《分光光度分析》第二章 紫外与可见光吸收光谱.pdf

第二章 紫外与可见吸收光谱 第一节 紫外与可见吸收光谱的形成 第二节 有机化合物的吸收光谱 第三节 金属配合物的吸收光谱 第一节紫外与可见吸收光谱的形成 吸收光谱学研究的课题是光与物质相互作用过程的 有关问题。 原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。  每一种状态具有一定的能量，对应一定的能级。 电子如果吸收了外来辐射的能量，就可以一个较低能 量的能级跃迁到另一个能量较高的能级。 一. 原子吸收光谱 在无外来作用时，原子中各电子都尽可能的处于 最低能级，能量最低(基态) 。 当有外来因素的激发时，它的一个电子或几个电子 就可能跃迁到较高能级上去(激发态) 。 光、电等 10-8～10-5 原子处于基态 激发态 基态多余能量用发光方式放射出来 底板 一条谱线(同时各能级一条条谱线) 原子的激发态不稳定，它只能以极短的时间处于 这种状态，约10-8-10-5s后，便要恢复原状，即跃迁回基 态，而把多余的能量用发光的方式放射出来，若用底板 将此接受下来，便得到一条谱线。 与此同时，发生其他能级间的跃迁，放出其他波 长的光。将这些不同波长的光接受下来，便得到一条 条谱线，这就是原子发射光谱。 另一方面，当一连续频率的辐射照射单原子时， 它将吸收不同波长的光而从基态跃迁到较高的能级， 这样就可得到一系列吸收光谱。 M + h → M * 基态 激发态 E1 (E) E2 跃迁前后两个能级的能量差服从普朗克条件 c E  E E  h  h 2 1  一般为1～10eV，故各条谱线的波长(或频率)差 别较大，呈线状分开，所以原子光谱是不连续性的线 状光谱。 二. 分子吸收光谱 1. 分子光谱产生的机理与原子光谱很相似 分子光谱与原子光谱有许多不同之处。原子光谱是 由一条条谱线组成的，谱线的数目较少，间隔较大。而分 子光谱，谱线的数目很多，且较密集。 这是由于分子的内部的能级分布比较复杂。 对原子而言，只有电子相对于原子核的运动。 在分子中存在三种运动形式： a 电子相对于原子核的运动 b 各原子核在其平衡位置的微小振动 c 分子作为一个整体绕着质心的转动 所以，一个分子的总能量E 是内在能量E 、平动 0 能E平、振动能E振、转动能E转、电子运动能量E 电子的 总和： E ＝E + E + E + E + E 0 平 振 转 电子 其中 E ：分子固有的内能，不随运动改变 0 E平：是连续变化的，其改变不会产生光谱 当一分子吸收外来辐射后，其能量变化为：  E ＝ E转+  E振+  E 电子 这三种运动的能量间隔是不同的，转动能级间隔 一般10-4～0.05eV；振动能级间隔一般在0.05～1eV； 而电子能级间隔最大一般在1～10eV。