UV-Vis原理及应用概述.ppt

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1、Chap.2紫外－可见分光光度法（UV-Vis）主要内容紫外-可见分光光度法的基本原理定量分析依据：Lambert-Beer定律定性和定量分析又称紫外－可见分子吸收光谱法，它是利用某些物质的分子吸收200~800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种产生于分子价电子在电子能级间的跃迁的光谱，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。（近）紫外光区：200～400nm可见光区：400～800nm紫外-可见分光光度法（Ultraviolet-visiblespectrophotometry,UV-Vis）紫外-可见分光光度法的特点1）与其它光谱分析方法相比，其仪器设备和

2、操作都比较简单，费用少，分析速度快;2）灵敏度高（10-4～10-7g/ml）3）选择性好;4）精密度和准确度较高;5）用途广泛§1基本原理UV-Vis的产生电子跃迁主要类型常用术语吸收带1.紫外－可见吸收光谱的产生电子能级振动能级转动能级分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图BA吸收辐射能后：△E=△Ee+△Ev+△ErUV-Vis光谱是由分子外层电子跃迁所产生的，属于电子光谱。同时，还伴有分子内部振动能级和转动能级的跃迁，从而使谱带变宽。因此，UV-Vis光谱是带状光谱。2.电子跃迁主要类型按照价电子性质不同讨论不同的紫外-可见吸收光谱。以甲醛分子为例：存在σ电子

3、，π电子，n（p）电子。分子轨道理论：σ成键轨道<π成键轨道104)。含有不饱和基团的有机物都会产生此跃迁。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长max为162nm。分子中若有共轭双键，跃迁所需能量降低，max增加；共轭系统越长，跃

4、迁所需能量越低，max增加到210nm以上。2.3n→π*跃迁此跃迁所需能量最小，辐射波长最长，吸收峰一般都在近紫外区，甚至在可见区。它是含杂原子的不饱和基团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是吸收强度弱(ε在10～100之间)，属于禁阻跃迁。2.4n→σ*跃迁此跃迁所需能量比较低，吸收峰一般在200nm附近，落于远紫外光区和近紫外光区。具有未共享电子对的一些取代基的饱和有机物都会产生此跃迁。如CH3OH和CH3NH2的n*跃迁产生的吸收分别为183nm和213nm。2.5电荷迁移跃迁所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时，电子从给予体向与接受体

5、相联系的轨道上跃迁。因此，电荷迁移跃迁实质是一个内氧化-还原的过程，而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。如苯酰基取代物在光作用下的异构反应。电荷迁移吸收带的谱带较宽，吸收强度较大（max>104）。配位场跃迁包括d-d跃迁和f-f跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。吸收峰强烈受配位环境的影响。例如Cu2+以水为配位体，吸收峰在794nm处，而以氨为配位体，吸收峰在663nm处。此类光谱吸收强度弱，较少用于定量分析。2.6配位场跃迁电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同，吸收能量的次序为：σ→σ*＞n→σ*≥π→π*＞n→π

6、*σ→σ*～150nmn→σ*～200nmπ→π*～200nmn→π*～300nm常见电子跃迁所处的波长范围及强度实例下列结构中所需能量最低和最高的跃迁类型？CH2=CHCH=CH2CH3-CH=CH-CHO3.常用术语3.1发色团分子中能吸收紫外光或可见光的结构系统叫做发色团或生色团。象C=C、C=O、C≡C等都是发色团。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。一般有π→π*或n→π*跃迁。常见生色团的吸收光谱有些原子或基团，本身不能吸收波长大于200nm的光波，但它与一定的发色团相连时，则可使发色团所产生的吸收峰向长波长方向移动，并使吸收强度增加，这样的原子或基团叫做

7、助色团。一般指带有非键电子对的基团，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等。3.2助色团某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向长波长移动的现象称为长移或红移（redshift）；相反，使吸收峰向短波长移动的现象称为短移或蓝移（紫移）（blueshift）。3.3蓝移和红移使吸收强度增加的现象称为浓色效应或增色效应（hyperchromiceffect）；使吸收强度降低的现象称为淡色效应或减色效应（hypochromiceffect）。3.4浓色效应和淡色效应又称吸收曲线，以波长λ（nm）为横坐标，以吸