紫外可見吸收光譜法

1、紫外可見吸收光譜法開放分類：化學科學收藏分享到頂1編輯詞條目錄1概述2基本原理3特點4儀器組成5應用6影響因素展開全部摘要紫外可見吸收光譜法是利用某些物質(zhì)的分子吸收10800nm光譜區(qū)的輻射來進 行分析測定的方法，這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子 能級間的躍遷，廣泛用于有機和無機物質(zhì)的定性和定量測定。該方法具有靈敏 度高、準確度好、選擇性優(yōu)操作簡便、分析速度好等特點。紫外可見吸收光譜法-概述Ml i 樣可利骨芋箍羽/收的拈晡圖4.3 分子的紫外可見吸收光譜法是基于分子內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜進行分析的 一種常用的光譜分析法。分子在紫外-可見區(qū)的吸收與其電子結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。紫

2、外光譜的研究對象大多是具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的分子。如（圖4.3），膽甾酮（a） 與異亞丙基丙酮（b）分子結(jié)構(gòu)差異很大，但兩者具有相似的紫外吸收峰。兩分 子中相同的O=C-C=C共軛結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生紫外吸收的關(guān)鍵基團。紫外-可見以及近紅外光譜區(qū)域的詳細劃分如圖4.4所示。紫外-可見光區(qū)一般 用波長（nm）表示。其研究對象大多在200-380 nm的近紫外光區(qū)和/或380-780 nm的可見光區(qū)有吸收。紫外-可見吸收測定的靈敏度取決于產(chǎn)生光吸收分子的摩 爾吸光系數(shù)。該法儀器設(shè)備簡單，應用十分廣泛。如醫(yī)院的常規(guī)化驗中，95%的定 量分析都用紫外-可見分光光度法。在化學研究中，如平衡常數(shù)的測定、求算主- 客體結(jié)

3、合常數(shù)等都離不開紫外-可見吸收光譜。目】O.lUnnirnii 3-LKnn,1TimLifiim那灑患戛3k ik 1 吶伸卜IfWE-.L4t H爐r401*3:nr 1靶tl蚱機瀚迪SO.KKkm-1 JWkixi-1 .ZWkni -I費I. J 累格-導理囂通區(qū)域（圖）圖4.4紫外可見吸收光譜法-基本原理電淺外漢5C 4-ii -* 11 ?斗21 nr1 6 ft 下，-.5 *1L 二：rt. |-101OG：2002i4；k ion 60G紫外可見吸收光譜的基本原理是利用在光的照射下待測樣品內(nèi)部的電子躍遷，電 子躍遷類型有：（1）。一。*躍遷 指處于成鍵軌道上的。電子吸收光子后

4、被激發(fā)躍遷到。*反鍵軌道（2）n-。*躍遷 指分子中處于非鍵軌道上的n電子吸收能量后向。*反鍵軌道的躍遷（3）n n*躍遷 指不飽和鍵中的n電子吸收光波能量后躍遷到n*反鍵軌道。（4）n-n*躍遷 指分子中處于非鍵軌道上的n電子吸收能量后向n*反鍵 軌道的躍遷。電子躍遷所處的波長范圍 電子躍遷類型不同，實際躍遷需要的能量不同:。一。*150nmn。*200nmn n*200nmnn*300nm吸收能量的次序為：。一o*no*Nn n*nn* 特殊的結(jié)構(gòu)就會有特殊的電子躍遷，對應著不同的能量（波長），反反映在紫外 可見吸收光譜圖上就有一定位置一定強度的吸收峰，根據(jù)吸收峰的位置和強度就 可以推知待

5、測樣品的結(jié)構(gòu)信息。紫外可見吸收光譜法-特點1、紫外可見吸收光譜所對應的電磁波長較短，能量大，它反映了分子中價電子 能級躍遷情況。主要應用于共軛體系（共軛烯烴和不飽和羰基化合物）及芳香族 化合物的分析。2、由于電子能級改變的同時，往往伴隨有振動能級的躍遷，所以電子光譜圖比 較簡單，但峰形較寬。一般來說，利用紫外吸收光譜進行定性分析信號較少。3、紫外可見吸收光譜常用于共軛體系的定量分析，靈敏度高，檢出限低。紫外可見吸收光譜法-儀器組成雙光束分光光度計的原理圖紫外可見吸收光譜儀由光源、單色器、吸收池、檢測器以及數(shù)據(jù)處理及記錄（計 算機）等部分組成普通紫外可見光譜儀，主要由光源、單色器、樣品池（吸光池

6、）、檢測器、記錄裝 置組成.為得到全波長范圍（200800-nm）的光，使用分立的雙光源，其中氘燈 的波長為185395 nm，鎢燈的為350800nm.絕大多數(shù)儀器都通過一個動鏡實 現(xiàn)光源之間的平滑切換，可以平滑地在全光譜范圍掃描.光源發(fā)出的光通過光孔 調(diào)制成光束，然后進入單色器；單色器由色散棱鏡或衍射光柵組成，光束從單 色器的色散原件發(fā)出后成為多組分不同波長的單色光，通過光柵的轉(zhuǎn)動分別將不 同波長的單色光經(jīng)狹縫送入樣品池，然后進入檢測器(檢測器通常為光電管或光 電倍增管)，最后由電子放大電路放大，從微安表或數(shù)字電壓表讀取吸光度，或 驅(qū)動記錄設(shè)備，得到光譜圖。紫外、可見光譜儀設(shè)計一般都盡量避

7、免在光路中使用透鏡，主要使用反射鏡，以 防止由儀器帶來的吸收誤差.當光路中不能避免使用透明元件時，應選擇對紫外、 可見光均透明的材料(如樣品池和參考池均選用石英玻璃).儀器的發(fā)展主要集中在光電倍增管、檢測器和光柵的改進上，提高儀器的分辨率、 準確性和掃描速度，最大限度地降低雜散光干擾.目前，大多數(shù)儀器都配置微機 操作，軟件界面更貼近我們所要完成的分析工作.紫外可見吸收光譜法-應用物質(zhì)的紫外吸收光譜基本上是其分子中生色團及助色團的特征，而不是整個分 子的特征。如果物質(zhì)組成的變化不影響生色團和助色團，就不會顯著地影響其吸 收光譜，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光譜。另外，外界因素如溶劑的改變 也會

8、影響吸收光譜，在極性溶劑中某些化合物吸收光譜的精細結(jié)構(gòu)會消失，成為 一個寬帶。所以，只根據(jù)紫外光譜是不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，還必須與 紅外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜以及其他化學、物理方法共同配合才能得出 可靠的結(jié)論。1、化合物的鑒定利用紫外光譜可以推導有機化合物的分子骨架中是否含有共軛結(jié)構(gòu)體系，如C = CC=C、C=CC=O、苯環(huán)等。利用紫外光譜鑒定有機化合物遠不如 利用紅外 光譜有效，因為很多化合物在紫外沒有吸收或者只有微弱的吸收，并且紫外光譜 一般比較簡單，特征性不強。利用紫外光譜可以用來檢驗一些具有大的共軛 體 系或發(fā)色官能團的化合物，可以作為其他鑒定方法的補充。如果一個化合物在

9、紫外區(qū)是透明的，則說明分子中不存在共軛體系，不含 有醛基、酮基或漠和碘。可能是脂肪族碳氫化合物、胺、腈、醇等不含雙鍵或環(huán) 狀共軛體系的化合物。如果在210250nm有強吸收，表示有K吸收帶，則可能含有兩個雙鍵的共 軛體系，如共軛二烯或a，B-不飽和酮等。同樣在260, 300, 330nm處有高強 度K吸收帶，在表示有三個、四個和五個共軛體系存在。如果在260300nm有中強吸收(e=2001 000)，則表示有B帶吸收， 體系中可能有苯環(huán)存在。如果苯環(huán)上有共軛的生色基團存在時，則e可以大于 10 000。如果在250300nm有弱吸收帶(R吸收帶)，則可能含有簡單的非共軛并 含有n電子的生色

10、基團，如羰基等。2、純度檢查如果有機化合物在紫外可見光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強的吸 收，則可利用紫外光譜檢驗化合物的純度。如果有機化合物在紫外可見光區(qū)沒有 明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強的吸收，則可利用紫外光譜檢驗化合物的 純度。3、異構(gòu)體的確定對于異構(gòu)體的確定，可以通過經(jīng)驗規(guī)則計算出入max值，與實測值比較，即可證 實化合物是哪種異構(gòu)體。如：乙酰乙酸乙酯的酮-烯醇式互變異構(gòu)4、位阻作用的測定由于位阻作用會影響共軛體系的共平面性質(zhì)，當組成共軛體系的生色基團近似處 于同一平面，兩個生色基團具有較大的共振作用時，入max不改變，smax略為 降低，空間位阻作用較小；當兩個生色基

11、團具有部分共振作用，兩共振體系部分 偏離共平面時，入max和smax略有降低；當連接兩生色基團的單鍵或雙鍵被 扭曲得很厲害，以致兩生色基團基本未共軛，或具有極小共振作用或無共振作用， 劇烈影響其UV光譜特征時，情況較為復雜化。在多數(shù)情況下，該化合物的紫外 光譜特征近似等于它所含孤立生色基團光譜的“加合”。5、氫鍵強度的測定 溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時，對溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的影響。對 于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似測定氫 鍵 的強度。溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時，對溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的 影響。對于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似 測定氫鍵的強度。7、定量分析朗伯-比爾定律是紫外-可見吸收光譜法進行定量分析的理論基礎(chǔ)，它的數(shù)學表達 式為：A = s b c紫外可見吸收光譜法-影響因素降降.TK.TK籬和.紅粹.堵色、廨作效屯蘆章囹影響紫外吸收光譜的因素有：1、共軛效應;2、超共軛效應;3、溶劑效應;4、 溶劑pH值。各種因素對吸收譜帶的影響表現(xiàn)為譜帶位移、譜帶強度的變化、譜帶精細結(jié)構(gòu)的 出現(xiàn)或消失等。譜帶位移包括藍| (或紫移，hypsochromic shift or bl