儀器分析——第一章紫外-可見分子吸收光譜法

1、 第一章第一章 紫外紫外- -可見分子吸收光譜法可見分子吸收光譜法 Ultraviolet-Visible Molecular Absorption Spectrometry ,UV-VIS 本次課應(yīng)掌握的重點：本次課應(yīng)掌握的重點：1、什么是復合光、單色光、互補色光；、什么是復合光、單色光、互補色光；2、物質(zhì)對光吸收的本質(zhì)是什么？、物質(zhì)對光吸收的本質(zhì)是什么？3、為什么物質(zhì)對光會發(fā)生選擇性吸收？、為什么物質(zhì)對光會發(fā)生選擇性吸收？4、為什么分子吸收光譜是帶狀光譜而不、為什么分子吸收光譜是帶狀光譜而不是線狀光譜？是線狀光譜？5、什么是吸收曲線和最大吸收波長？、什么是吸收曲線和最大吸收波長？1-1 1

2、-1 概述概述 紫外紫外-可見分子吸收光譜法可見分子吸收光譜法( UltravioletVisible Molecular Absorption Spectrometry ,UV-VIS),又稱紫外又稱紫外-可見分光光度法可見分光光度法(Ultraviolet-Viseble Spectrophotometry)。它是。它是研究分子吸收研究分子吸收 190780 nm 波長范圍內(nèi)的吸收波長范圍內(nèi)的吸收光譜。紫外光譜。紫外-可見吸收光譜主要產(chǎn)生于分子價電可見吸收光譜主要產(chǎn)生于分子價電子的躍遷，通過測定分子對紫外子的躍遷，通過測定分子對紫外-可見光的吸收，可見光的吸收，可以用于鑒定和定量測定大量的

3、無機化合物和可以用于鑒定和定量測定大量的無機化合物和有機化合物。有機化合物。一一. .紫外光紫外光 (ultraviolet light)和可見光和可見光 (visible light) 光是一種電磁輻射光是一種電磁輻射（Electromagnetic radiation)或叫電磁波或叫電磁波(Electromagnetic wave)能被人們看見的光稱為可見光。能被人們看見的光稱為可見光。 各種看不見的光，如紫外光、紅外光、各種看不見的光，如紫外光、紅外光、X-X-射線、射線、 - -射線等，它們也都是某一波長區(qū)射線等，它們也都是某一波長區(qū)域的電磁輻射。域的電磁輻射。 1. 1.紫外光紫外光

4、（ultraviolet light） 紫外光是指波長為紫外光是指波長為 10380 nm 的電的電磁輻射，它又可分為遠紫外光（磁輻射，它又可分為遠紫外光（Far ultraviolet light）和近紫外光（）和近紫外光（Near ultraviolet light）。）。 遠紫外光的波長范圍是遠紫外光的波長范圍是10200nm。遠紫外光又有真空紫外光（遠紫外光又有真空紫外光（Vacuum ultraviolet light）之稱）之稱; 近紫外光的波長近紫外光的波長范圍是范圍是200380nm。2.2.可見光可見光（visible light） 可見光是指波長范圍為可見光是指波長范圍為

5、380380780780nm區(qū)域內(nèi)的電磁輻射。在這個區(qū)域內(nèi)，不區(qū)域內(nèi)的電磁輻射。在這個區(qū)域內(nèi)，不同波長的光引起人的視覺神經(jīng)的感受不同波長的光引起人的視覺神經(jīng)的感受不同，所以我們看到了各種不同顏色的光。同，所以我們看到了各種不同顏色的光。例如，例如，630630780 780 nm 的光是紅光，的光是紅光，430430460 460 nm 的光是藍光等。的光是藍光等。 （1 1）復合光）復合光（Polychromatic light）與單色光與單色光（Single - color light） 如果讓一束白光通過三棱鏡，它將分解為如果讓一束白光通過三棱鏡，它將分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種

6、顏色的光，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光，這 種 現(xiàn) 象 稱 為 光 的 色 散這 種 現(xiàn) 象 稱 為 光 的 色 散 （ C h r o m a t i c dispersion）。我們把白光叫做復合光，把只具。我們把白光叫做復合光，把只具有一種顏色的光叫做單色光。有一種顏色的光叫做單色光。（2 2）互補色光）互補色光（Complementary light） 從白光中分離出藍色后，剩余的混合從白光中分離出藍色后，剩余的混合光呈黃色，那么我們把黃光稱為藍色的互光呈黃色，那么我們把黃光稱為藍色的互補色，同理，藍色也是黃色的互補色。如補色，同理，藍色也是黃色的互補色。如圖圖1-11-1所

7、示，圖中，處于一條直線上的兩所示，圖中，處于一條直線上的兩種單色光互為補色。種單色光互為補色。三三. .吸光光度法的分類吸光光度法的分類 吸光光度法按所用的和測量光吸光光度法按所用的和測量光的單色程度不同，可分為比色法和分的單色程度不同，可分為比色法和分光光度法。光的單色程度是指光的波光光度法。光的單色程度是指光的波長范圍的寬窄程度。長范圍的寬窄程度。1.1.比色法比色法（Colorimetric method） 比色法是指應(yīng)用單色性較差的比色法是指應(yīng)用單色性較差的光與被測物質(zhì)作用建立起來的分析方光與被測物質(zhì)作用建立起來的分析方法法, ,它只能在可見光區(qū)使用。它只能在可見光區(qū)使用。 (1).(

8、1).目視比色法目視比色法 用眼睛比較溶液顏色的深淺，也就是說用眼睛作用眼睛比較溶液顏色的深淺，也就是說用眼睛作為溶液透過光的檢測器，從而確定物質(zhì)含量的方法稱為溶液透過光的檢測器，從而確定物質(zhì)含量的方法稱為目視比色法。例如：五為目視比色法。例如：五價銻離子在價銻離子在pH=7時能與孔雀時能與孔雀綠綠( C23H25N2Cl )形成綠色配合物：形成綠色配合物：(2).(2).光電比色法光電比色法 光電比色法是利用光電轉(zhuǎn)換元件如光光電比色法是利用光電轉(zhuǎn)換元件如光電池或光電管代替人眼作為檢測器。但在電池或光電管代替人眼作為檢測器。但在測定原理上與目視比色法是不同的，目視測定原理上與目視比色法是不同的

9、，目視比色法是比較溶液透過光的強度，而光電比色法是比較溶液透過光的強度，而光電比色法是檢測溶液對某一單色光的吸收程比色法是檢測溶液對某一單色光的吸收程度 ， 所 用 儀 器 叫 光 電 比 色 計度 ， 所 用 儀 器 叫 光 電 比 色 計（Optimeter）。 2. 分光光度法分光光度法（Spectrophotometric methods） 分光光度法在測定原理上與光電比色分光光度法在測定原理上與光電比色法是相同的，所不同的是獲得單色光的方法是相同的，所不同的是獲得單色光的方法，前者采用濾光片法，前者采用濾光片, 后者采用光柵或棱后者采用光柵或棱鏡鏡, ,所用儀器叫分光光度計所用儀器叫

10、分光光度計（SpectroPhoto-meter）。 吸光光度法比色法分光光度法目視比色法光電比色法按單色光純度劃分：吸光光度法目視比色法光度分析法光電比色法分光光度法按測定原理劃分：1- -2 吸收物質(zhì)吸收物質(zhì)及其紫外和可見吸收光譜及其紫外和可見吸收光譜 一一. 吸收的一般性質(zhì)吸收的一般性質(zhì) 1. 吸收的本質(zhì)吸收的本質(zhì) 光被物質(zhì)吸收，實際上就是光的能量光被物質(zhì)吸收，實際上就是光的能量轉(zhuǎn)移到了物質(zhì)的原子或分子中去了。光通轉(zhuǎn)移到了物質(zhì)的原子或分子中去了。光通過物質(zhì)后，某些頻率的光能使物質(zhì)的原子過物質(zhì)后，某些頻率的光能使物質(zhì)的原子或分子由最低能級（基態(tài)）躍遷到較高的或分子由最低能級（基態(tài)）躍遷到較

11、高的能級（激發(fā)態(tài)）。能級（激發(fā)態(tài)）。 量子化學表明：原子、分子或離子具有不量子化學表明：原子、分子或離子具有不連續(xù)的、數(shù)目有限的量子化能級，如圖連續(xù)的、數(shù)目有限的量子化能級，如圖1-21-2，所以，物質(zhì)只能吸收與兩個能級之差相同的或所以，物質(zhì)只能吸收與兩個能級之差相同的或為其整數(shù)倍的能量。對于光來說，就是只能吸為其整數(shù)倍的能量。對于光來說，就是只能吸收一定頻率或波長的光。收一定頻率或波長的光。即：即： （1-1） chhEE0E2激發(fā)態(tài)能級 基態(tài)能級E1E0圖12 電子能級示意圖 只有當照射光光子的能量只有當照射光光子的能量 hv與被照射物與被照射物質(zhì)微粒的基態(tài)、某一激發(fā)態(tài)能量之差相當時才質(zhì)微

12、粒的基態(tài)、某一激發(fā)態(tài)能量之差相當時才能發(fā)生吸收。能發(fā)生吸收。 不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同，則有不同不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同，則有不同的量子化能級，其能級之間的能量差是不同的，的量子化能級，其能級之間的能量差是不同的，所以，不同的物質(zhì)可以吸收不同波長的光，即：所以，不同的物質(zhì)可以吸收不同波長的光，即：物質(zhì)對光的吸收具有選擇性。物質(zhì)對光的吸收具有選擇性。2. 分子吸收光譜分子吸收光譜（Molecular Absorption Spectrum） （1 1） 產(chǎn)生及分類產(chǎn)生及分類 紫外、可見光的能量與分子中價電子紫外、可見光的能量與分子中價電子躍遷吸收的能量相適應(yīng)，所以紫外躍遷吸收的能量相適應(yīng)，所

13、以紫外- -可見可見光譜屬于分子吸收光譜。光譜屬于分子吸收光譜。 分子內(nèi)部的運動可分為價電子運動、分子分子內(nèi)部的運動可分為價電子運動、分子內(nèi)原子在平衡位置附近的振動和分子繞其重心內(nèi)原子在平衡位置附近的振動和分子繞其重心的轉(zhuǎn)動，則分子中存在三種能量，而三種能量的轉(zhuǎn)動，則分子中存在三種能量，而三種能量都是量子化的，所以有三種能級存在于分子中，都是量子化的，所以有三種能級存在于分子中，即電子能級即電子能級Ee (Electronic Level)、振動能級、振動能級Ev (Vibrational Level)、和轉(zhuǎn)動能級、和轉(zhuǎn)動能級Er (Rotational Level)。 在這三種能量中，電子能

14、級之間能量差最在這三種能量中，電子能級之間能量差最大，振動能級相差次之，轉(zhuǎn)動能級相差最小。大，振動能級相差次之，轉(zhuǎn)動能級相差最小。即：即： Ee Ev Er 電子能級躍遷所需的能量一般在電子能級躍遷所需的能量一般在120eV。如果是如果是5eV, 則由式（則由式（1-1）可計算相應(yīng)的波長）可計算相應(yīng)的波長:已知已知 h6.62410-34Js4.13610-15eVs c（光速）（光速）2.9981010s-1故故: 可見，電子能級躍遷產(chǎn)生的吸收光譜主要可見，電子能級躍遷產(chǎn)生的吸收光譜主要處于紫外及可見光區(qū)（處于紫外及可見光區(qū)（200780nm）。這種分）。這種分子光譜稱為電子光譜或紫外子光譜

15、稱為電子光譜或紫外-可見光譜。可見光譜。nm248cm1048. 2eV5scm10998. 2seV10136. 4511015Ehc振動能級的能量差一般在振動能級的能量差一般在 0.0250.0251 eV1 eV之間。如之間。如果能量差是果能量差是 0.1eV0.1eV，則它為，則它為 5eV 5eV 的電子能級間隔的的電子能級間隔的 2 2，所以電子躍遷并不是產(chǎn)生一條波長為，所以電子躍遷并不是產(chǎn)生一條波長為 248 nm 248 nm 的譜線的譜線, ,而是產(chǎn)生一系列的譜線，其波長間隔約為而是產(chǎn)生一系列的譜線，其波長間隔約為 248nm 2 2 5 nm5 nm。 在振動能級躍遷時在振

16、動能級躍遷時還伴隨著轉(zhuǎn)動能級的躍遷。轉(zhuǎn)還伴隨著轉(zhuǎn)動能級的躍遷。轉(zhuǎn)動能級的間隔小于動能級的間隔小于0.025eV。如果間隔是。如果間隔是 0.005 eV，則它為則它為 5 eV的的0.1，相當?shù)牟ㄩL間隔是，相當?shù)牟ㄩL間隔是 248 nm0.1 0.25 nm。 紫外及可見吸收光譜，一般包含若干譜帶紫外及可見吸收光譜，一般包含若干譜帶系，不同譜帶系相當于不同的電子能級躍遷，系，不同譜帶系相當于不同的電子能級躍遷，一個譜帶系（即同一電子能級躍遷，如由能級一個譜帶系（即同一電子能級躍遷，如由能級 A 躍遷到能級躍遷到能級 B）含有若干譜帶，不同譜帶相）含有若干譜帶，不同譜帶相當于不同的振動能級躍遷。

17、同一譜帶內(nèi)又包含當于不同的振動能級躍遷。同一譜帶內(nèi)又包含若干光譜線，每一條線相當于轉(zhuǎn)動能級的躍遷，若干光譜線，每一條線相當于轉(zhuǎn)動能級的躍遷，它們的間隔如上所述約為它們的間隔如上所述約為 0.25nm。一般分光光。一般分光光度計的分辨率，觀察到的為合并成較寬的譜帶，度計的分辨率，觀察到的為合并成較寬的譜帶，所以分子光譜是一種帶狀光譜。所以分子光譜是一種帶狀光譜。 與純振動能級之差與純振動能級之差Ev 相適應(yīng)的輻相適應(yīng)的輻射是波長約為射是波長約為 0.780.785050m 的光，這種的光，這種光在近紅外（包括中紅外）區(qū)，所以，當光在近紅外（包括中紅外）區(qū)，所以，當用紅外線照射分子時，則此能量不足

18、以引用紅外線照射分子時，則此能量不足以引起電子能級的躍遷，只能引起振動和轉(zhuǎn)動起電子能級的躍遷，只能引起振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，這樣得到的光譜稱為紅外吸能級的躍遷，這樣得到的光譜稱為紅外吸收光譜收光譜(Infrared absorption spectrum)。 如果用能量更低的遠紅外線和微波如果用能量更低的遠紅外線和微波（50300 m）照射分子，則只能引起轉(zhuǎn)）照射分子，則只能引起轉(zhuǎn)動能級的躍遷，這樣得到的光譜稱為遠紅動能級的躍遷，這樣得到的光譜稱為遠紅外光譜外光譜（Far-infrared spectrum）和微波）和微波譜（譜（Microwave spectrum）。 不同波長范圍的電磁波所

19、能激發(fā)的分不同波長范圍的電磁波所能激發(fā)的分子和原子的運動情況如下表所示：子和原子的運動情況如下表所示： 光光譜譜區(qū)區(qū) 波波長長范范圍圍 原原子子或或分分子子的的運運動動形形式式 X X射射線線 0 0. .0 01 11 10 0n nm m 原原子子內(nèi)內(nèi)層層電電子子的的躍躍遷遷 遠遠紫紫外外 1 10 02 20 00 0n nm m 分分子子中中原原子子外外層層電電子子的的躍躍遷遷 紫紫外外 2 20 00 03 38 80 0n nm m 同同上上 可可見見光光 3 38 80 07 78 80 0n nm m 同同上上 近近紅紅外外 7 78 80 0n nm m2 2. .5 5m

20、m 分分子子中中涉涉及及氫氫原原子子的的振振動動 紅紅外外 2 2. .5 55 50 0m m 分分子子中中原原子子的的振振動動及及分分子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動 遠遠紅紅外外 5 50 03 30 00 0m m 分分子子的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動 微微波波 0 0. .3 3m mm m1 1m m 同同上上 無無線線電電波波 1 11 10 00 00 0m m 核核磁磁共共振振 （2 2） 吸收曲線吸收曲線 分子吸收光譜是一種帶狀光譜，這種分子吸收光譜是一種帶狀光譜，這種帶狀光譜可以用吸收曲線來表示。將不同帶狀光譜可以用吸收曲線來表示。將不同波長（波長（wavelength）的光透過某一物質(zhì)，）的光透過某一物質(zhì)

21、，測量每一波長下物質(zhì)對光的吸收程度即吸測量每一波長下物質(zhì)對光的吸收程度即吸光度（光度（Absorbance），然后以波長為橫坐），然后以波長為橫坐標，以吸光度為縱坐標作圖，即得到一條標，以吸光度為縱坐標作圖，即得到一條吸收曲線或稱為吸收光譜圖。吸收曲線或稱為吸收光譜圖。圖中曲線圖中曲線I、II、III是是Fe2+含量分別為含量分別為 0.0002 mgmL-1, 0.0004 mgmL-1和和0.0006 mgmL-1的吸收曲線。的吸收曲線。1,10-鄰二氮雜菲亞鐵溶鄰二氮雜菲亞鐵溶液對不同波長的光吸收情況不同液對不同波長的光吸收情況不同, 對對 510nm 的的綠色光吸收最多，有一吸收高峰（

22、相應(yīng)的波長綠色光吸收最多，有一吸收高峰（相應(yīng)的波長稱為最大吸收波長，用稱為最大吸收波長，用 max表示）。對波長表示）。對波長600nm 以上的橙紅色光，則幾乎不吸收，完全以上的橙紅色光，則幾乎不吸收，完全透過，所以溶液呈現(xiàn)橙紅色。不同物質(zhì)其吸收透過，所以溶液呈現(xiàn)橙紅色。不同物質(zhì)其吸收曲線的形狀和最大吸收波長各不相同。曲線的形狀和最大吸收波長各不相同。 根據(jù)這個特性可用作物質(zhì)的初步定性分析。根據(jù)這個特性可用作物質(zhì)的初步定性分析。不同濃度的同一物質(zhì)，在吸收峰附近吸光度隨不同濃度的同一物質(zhì)，在吸收峰附近吸光度隨濃度增加而增大。但最大吸收波長不變。若在濃度增加而增大。但最大吸收波長不變。若在最大吸收

23、波長處測定吸光度，則靈敏度最高。最大吸收波長處測定吸光度，則靈敏度最高。因此，吸收曲線是吸光光度法中選擇測定波長因此，吸收曲線是吸光光度法中選擇測定波長的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。.本次課應(yīng)掌握的重點：本次課應(yīng)掌握的重點：1、什么是助色團、生色團？它們有什么區(qū)別？、什么是助色團、生色團？它們有什么區(qū)別？2、各類有機化合物在紫外、各類有機化合物在紫外-可見光區(qū)的特征吸可見光區(qū)的特征吸收；收；3、K、R、E、B 吸收帶分別是由哪些結(jié)構(gòu)單吸收帶分別是由哪些結(jié)構(gòu)單元產(chǎn)生的？哪條吸收帶常用于定量分析？元產(chǎn)生的？哪條吸收帶常用于定量分析？.1- -2 吸收物質(zhì)吸收物質(zhì)及其紫外及其紫外- -可見吸收光譜可見吸收

24、光譜一一. 吸收的一般性質(zhì)吸收的一般性質(zhì)二二. .分子的紫外分子的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 1.1.有機化合物的紫外有機化合物的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 （1 1）. .有機化合物分子中電子躍遷的類型有機化合物分子中電子躍遷的類型 在有機化合物分子中有幾種不同性質(zhì)的價電子：在有機化合物分子中有幾種不同性質(zhì)的價電子：形成單鍵的電子稱為形成單鍵的電子稱為鍵電子；形成雙鍵的電子稱為鍵電子；形成雙鍵的電子稱為 鍵電子；氧、氮、硫、鹵素等含有未成鍵的孤對電鍵電子；氧、氮、硫、鹵素等含有未成鍵的孤對電子，稱為子，稱為 n 電子（或稱電子（或稱 p 電子）。當它們吸收一定能電子）。當它們

25、吸收一定能量量E 后，這些價電子將躍遷到較高能級（激發(fā)態(tài)），后，這些價電子將躍遷到較高能級（激發(fā)態(tài)），此時電子所占的軌道稱為反鍵軌道，而這種躍遷同分此時電子所占的軌道稱為反鍵軌道，而這種躍遷同分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。子內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。 這些躍遷可分成如下三類：這些躍遷可分成如下三類： . NV 躍遷：由基態(tài)軌道躍遷到反鍵軌道，包躍遷：由基態(tài)軌道躍遷到反鍵軌道，包括飽和碳氫化合物中的括飽和碳氫化合物中的* * 躍遷以及不飽和躍遷以及不飽和烯烴中的烯烴中的* * 躍遷（躍遷（ * *、* *分別表示分別表示鍵鍵電子、電子、鍵電子的反鍵軌道）。鍵電子的反鍵軌道）。 . NQ 躍遷躍遷：是分子中未

26、成鍵的是分子中未成鍵的 n 電子激發(fā)到電子激發(fā)到反鍵軌道的躍遷反鍵軌道的躍遷，包括包括 n* *、n* * 躍遷躍遷。. . NR 躍遷：是躍遷：是鍵電子逐步激發(fā)到各個高鍵電子逐步激發(fā)到各個高能級，最后電離成分子離子的躍遷能級，最后電離成分子離子的躍遷( (光致電離光致電離) )。.電荷遷移躍遷：電子從給予體向接受體躍遷。電荷遷移躍遷：電子從給予體向接受體躍遷。 由上述可見，有機化合物價電子可能產(chǎn)生由上述可見，有機化合物價電子可能產(chǎn)生的躍遷主要為的躍遷主要為* *、n* *、n* *及及* *。各種躍遷所需能量是不同的，可用下。各種躍遷所需能量是不同的，可用下圖表示。圖表示。由圖可見，各種躍遷

27、所需能量大小為：由圖可見，各種躍遷所需能量大小為： * * n* * * * n* *n E 一般說來，未成鍵孤對電子較易激發(fā)一般說來，未成鍵孤對電子較易激發(fā),成鍵電子中成鍵電子中電子具有較高的能級電子具有較高的能級,而反鍵而反鍵電子卻相反。因此，簡單分子中電子卻相反。因此，簡單分子中 n* * 躍遷、配位場躍遷需最小的能量，吸收帶躍遷、配位場躍遷需最小的能量，吸收帶出現(xiàn)在長波段方向，出現(xiàn)在長波段方向，n* *、* * 及電及電荷遷移躍遷的吸收帶出現(xiàn)在較短波段，而荷遷移躍遷的吸收帶出現(xiàn)在較短波段，而* * 躍遷則出現(xiàn)在遠紫外區(qū)。躍遷則出現(xiàn)在遠紫外區(qū)。 可見光近紫外光遠紫外光*電荷遷移n*n*配

28、位場n* *1020040080012345100300500600700lg/nm圖 1-6 電子躍遷所處的波長范圍及強度(2). 有機物分子的紫外有機物分子的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 現(xiàn)根據(jù)電子躍遷討論有機化合物中現(xiàn)根據(jù)電子躍遷討論有機化合物中較為重要的一些紫外吸收光譜，由此可以較為重要的一些紫外吸收光譜，由此可以看到紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。看到紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。. 飽和烴飽和烴及其取代衍生物及其取代衍生物 飽和單鍵碳氫化合物只有飽和單鍵碳氫化合物只有鍵電子，鍵電子，鍵電子最不易激發(fā)，鍵電子最不易激發(fā)，* 躍遷產(chǎn)生的吸躍遷產(chǎn)生的吸收一般在遠紫外區(qū)（收一般在遠紫外

29、區(qū)（10200nm）。但由）。但由于這類化合物在于這類化合物在 2001000nm 范圍內(nèi)無吸范圍內(nèi)無吸收帶，在紫外吸收光譜分析中常用作溶劑收帶，在紫外吸收光譜分析中常用作溶劑（如己烷、庚烷、環(huán)己烷等）。（如己烷、庚烷、環(huán)己烷等）。 當飽和單鍵碳氫化合物中的氫被氧、氮、當飽和單鍵碳氫化合物中的氫被氧、氮、鹵素、硫等雜原子取代時，吸收峰向長波長方鹵素、硫等雜原子取代時，吸收峰向長波長方向移動向移動, 這種現(xiàn)象稱為深色移動或稱紅移這種現(xiàn)象稱為深色移動或稱紅移(batho-chromic shift), 此時產(chǎn)生此時產(chǎn)生 n* 躍遷。躍遷。 例如甲烷一般躍遷的范圍在例如甲烷一般躍遷的范圍在12513

30、5nm，碘甲烷（碘甲烷（CH3I）的吸收峰則處在）的吸收峰則處在150210nm（*躍遷）及躍遷）及259nm（n*躍遷）：躍遷）：HC IHH*(150210nm)n*(259nm) CH2I2 及及 CHI3 的吸收峰則分別是的吸收峰則分別是 292292nm 及及 349349nm ( (n* 躍遷躍遷) )。 這種能使吸收峰波長向長波長方向移動的這種能使吸收峰波長向長波長方向移動的雜原子基團稱為助色團（雜原子基團稱為助色團（auxochrome）。）。 如如NH2， NR2 , OH，OR, SR，Cl，Br，I 等等。等等。 .不飽和脂肪烴不飽和脂肪烴 這類化合物如乙烯、丁二烯，它們

31、含有這類化合物如乙烯、丁二烯，它們含有鍵電子，吸收能量后產(chǎn)生鍵電子，吸收能量后產(chǎn)生* 躍遷。躍遷。 若在飽和碳氫化合物中，引入含有若在飽和碳氫化合物中，引入含有鍵的鍵的不飽和基團，將使這一化合物的吸收峰出現(xiàn)在不飽和基團，將使這一化合物的吸收峰出現(xiàn)在紫外及可見區(qū)范圍內(nèi)，這種基團稱為生色團紫外及可見區(qū)范圍內(nèi)，這種基團稱為生色團( (chromophore ) ) 。 生色團是含有生色團是含有* 或或 n* 躍遷的基團躍遷的基團, 如如:C=C、CC 、C=N、C=O 、N=N等。等。 具有共軛雙鍵的化合物如：具有共軛雙鍵的化合物如：共軛二烯、共軛二烯、, ,-不飽和酮、不飽和酮、, ,-不飽和酸、

32、多烯、芳不飽和酸、多烯、芳香核與雙鍵或羰基的共軛等等，由于香核與雙鍵或羰基的共軛等等，由于共共軛效應(yīng)生成大軛效應(yīng)生成大鍵。使各能級間的距離較近鍵。使各能級間的距離較近（鍵的平均化），所以吸收峰的波長就增加，（鍵的平均化），所以吸收峰的波長就增加，生色作用大為加強。生色作用大為加強。 例如乙烯的例如乙烯的maxmax為為171nm(171nm(15530 L15530 L molmol-1-1 cmcm-1-1) )； 丁二烯（丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）吸收峰發(fā)生深色移動）吸收峰發(fā)生深色移動（maxmax217nm217nm），吸收強度也顯著增加（），吸收強度也顯著增加（21000 2

33、1000 L Lmolmol-1-1cmcm-1-1）。）。 由于共軛雙鍵中由于共軛雙鍵中* * 躍遷所產(chǎn)生的吸收帶稱躍遷所產(chǎn)生的吸收帶稱為為K 吸收帶。吸收帶。 特點：特點：1 1、強度大，摩爾吸光系數(shù)、強度大，摩爾吸光系數(shù)maxmax通常在通常在1000010000200000200000（10104 4）L L molmol-1-1 cmcm-1-1之間；之間； 2 2、吸收峰位置（、吸收峰位置（maxmax）一般處在近紫外）一般處在近紫外及可見光范圍內(nèi)。及可見光范圍內(nèi)。 K 吸收帶的波長及強度與共軛體系中共軛雙鍵的吸收帶的波長及強度與共軛體系中共軛雙鍵的數(shù)目等有關(guān)。共軛雙鍵愈多，深色移

34、動愈顯著據(jù)此數(shù)目等有關(guān)。共軛雙鍵愈多，深色移動愈顯著據(jù)此可以判斷共軛體系的存在情況，這是紫外吸收光譜的可以判斷共軛體系的存在情況，這是紫外吸收光譜的重要應(yīng)用。重要應(yīng)用。 K 吸收帶還常用于定量分析。吸收帶還常用于定量分析。.羰基化合物羰基化合物 羰基化合物含有羰基化合物含有 基團，主要可以產(chǎn)生基團，主要可以產(chǎn)生 n* , n* 及及* 三個吸收帶。三個吸收帶。 n* 吸收帶又稱吸收帶又稱 R 帶，落于紫外光區(qū)（帶，落于紫外光區(qū)（270 350nm）。它的特點是強度低）。它的特點是強度低(max 為為1020)，并且，并且譜帶略寬，是羰基化合物的特征吸收帶。譜帶略寬，是羰基化合物的特征吸收帶。

35、當醛、酮的羰基與雙鍵共軛時，形成了當醛、酮的羰基與雙鍵共軛時，形成了 , -不飽不飽和醛酮類化合物。由于羰基與乙烯基共軛，即產(chǎn)生和醛酮類化合物。由于羰基與乙烯基共軛，即產(chǎn)生共軛作用，使共軛作用，使* 和和 n* 吸收帶向紅移動，吸收帶向紅移動，前一吸收帶強度高前一吸收帶強度高(max 104)，后一吸收帶強度低，后一吸收帶強度低(max 102)。這一特征可以用來識別。這一特征可以用來識別 , -不飽和醛、不飽和醛、酮。酮。 CO 乙酰苯的紫外吸收光譜（正庚烷溶劑）：由乙酰苯的紫外吸收光譜（正庚烷溶劑）：由于乙酰苯中的羰基與苯環(huán)的雙鍵共軛，因此可于乙酰苯中的羰基與苯環(huán)的雙鍵共軛，因此可以看到很

36、強的以看到很強的 K 吸收帶（吸收帶（lglg4 4）。另外，）。另外，還出現(xiàn)還出現(xiàn)R 吸收帶及吸收帶及苯環(huán)的苯環(huán)的 B 吸收帶。吸收帶。CCH3O *, K吸收帶 n*, R吸收帶.苯及其衍生物苯及其衍生物 苯在苯在 185185nm（= 47000= 47000）和）和204204nm ( (= 7900)= 7900)處處有兩個強吸收帶，分別稱為有兩個強吸收帶，分別稱為 E1和和 E2 2 吸收帶，是由苯吸收帶，是由苯環(huán)結(jié)構(gòu)中的環(huán)狀共軛系統(tǒng)的躍遷所產(chǎn)生的。環(huán)結(jié)構(gòu)中的環(huán)狀共軛系統(tǒng)的躍遷所產(chǎn)生的。 若苯環(huán)上有助色團如若苯環(huán)上有助色團如 OH、Cl 等取代，由于等取代，由于 n- - 共軛，使

37、共軛，使 E2 2 吸收帶向長波方向移動，一般在吸收帶向長波方向移動，一般在 210210nm 左右；左右； 若有生色團取代而且與苯環(huán)共軛（若有生色團取代而且與苯環(huán)共軛（共軛），共軛），則則 E2 2 吸收帶與吸收帶與 K 吸收帶合并且發(fā)生深色移動。吸收帶合并且發(fā)生深色移動。 除此之外，在除此之外，在230270nm處（處（256nm處處= 200 ）還有較弱的一系列精細結(jié)構(gòu)吸收帶，稱為還有較弱的一系列精細結(jié)構(gòu)吸收帶，稱為B吸收帶，這吸收帶，這是由于是由于* 躍遷和苯環(huán)的振動的重疊引起的。躍遷和苯環(huán)的振動的重疊引起的。 如果對位二取代苯的一個取代基是推如果對位二取代苯的一個取代基是推電子基團，

38、而另一個是拉電子基團，深色電子基團，而另一個是拉電子基團，深色移動就非常大。例如：移動就非常大。例如：NO2NH2H2NNO2 m a x= 2 6 9 n m m a x= 2 3 0 n m m a x= 3 8 1 n m.稠環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物稠環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物 稠環(huán)芳烴，如萘、蒽、菲等，均顯示苯的三個稠環(huán)芳烴，如萘、蒽、菲等，均顯示苯的三個吸收帶，但這三個吸收帶均發(fā)生紅移，且強度增加。吸收帶，但這三個吸收帶均發(fā)生紅移，且強度增加。隨著苯環(huán)數(shù)目增多，吸收波長紅移越多，吸收強度隨著苯環(huán)數(shù)目增多，吸收波長紅移越多，吸收強度也相應(yīng)增加。也相應(yīng)增加。 當芳環(huán)上的當芳環(huán)上的 CH 基團被氮原子取

39、代后，則相基團被氮原子取代后，則相應(yīng)的氮雜環(huán)化合物應(yīng)的氮雜環(huán)化合物(如吡啶、喹啉、如吡啶、喹啉、)的吸收光譜，的吸收光譜，與相應(yīng)的碳環(huán)化合物極為相似，即吡啶與苯相似，與相應(yīng)的碳環(huán)化合物極為相似，即吡啶與苯相似，喹啉與萘相似。喹啉與萘相似。 此外，由于引入含有此外，由于引入含有 n 電子的電子的 N 原子，這類雜原子，這類雜環(huán)化合物還可能產(chǎn)生環(huán)化合物還可能產(chǎn)生 n * 吸收帶，如吡啶在非極吸收帶，如吡啶在非極性溶劑的相應(yīng)吸收帶出現(xiàn)在性溶劑的相應(yīng)吸收帶出現(xiàn)在270 nm 處處(max = 450 L mol-1 cm-1 )。.吸收光譜的應(yīng)用吸收光譜的應(yīng)用 1. 官能團的檢出官能團的檢出 根據(jù)化合

40、物的紫外及可見光區(qū)吸收光譜根據(jù)化合物的紫外及可見光區(qū)吸收光譜可以推測化合物所含的官能團。例如一化合可以推測化合物所含的官能團。例如一化合物在物在220800nm范圍內(nèi)無吸收峰，它可能是范圍內(nèi)無吸收峰，它可能是脂肪族碳氫化合物，不含雙鍵或環(huán)狀共軛體脂肪族碳氫化合物，不含雙鍵或環(huán)狀共軛體系，沒有醛、酮或溴、碘等基團。系，沒有醛、酮或溴、碘等基團。 如果在如果在 210250nm 有強吸收帶，可能含有強吸收帶，可能含有二個雙鍵的共軛單位；在有二個雙鍵的共軛單位；在 260350nm 有強有強吸收帶，表示有吸收帶，表示有35個共軛單位。個共軛單位。 如化合物在如化合物在 270350nm 范圍內(nèi)出現(xiàn)的

41、吸收范圍內(nèi)出現(xiàn)的吸收峰很弱（峰很弱（=10100 ）而無其它強吸收峰，則）而無其它強吸收峰，則說明只含非共軛的、具有說明只含非共軛的、具有 n 電子的生色團，電子的生色團，如如 。 如在如在 250300nm 有中等強度吸收帶且有一有中等強度吸收帶且有一定的精細結(jié)構(gòu)，則表示有苯環(huán)的特征吸收。定的精細結(jié)構(gòu)，則表示有苯環(huán)的特征吸收。CO 2. 2. 同分異構(gòu)體的判別同分異構(gòu)體的判別 例如乙酰乙酸乙酯存在下述酮例如乙酰乙酸乙酯存在下述酮- -烯醇互烯醇互變異構(gòu)體：變異構(gòu)體： H3CCOH2CCOC2H5OH3CCOHHCCOOC2H5酮式烯醇式 又如又如1,2-二苯乙烯具有順式和反式兩種二苯乙烯具有

42、順式和反式兩種異構(gòu)體：異構(gòu)體：CHCHCHCH反式順式反式：反式：max = 295nm max = 27000順式：順式：max = 280nm max = 10500.例例1. 苯酰丙酮在乙醚和在水中的苯酰丙酮在乙醚和在水中的 UV 光光譜圖如下圖所示，解釋該化合物在不同譜圖如下圖所示，解釋該化合物在不同溶劑中的主要存在形式及吸收峰歸屬。溶劑中的主要存在形式及吸收峰歸屬。 OHCH COCH3COCH2CCH3OC.解：由圖可知：苯酰丙酮在乙醚中解：由圖可知：苯酰丙酮在乙醚中(1)主主要以烯醇式存在，因為在要以烯醇式存在，因為在 300nm 處存處存在強的在強的 K 吸收帶（紅移），前一吸

43、收吸收帶（紅移），前一吸收帶屬苯環(huán)的帶屬苯環(huán)的 B 吸收帶。在水中吸收帶。在水中(2)主要主要以酮式存在，在以酮式存在，在 250nm 處也有較強的處也有較強的 K 吸收帶，吸收帶，300nm 處的吸收是其中烯處的吸收是其中烯醇式的醇式的 K 吸收帶（紅移）。吸收帶（紅移）。 .例例2. 由紅外光譜得知某化合物含苯環(huán)、由紅外光譜得知某化合物含苯環(huán)、酮羰基、甲基、亞甲基。分子式為酮羰基、甲基、亞甲基。分子式為 C9H10O，UV數(shù)據(jù)為：數(shù)據(jù)為：245nm(lg=4.1)，280nm(lg=3.1)，320nm(lg=1.9)， 確定化合物結(jié)構(gòu)并說明吸收峰屬確定化合物結(jié)構(gòu)并說明吸收峰屬于什么吸收帶

44、？于什么吸收帶？. 由由 UV 數(shù)據(jù)可進一步確定其結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)可進一步確定其結(jié)構(gòu)：245nm處強吸收峰屬于處強吸收峰屬于*躍遷（共軛體系）躍遷（共軛體系）的的 K 吸收帶與吸收帶與 E2 帶合并的吸收帶。帶合并的吸收帶。 280nm 處的中等強度吸收屬于苯環(huán)的處的中等強度吸收屬于苯環(huán)的 B 吸收帶。吸收帶。320nm 處的弱吸收屬于羰基結(jié)構(gòu)的處的弱吸收屬于羰基結(jié)構(gòu)的 R 吸收帶（吸收帶（n*） 解：由紅外官能團的確定，可知其結(jié)構(gòu)應(yīng)為：解：由紅外官能團的確定，可知其結(jié)構(gòu)應(yīng)為：COCH2CH3苯丙酮.本次課應(yīng)掌握的重點：本次課應(yīng)掌握的重點：1、溶劑極性及酸度對有機化合物的、溶劑極性及酸度對有機化合物

45、的紫外吸紫外吸收光譜有何影響？收光譜有何影響？、無機化合物有哪些類型的躍遷吸收？、無機化合物有哪些類型的躍遷吸收？哪種常用于定量分析？哪種常用于定量分析？3、什么是透光度、吸光度、吸光系數(shù)、摩、什么是透光度、吸光度、吸光系數(shù)、摩爾吸光系數(shù)？朗伯爾吸光系數(shù)？朗伯-比爾定律的物理意義比爾定律的物理意義是什么？是什么？.12 吸收物質(zhì)及其紫外和可見吸收光譜吸收物質(zhì)及其紫外和可見吸收光譜 二二.分子的紫外分子的紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜 1.有機化合物的紫外有機化合物的紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜 . 溶劑對有機物紫外吸收光譜的影響溶劑對有機物紫外吸收光譜的影響 a. a.極限波長極限波長 極限

46、波長即溶劑在紫外光區(qū)產(chǎn)生吸收的極限波長即溶劑在紫外光區(qū)產(chǎn)生吸收的最大波長。最大波長。如果我們的測定在溶劑的極限波如果我們的測定在溶劑的極限波長以下（小于極限波長），則溶劑本身的吸長以下（小于極限波長），則溶劑本身的吸收將影響測定，所以測定只能在極限波長以收將影響測定，所以測定只能在極限波長以上進行。上進行。. 溶劑溶劑 最低波最低波長極限長極限 nmnm 溶劑溶劑 最低波最低波長極限長極限 nmnm 乙醚乙醚 220220 甘油甘油 220220 環(huán)已烷環(huán)已烷 210210 1 1，2 2二氧乙烷二氧乙烷 230230 正丁醇正丁醇 210210 二氯甲烷二氯甲烷 233233 水水 2102

47、10 氯仿氯仿 245245 異丙醇異丙醇 210210 乙酸正丁酯乙酸正丁酯 260260 . b. 溶劑極性的影響溶劑極性的影響 極性溶劑往往對吸收峰的波長、強度及形狀極性溶劑往往對吸收峰的波長、強度及形狀產(chǎn)生影響。比如，對于產(chǎn)生影響。比如，對于 n* 躍遷來說，溶劑極躍遷來說，溶劑極性增大，溶質(zhì)吸收峰產(chǎn)生藍移，而性增大，溶質(zhì)吸收峰產(chǎn)生藍移，而* 躍遷吸收躍遷吸收峰產(chǎn)生紅移。峰產(chǎn)生紅移。En*n*n*n*無溶劑效應(yīng)極性溶劑效應(yīng). c . 溶劑酸度的影響溶劑酸度的影響 對于具有酸堿性的被測物質(zhì)，溶劑的對于具有酸堿性的被測物質(zhì)，溶劑的 pH 變化，則溶質(zhì)的存在形式發(fā)生變化，使變化，則溶質(zhì)的存在

48、形式發(fā)生變化，使 分子中共軛效應(yīng)發(fā)生變化，則使吸收紅移分子中共軛效應(yīng)發(fā)生變化，則使吸收紅移 或藍移。或藍移。 如酚酞指示劑如酚酞指示劑 ： .COCOH2OCOHCOOHHOOHHOOHCOHCOO-HOOHOH-H+H+CCOO-O-OH-H+COHCOO-OO-OH-無色無色離子紅色離子(醌式)無色(羧酸鹽式)pKa=9.1-H2O, -H2O無色O. 以上結(jié)構(gòu)變化也可以簡單地表示為：以上結(jié)構(gòu)變化也可以簡單地表示為： 無色分子無色分子 無色離子無色離子 紅色離子紅色離子 無色離子無色離子 根據(jù)測定，當根據(jù)測定，當 pH8 時，呈無色時，呈無色 pH10 時，呈紅色時，呈紅色 pH12 時，

49、呈無色時，呈無色OH-H+OH-H+強堿H+.2. 無機化合物的紫外無機化合物的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 (1). (1).電荷遷移躍遷電荷遷移躍遷 許多無機配合物如過渡金屬離子與含生許多無機配合物如過渡金屬離子與含生色團的試劑反應(yīng)所生成的配合物，色團的試劑反應(yīng)所生成的配合物，吸收光子吸收光子后能使中心離子與配位體間發(fā)生電荷后能使中心離子與配位體間發(fā)生電荷遷遷移，移，即電子由配位體的軌道躍遷到中心離子的相即電子由配位體的軌道躍遷到中心離子的相關(guān)軌道上去。關(guān)軌道上去。 M n+ L b- M (n-1)+ L (b-1) hv. 過渡金屬離子與含生色團的試劑反應(yīng)所過渡金屬離子與含生色團

50、的試劑反應(yīng)所生成的配合物以及許多水合無機離子，均可生成的配合物以及許多水合無機離子，均可產(chǎn)生電荷遷移躍遷。如：產(chǎn)生電荷遷移躍遷。如： C1-(H2O)n C1(H2O)n- Fe 3+ SCN-2+ Fe 2+ SCN 2+ 若中心離子的氧化能力愈強，或配位體若中心離子的氧化能力愈強，或配位體的還原能力愈強，則發(fā)生電荷遷移躍遷時所的還原能力愈強，則發(fā)生電荷遷移躍遷時所需能量愈小，吸收光波長紅移。需能量愈小，吸收光波長紅移。 電荷遷移吸收光譜譜帶最大的特點是摩電荷遷移吸收光譜譜帶最大的特點是摩爾吸光系數(shù)較大，一般爾吸光系數(shù)較大，一般max 104 。hvhv. (2) (2)配位場躍遷配位場躍遷

51、 配位場躍遷包括配位場躍遷包括 dd 躍遷和躍遷和 ff 躍遷。躍遷。元素周期表中第四、五周期的過渡金屬元素元素周期表中第四、五周期的過渡金屬元素分別含有分別含有 3d 和和 4d 軌道，鑭系和錒系元素分軌道，鑭系和錒系元素分別含有別含有 4f 和和 5 f 軌道。在配位體的存在下，軌道。在配位體的存在下，過渡元素五個能量相等的過渡元素五個能量相等的 d 軌道及鑭系和錒軌道及鑭系和錒系元素七個能量相等的系元素七個能量相等的 f 軌道分別分裂成幾軌道分別分裂成幾組能量不等的組能量不等的 d 軌道及軌道及 f 軌道。當它們的離軌道。當它們的離子吸收光能后，低能態(tài)的子吸收光能后，低能態(tài)的 d 電子或

52、電子或 f 電子可電子可以分別躍遷至高能態(tài)的以分別躍遷至高能態(tài)的 d 或或 f 軌道上去。由軌道上去。由于這兩類躍遷必須在配位體的配位場作用下于這兩類躍遷必須在配位體的配位場作用下才有可能產(chǎn)生，因此又稱為配位場躍遷。才有可能產(chǎn)生，因此又稱為配位場躍遷。 稀土元素化合物的吸收（稀土元素化合物的吸收（f- -f 躍遷）躍遷） 大多數(shù)稀土元素對紫外大多數(shù)稀土元素對紫外- -可見光可產(chǎn)生可見光可產(chǎn)生吸收吸收, ,這是由于這些元素的原子中都有未充這是由于這些元素的原子中都有未充滿的滿的 f 軌道，吸收紫外軌道，吸收紫外- -可見光將使電子在可見光將使電子在 f 軌道的不同能級上躍遷。不同的稀土元素軌道的

53、不同能級上躍遷。不同的稀土元素吸收光譜差別很大，所以常用分光光度法吸收光譜差別很大，所以常用分光光度法來分析鑒定這些離子。來分析鑒定這些離子。 過渡金屬離子化合物的吸收過渡金屬離子化合物的吸收（d- -d 躍遷）躍遷） 過渡金屬離子化合物大多是有顏色的，過渡金屬離子化合物大多是有顏色的，一般認為是由于過渡金屬元素有未充滿的一般認為是由于過渡金屬元素有未充滿的 d 軌道，電子可以在能級不同的軌道，電子可以在能級不同的 d 軌道之軌道之間躍遷，其能量差相當于紫外間躍遷，其能量差相當于紫外- -可見光區(qū)的可見光區(qū)的能量，即能量，即 d- -d 躍遷。所以，過渡金屬元素躍遷。所以，過渡金屬元素的離子（

54、嚴格說是它的水合離子）可以吸的離子（嚴格說是它的水合離子）可以吸收紫外收紫外- -可見光?？梢姽狻?-3 吸收定律吸收定律 1. 朗伯朗伯-比耳定律比耳定律（the Beer-Lambert Law） 光吸收的基本定律是朗伯光吸收的基本定律是朗伯- -比耳定律，比耳定律，這個定律是比色分析和分光光度法的定量這個定律是比色分析和分光光度法的定量依據(jù)。依據(jù)。 （1 1）溶液對光的形為及有關(guān)術(shù)語）溶液對光的形為及有關(guān)術(shù)語 溶液對光的形為是一部分光被吸收，一部溶液對光的形為是一部分光被吸收，一部分光被界面反射，其余的光則透過溶液。分光被界面反射，其余的光則透過溶液。 即入射光強度即入射光強度 I0 0

55、 可表示為：可表示為：I0 0 = I t + I a + I r 上式中，上式中， I a 為吸收光的強度，為吸收光的強度， I t 為透射光為透射光的強度，的強度， I r 為反射光的強度。為反射光的強度。 溶液對光的反射損失很小，可以忽略不溶液對光的反射損失很小，可以忽略不計，則當一束平行單色光照射溶液時，一部計，則當一束平行單色光照射溶液時，一部分光被溶液吸收分光被溶液吸收, 其余的光透過溶液。其余的光透過溶液。 我們把透射光強度與入射光強度的比值我們把透射光強度與入射光強度的比值稱為透光度或透光率稱為透光度或透光率(Transmittance)，用，用“T ”表示。表示。 則：則：

56、TIt/I0 T 還常用百分透光率表示：還常用百分透光率表示：TT100 溶液對光的吸收程度常用吸光度溶液對光的吸收程度常用吸光度（Absorbance）表示，符號為）表示，符號為“A ”。 A 的定義為：吸光度等于透光度的負對數(shù)的定義為：吸光度等于透光度的負對數(shù)或透光度倒數(shù)的對數(shù)。即：或透光度倒數(shù)的對數(shù)。即： A = -lgT = lg = lg T 和和 A 都是用來表征入射光被吸收程度的都是用來表征入射光被吸收程度的一種量度。一種量度。T1t0II 溶液的吸光程度與該溶液的濃度、液溶液的吸光程度與該溶液的濃度、液層厚度以及入射光的強度有關(guān)，如果保持層厚度以及入射光的強度有關(guān)，如果保持入射

57、光強度不變，則光吸收程度就只與溶入射光強度不變，則光吸收程度就只與溶液濃度和液層厚度有關(guān)。液濃度和液層厚度有關(guān)。 描述它們之間定量關(guān)系的定律稱為朗描述它們之間定量關(guān)系的定律稱為朗伯伯- -比耳定律，這個定律是由朗伯定律和比耳定律，這個定律是由朗伯定律和比耳定律兩個定律組成的。比耳定律兩個定律組成的。 （2）朗伯定律（）朗伯定律（Lamberts Law） 朗伯定律是朗伯定律是德國物理學家德國物理學家 J.H.Lambert 于于17601760年提出的。年提出的。 朗伯定律：如果溶液的濃度一定，則光朗伯定律：如果溶液的濃度一定，則光的吸收程度與液層的厚度成正比。的吸收程度與液層的厚度成正比。

58、即：即： A = lg = k1 1b ( (濃度濃度 c c 一定一定) ) 式中：式中： k1 1比例系數(shù)比例系數(shù) b液層厚度或叫光程長度液層厚度或叫光程長度 Dt0II（3）比耳定律（）比耳定律（Beers Law） 比耳定律是由德國物理學家比耳定律是由德國物理學家 A. Beer 于于1852年研究發(fā)現(xiàn)的，比耳研究了各種無機鹽水溶液對年研究發(fā)現(xiàn)的，比耳研究了各種無機鹽水溶液對紅光的吸收，從而得出這樣一個結(jié)論：紅光的吸收，從而得出這樣一個結(jié)論： 當單色光通過液層厚度一定的溶液時，溶液當單色光通過液層厚度一定的溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度成正比。這就是比耳定律的吸光度與溶液的濃度成正比

59、。這就是比耳定律的內(nèi)容。表示式為：的內(nèi)容。表示式為： A = lg = k2c （b 一定）一定） 式中：式中： c溶液濃度溶液濃度 k2比例常數(shù)比例常數(shù) D t0II 從上面兩個定律的表示式可以知道，當從上面兩個定律的表示式可以知道，當c、b 變變化時，化時，A將與兩者乘積成正比，即朗伯將與兩者乘積成正比，即朗伯-比耳定律的比耳定律的數(shù)學表示式為：數(shù)學表示式為： A = abc (1) a 稱為吸光系數(shù)（稱為吸光系數(shù)（Absorptivity）。如果液層厚）。如果液層厚度用度用“”表示，濃度以表示，濃度以“ gL-1 ”為單位，則為單位，則 a 的的單位是單位是“ Lg-1-1 ”。 通常濃

60、度以通常濃度以“ molL-1 ”為單位為單位,此時的吸光系數(shù)此時的吸光系數(shù)稱為摩爾吸光系數(shù)（稱為摩爾吸光系數(shù)（Molar absorptivity), 用用“”表示表示,單位：單位：“ Lmol-1-1 ”，所以朗伯，所以朗伯-比耳定律也可以比耳定律也可以表示為：表示為： A =bc (2) （1）、（）、（2）兩式是朗伯）兩式是朗伯-比耳定律的數(shù)學表示式。比耳定律的數(shù)學表示式。它的物理意義是：當一束平行單色光通過單一均勻的、它的物理意義是：當一束平行單色光通過單一均勻的、非散射的吸光物質(zhì)溶液時，溶液的吸光度與溶液濃度非散射的吸光物質(zhì)溶液時，溶液的吸光度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比。和液