剂不透明)，这即是所谓“端吸收”，样品的吸收带应处于溶剂的透明范围。透明范围的最短波长称透明界限。2)样品在溶剂中能达到必要的浓度(此浓度值决定于样品摩尔吸收系数的大小)。3)要考虑溶质和溶剂分子之间的作用力。一般溶剂分子的极性强则与溶质分子的作用强。因此应尽量采用低极性溶剂。4)为与文献对比，宜采用文献中所使用的溶剂。5)其它如溶剂的挥发性、稳定性、精制的再现性等。基本原理电子跃迁产生紫外－可见吸收光谱分子的总能量是其键能(电子能
3、)、振动能和转动能的总和，当分子从辐射的电磁波吸收能量之后，分子会从低能级跃迁到较高的能级。吸收频率决定于分子的能级差，其计算式为：∆E=hυ或∆E=hC/λ式中∆E为分于跃迁前后能级差；υ、λ分别为所吸收的电磁波的频率及波长C为光速；h为普朗克常数。分子的电子状态能约为8.38×104~8.38×105(J/mol)(4.19×105相当于286nm处发生紫外吸收)分子振动能约为4.19×103~2.09×104(J/mol)，分子转动能约为419~41.9(J/mol)。虽然每项能量不同,且有一定的变化范围,但其变化均是量子化的。由上可见,分子从
4、电子基态跃迁到电子激发态的∆E远大于振动能级,转动能级的∆E。因此,电子跃迁所吸收的电磁波是吸收光谱中频率最高的,即紫外可见光.紫外吸收谱带的形状紫外吸收谱带之所以是较宽,纯的形状,这可通过下图加以说明。以双原子分子为例位能曲线上的横线表示振动能级(转动能级未表示)。分子吸收电磁波能量后,电子从基态s0跃迁到激发态,其同时伴随有振动能级的跃迁,跃迁时核间距离保持不变(Franck-Condon原理)。它们和原能级(s0，v0)之间的能级差分别为I、II、III。由于此时还伴随着转动能级的跃迁,所以围绕I、II、III,有一系列分立的转动能级跃迁谱线(
5、图a),这种谱只能在稀薄气态下测得,当气态压力增大,即浓度增大时,转动能级受限制,形成连续曲线(b)，在低极性溶剂中测定紫外吸收,还能保留一些紫外吸收的精细结构(c),在高极性溶剂中作图,精细结构完全消失(图d)。多原子分子电子能级跃迁的种类有机化合物外层电子为:σ键的σ电子;π键的π电子;未成键的孤电子对n电子,它们所可能发生的跃迁,定性地可用下图表示。基本术语a.生色团(chromophore)：产生紫外(或可见)吸收的不饱和基团，如C＝C、C＝O、NO2等。b.助色团(auxochrome)：其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团时，能使
6、后者吸收波长变长或吸收强度增加(或同时两者兼有)，如：OH、NH2、Cl等。c.深色位移(bathochromicshift)：由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长。深色位移亦称为红移(redshift)。d.浅色位移(hypsochromicshift)由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短。浅色位移亦称为蓝移(blueshift)。e.增色效应(hyperchromiceffect)使吸收强度增加的效应。f.减色效应(hypochromiceffect)使吸收强度减小的效应。各类化合物的紫外吸收简单分子A.饱和的有机化合物a.饱和的碳氢化合
7、物唯一可发生的跃迁为σ→σ*，能级差很大，紫外吸收的波长很短，属远紫外范围。如甲烷、乙烷的最大吸收分别为125nm、135nm。b.含杂原子的饱和化合物杂原子具有孤电子对，一般为助色团，这样的化合物有n→σ*跃迁。但大多数情况，它们住近紫外区仍无明显吸收。硫醚、二硫化物、硫醇、胺、溴化物、碘化物在近紫外有弱吸收，但其大多数均不明显。B.含非共轭烯、炔基团的化合物这些化合物都含π电子，可以发生π→π*跃迁，其紫外吸收波长较σ→σ*为长，但乙烯吸收在165nm、乙炔吸收在173nm。因此，它们虽名为生色团，但若无助色团的作用，在近紫外区仍无吸收。C.含不
8、饱和杂原子的化合物在这类化合物中，σ→σ*、π→π*属远紫外吸收，n→σ*亦属远紫外吸收，不便检测，但n→π
