可见分光光度法紫外.PPT

第一章 紫外—可见分光光度法 紫外—可见分光光度法是利用物质对紫 外 —可见光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仪器分析方法。 特点：灵敏度和准确度较高，仪器设备简 单，操作方便，应用广泛等。 第一节 基本原理 一、光的基本特性 1.光的波动性 光是一种电磁波，电磁波可以用周期T(s)、频率? (Hz)、波长λ(nm)和波数σ（cm-1）等参数描述。它们之间的关系为： ? =1/T=c/λ σ=1/λ= ?/c 2.光的粒子性 光具有粒子性，光是由光子组成的，光子具有能量，其能量与频率或波长的关系为： E=h ?=h· c /λ h=6.626x10-34 J·s 例1-1 P2 3.单色光、复合光和互补色光 同一波长的光称单色光，由不同波长组成的光称复合光。物质有色是因其分子对不同波长的光选择性吸收而产生。下表列出颜色与吸收光之间的关系。其中对应颜色的光称互补色光。 二、光与物质的作用 1.光的吸收 物质粒子如原子、分子、离子等总是处于特定的不连续的能量状态，各状态对应的能量称为能级，用E表示。基态E0 ，激发态Ej EL=h ?=△E(能级差) 【例1-2 】P3 2.物质颜色的产生 物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。 三、光谱吸收曲线 1.紫外-可见吸收光谱产生的机理 光子作用于物质分子时，如果光子的能量与物质分子的电子能级间的能级差满足 △E=h ? 光子将能量传递给物质分子，分子获得能量可发生电子能级的跃迁。在光吸收过程中基于分子中电子能级的跃迁而产生的光谱，称为紫外-可见吸收光谱（或电子光谱）。 （3）不同物质吸收曲线的特性不同。吸收曲线的特性包括曲线的形状、峰的数目、峰的位置和峰的强度等。它们与物质特性有关，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。 四、光吸收定律 2.朗伯-比尔定律 朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即 A= κbc 式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。K可用a（吸光系数）或ε（摩尔吸光系数）表示。 c为吸光物质浓度，b为透光液层厚度。 朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理论基础。 摩尔吸光系数的物理意义： 溶液浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时物质对光的吸收程度 （1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数 （2）不随浓度c和液层厚度b的改变而改变。 在温度和波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关； （3）同一吸光物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示 εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。 3.朗伯-比尔定律的应用条件 朗伯-比尔定律不仅适用于紫外光、可见光，也适用红外光；在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 A=A1+A2+??+An （1）入射光必须为单色光 （2）被测样品必须是均匀介质 （3）在吸收过程中吸收物质之间不能发生相 互作用。 第二节 化合物的紫外—可见吸收光谱 一、有机化合物的紫外—可见吸收光谱 1 、有机化合物的电子跃迁 有机化合物的紫外吸收光谱，取决于分子中外层电子的性质。有机化合物分子中通常有三类电子， 即形成单键的σ电子、形成不饱和键的π电子以及未参与成键的n电子（孤对电子）。处于基态的分子在吸收一定波长的光后，分子中的成键电子和非键电子可被激发跃迁至σ* 和π* 反键轨道 有机化合物的紫外—可见吸收光谱，是其分子中外层价电子跃迁的结果： 其跃迁类型有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n →π*四种，其相对能量 大小次序为： σ→σ* n→σ* π→π* n →π* 有机物最有用的吸收光谱是基于 n →π*和π→π*跃迁而产生的。 ⑴　σ→σ＊跃迁 所需能量最大，σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区(吸收波长λ200nm，只能被真空紫外分光光度计检测到)。如甲烷的λmax为125nm,乙烷λmax为135nm。 ⑵　n→σ＊跃迁 所需能量较大。吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。