紫外可见分光光度授课用-课件.ppt

1、2022-12-281紫外可见分光光度2022-12-282紫外紫外-可见分光光度法可见分光光度法：紫外紫外可见分光光度法是利用某些物质的分可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收子吸收200-800nm200-800nm光谱区的辐射来进行分析测定光谱区的辐射来进行分析测定的方法。的方法。吸收光谱产生的原因：吸收光谱产生的原因：过程：运动的过程：运动的分子外层电子分子外层电子-吸收外来外来辐吸收外来外来辐射射-产生电子能级跃迁产生电子能级跃迁-分子吸收谱。分子吸收谱。第一节第一节 概概 述述2022-12-283物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收光的基本性质光的基本性质光是一种电磁波，根据

2、波长和或频率的大光是一种电磁波，根据波长和或频率的大小分为小分为x x射线、可见、红外、微波和无射线、可见、红外、微波和无线电波。线电波。紫外：紫外：200-400nm(200-400nm(近紫外近紫外200-400,200-400,远紫外远紫外100-200)100-200)可见：可见：400-750nm400-750nm2022-12-284 不同颜色的可见光波长及其互补光不同颜色的可见光波长及其互补光颜色颜色 （nm）互补光互补光紫光紫光 400-450 黄绿黄绿兰兰 450-480 黄黄绿兰绿兰 480-490 橙橙兰绿兰绿 490-500 红红绿绿 500-560 红紫红紫黄绿黄绿

3、560-580 紫紫黄黄 580-610 兰兰红红 650-760 兰绿兰绿 2022-12-285 2022-12-286在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。狭缝的大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减弱光强。dz2 dx2-y2a)分别绘制各自的吸收曲线；双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长max为162 nm。苯有三个吸收带，E1带、E2带和B 带，波长依次增加。涂上的光敏物质具有这样一个特性：当光照射到光敏物质上时，它能够放出电子；dxy dxz dyz通过光学系统转换，使双波长分光

4、光度计能很方便地转化为单波长工作方式。1、在紫外可见光分光光度法中，测定波长一般选用最大吸收波长。在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。（一）络合物组成的测定由-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，激发态比基态能量有更多的下降，发生红移。物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收 物质的分子内部具有一系列不连续的特征能级，物质的分子内部具有一系列不连续的特征能级，包括包括电子能级电子能级，振动能级振动能级和和转动能级转动能级，这些能级都，这些能级都是量子化的，其中电子能级又可分为基态和能量较是量子化的，其中电子能级又可分为基

5、态和能量较高的若干个激发态。当光照射某物质后，如果光具高的若干个激发态。当光照射某物质后，如果光具有的能量恰好与物质分子的某一能级差相等时，这有的能量恰好与物质分子的某一能级差相等时，这一波长的光即可被分子吸收，从而使其产生能级跃一波长的光即可被分子吸收，从而使其产生能级跃迁而进入较高的能态。迁而进入较高的能态。2022-12-2872022-12-288物质颜色与光吸收的关系物质颜色与光吸收的关系 当物质（分子或离子）吸收了相当可见光能量的当物质（分子或离子）吸收了相当可见光能量的电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质所显示的颜色，是它对

6、不同波长的可见光具有物质所显示的颜色，是它对不同波长的可见光具有选择性吸收的结果。选择性吸收的结果。例：例：CuSO4吸收吸收，透过光为，透过光为；KMnO4吸收了吸收了，呈现，呈现；对对 白光全部吸收，溶液呈现黑色；白光全部吸收，溶液呈现黑色；反射所有光，即透过所有的光，溶液呈现无色。反射所有光，即透过所有的光，溶液呈现无色。2022-12-289 溶液颜色的深浅，取决于溶液吸收光的量溶液颜色的深浅，取决于溶液吸收光的量的多少，即吸光物质的浓度的高低。的多少，即吸光物质的浓度的高低。因此，可以通过比较物质溶液颜色的深浅，来因此，可以通过比较物质溶液颜色的深浅，来确定物质溶液中吸光物质的含量，

7、这是确定物质溶液中吸光物质的含量，这是比色分比色分析法析法的依据。的依据。2022-12-2810 一、跃迁类型一、跃迁类型 基态有机化合物的价电子包括成键基态有机化合物的价电子包括成键 电电子、成键子、成键 电子和非键电子（以电子和非键电子（以 n n表示）。表示）。分子的空轨道包括反键分子的空轨道包括反键 *轨道和反键轨道和反键*轨轨道，因此，可能的跃迁为道，因此，可能的跃迁为*、*、n n*n n*等。等。第二节第二节 有机化合物紫外光谱的产生有机化合物紫外光谱的产生2022-12-2811非键轨道非键轨道成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道反键轨道反键轨道反键轨道反键轨道 (nm)2022

8、-12-2812*n *n *n 跃迁跃迁 max(nm)k *150(200)n *200100300n *20080010100 *200104H2CO2022-12-2813由于电子跃迁的类型不同，实现跃迁需要的能由于电子跃迁的类型不同，实现跃迁需要的能量不同，因此吸收光的波长范围也不相同。量不同，因此吸收光的波长范围也不相同。其中其中*跃迁所需能量最大，跃迁所需能量最大，n n*及配及配位场跃迁所需能量最小，因此，它们的吸收位场跃迁所需能量最小，因此，它们的吸收带分别落在远紫外和可见光区。带分别落在远紫外和可见光区。2022-12-2814 1、生色团生色团 Chromophoric

9、Group(含有含有电电子，都发生子，都发生*或或n n*跃迁跃迁););分子中含有非键或分子中含有非键或 键的电子体系，能吸收外键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起来辐射时并引起n-*和和-*跃迁，可产生此类跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为跃迁或吸收的结构单元，称为。二、常用术语二、常用术语2022-12-2815(含有含有饱和的杂原子饱和的杂原子)是指是指带有非键电子对带有非键电子对的基团，如的基团，如-OH-OH、-OR-OR、-NHR-NHR、-SH-SH、-Cl-Cl、-Br-Br、-I-I、-NH-NH2 2等，它们本身不能吸收大于等，它们本身不能吸收大于200nm200

10、nm的光，的光，但是当它们与生色团相连时，会使生色团但是当它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。光度。2022-12-2816红红 移移(red shift(red shift 或或bathochromic bathochromic shiftshift）指取代基或溶剂效应引起吸收带指取代基或溶剂效应引起吸收带向长波方向的移动；向长波方向的移动；蓝移蓝移（blue shift blue shift 或或hypsochromic hypsochromic shiftshift）或紫移：）或紫移：吸收带向短波方向移动吸收带向短波

11、方向移动 2022-12-2817常见助色团及其助色效应常见助色团及其助色效应(红移红移)FClBrOHOCH3NH2NHCH3 N(CH3)2 NHC6H5O例：例：CH3Cl CH3Br CH3Imax(nm)172 204 2582022-12-2818 在某些生色团如羰基的碳原子在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效的波长会向短波方向移动，这种效应称为应称为。如如-CH-CH3 3、-CH-CH2 2CHCH3 3、-OCOCH-OCOCH3 3称为称为向向蓝（紫）基团。蓝（紫）基团。2022-12-2819

12、1 1、饱和烃及其取代衍生物、饱和烃及其取代衍生物烷烃烷烃 只有只有*，产生的吸收峰在远紫外产生的吸收峰在远紫外 区，超出了一般紫外分光光度计的检测范围。区，超出了一般紫外分光光度计的检测范围。含杂原子的饱和化合物含杂原子的饱和化合物 有有*和和n n*两种跃迁。后者虽然所需两种跃迁。后者虽然所需能量较低，但大部分化合物的吸收带仍处于远能量较低，但大部分化合物的吸收带仍处于远紫外区，只有部分含硫、氮以及卤素原子的化紫外区，只有部分含硫、氮以及卤素原子的化合物在近紫外区有弱的吸收，用处不大。合物在近紫外区有弱的吸收，用处不大。2022-12-2820 它需要的能量较高，一般发生在它需要的能量较高

13、，一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的真空紫外光区。饱和烃中的cccc键属于这类键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长跃迁，例如乙烷的最大吸收波长 maxmax为为135nm135nm。实现这类跃迁所需要的能量较实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，如如CHCH3 3OHOH和和CHCH3 3NHNH2 2的的n n*跃迁光谱分别为跃迁光谱分别为183nm183nm和和213nm213nm。2022-12-2821*跃迁（饱和烃类）跃迁（饱和烃类）190CH2CH2 CH2135 （CC）CH3CH2CH3135 （CC）C

14、H3CH3125 （CH）CH4max（nm）饱和烃类饱和烃类2022-12-2822n*跃迁（含杂原子）跃迁（含杂原子）max nmkmax nmkH2O16714801480 CH3OCH318418425202520CH3OH183183150150CH3NH2215215600600CH3Cl173173200200(CH3)2NH220220100100CH3Br204204200200(CH3)3N227227900900CH3I2582583653652022-12-28232 2、不饱和烃及共轭烯烃、不饱和烃及共轭烯烃非共轭的烯烃和炔烃非共轭的烯烃和炔烃 孤立孤立*跃迁产生的吸

15、收跃迁产生的吸收带波长仍落在远紫外区。如乙烯的在带波长仍落在远紫外区。如乙烯的在165nm，乙炔的在乙炔的在173nm。含不饱和杂原子的化合物含不饱和杂原子的化合物 有有*、n n*、*、n n*四种跃迁。但仅四种跃迁。但仅n n*跃跃迁的吸收带在近紫外区。产生迁的吸收带在近紫外区。产生R带带（源于德文（源于德文radikalradikal，基团）。其特征是吸收波长较长，基团）。其特征是吸收波长较长(270(270300nm)300nm)；吸收强度弱（；吸收强度弱（maxmax约约100100）。）。2022-12-2824 它需要的能量低于它需要的能量低于*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在

16、跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 nm左左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般右，其特征是摩尔吸光系数大，一般 max 104，为强吸收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长为强吸收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长 max为为162 nm。这类跃迁发生在近紫外光区。这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱，摩尔吸向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于光系数小，通常小于100，跃迁几率小。，跃迁几率小。2022-12-2825nn*跃迁跃迁（带孤对电子的杂原子与其他带孤对电

17、子的杂原子与其他键共轭键共轭,强度小强度小,跃迁概率低）跃迁概率低）280300饱和醛酮饱和醛酮1000(n*)16(n*)186280CH3COCH3在异辛烷中在异辛烷中22280CH3NO2在在EtOH中中5339CH3NNCH3在在H2O中中60214CH3CONH2在在EtOH中中41204CH3COOHkmax(nm）2022-12-2826含共轭体系的脂肪族化合物含共轭体系的脂肪族化合物由共轭由共轭*跃迁产生的吸收带称作跃迁产生的吸收带称作K带带。特点是吸收强度强（特点是吸收强度强（maxmax10104 4），吸收），吸收波长与共轭体系的大小有关，每增加一波长与共轭体系的大小有关

18、，每增加一个双键个双键maxmax约红移约红移30nm30nm。maxmax可用经验公式估算。可用经验公式估算。2022-12-2827在在不饱和烃类分子中不饱和烃类分子中双键非共轭时双键非共轭时，各生色团独立产生吸收，各生色团独立产生吸收,总总的吸收是各生色团吸收之和，最大吸收的吸收是各生色团吸收之和，最大吸收波长基本不变，波长基本不变，k k值增大。值增大。当有两个以上的双键共轭时当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系，随着共轭系统的延长，统的延长，原来的吸收峰消失，原来的吸收峰消失，*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动，跃迁的吸收带将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强（吸收强度也随之增强

19、（k k值改变）。值改变）。2022-12-28283、羰基化合物、羰基化合物醛酮和羧酸醛酮和羧酸中有碳氧双键有中有碳氧双键有nn*、n-n-*和和-*跃迁的吸收带。跃迁的吸收带。n-n-*吸收带又称为吸收带又称为R R带，带，落于近紫外或紫外光区。羰基碳上连有含未落于近紫外或紫外光区。羰基碳上连有含未共有电子对的助色团时，这些助色团上的共有电子对的助色团时，这些助色团上的n n电子与双键共轭，电子与双键共轭，*轨道能量升高，则轨道能量升高，则n-n-*所需能量大，吸收带蓝移。所需能量大，吸收带蓝移。2022-12-28294、苯及衍生物、苯及衍生物 苯有三个吸收带，苯有三个吸收带，E1 1带

20、、带、E2 2带和带和B 带带，波长依次增加。如苯的三个吸收带分别为波长依次增加。如苯的三个吸收带分别为184nm(184nm(=6 610104 4)，204nm(204nm(=7900)7900)和和256nm(256nm(=200200）。）。B B 带在气相或非极性溶剂中呈现精带在气相或非极性溶剂中呈现精细结构，使之成为芳香族化合物的重细结构，使之成为芳香族化合物的重要特征。要特征。助色团与芳环相连或共轭体系增大，助色团与芳环相连或共轭体系增大，三个吸收带的波长均红移。三个吸收带的波长均红移。2022-12-2830四、无机化合物的吸收光谱四、无机化合物的吸收光谱金属离子金属离子 配位

21、体配位体金属离子金属离子 配位体配位体金属离子金属离子 配位体配位体2022-12-28311 1、配位场跃迁、配位场跃迁 在配体的存在下，过渡元素五个能量相在配体的存在下，过渡元素五个能量相等的等的d d轨道和镧系元素七个能量相等的轨道和镧系元素七个能量相等的f f轨轨道分别分裂成几组能量不等的道分别分裂成几组能量不等的d d轨道和轨道和f f轨轨道。当它们的离子吸收光能后，低能态的道。当它们的离子吸收光能后，低能态的d d电子或电子或f f电子可以分别跃迁至高能态的电子可以分别跃迁至高能态的d d或或f f轨道，这两类跃迁分别称为轨道，这两类跃迁分别称为d-d d-d 跃迁和跃迁和f f-

22、f -f 跃迁。由于跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。位场跃迁。2022-12-2832d dz z2 2 d dxyxy d dxzxz d dyzyz d dx2-y2x2-y2dz2 dx2-y2dxy dxz dyzE2022-12-2833由于基态和激发态之间的能量差别不大，这类由于基态和激发态之间的能量差别不大，这类光谱一般位于可见光区，由于选择规则的限光谱一般位于可见光区，由于选择规则的限制，配位场跃迁吸收谱带的制，配位场跃迁吸收谱带的k k较小，一般较较小，一般较少用于定量分析

23、中，主要用于研究配合物的少用于定量分析中，主要用于研究配合物的结构及无机配合物键合理论等方面。结构及无机配合物键合理论等方面。2022-12-2834 分子同时具有分子同时具有和和部分，它们在外来辐射激发下会部分，它们在外来辐射激发下会强烈吸收紫外光或可见光，使电子从强烈吸收紫外光或可见光，使电子从给予体外层轨道向接受体跃迁，这样给予体外层轨道向接受体跃迁，这样产生的光谱称为电荷转移光谱。产生的光谱称为电荷转移光谱。2、电荷迁移跃迁（荷移光谱）、电荷迁移跃迁（荷移光谱）2022-12-2835（分子内氧化还原）（分子内氧化还原）h DADA-e e给予体给予体 e e接受体接受体Fe3SCN-

24、Fe2SCN h e e给予体给予体e e接受体接受体RN1R2NR 1R2-+hCROCRO-+h 特点：谱带宽特点：谱带宽,吸收强度大吸收强度大,maxmax处的处的k k可大于可大于10104 4。2022-12-2836五、影响电子光谱的因素五、影响电子光谱的因素1、共轭效应、共轭效应吸收吸收带明显向长波方向移动（红移），吸收带明显向长波方向移动（红移），吸收强度也增强。强度也增强。而而n-n-*共轭效应，共轭效应，吸收带蓝移。吸收带蓝移。2022-12-28372、空间障碍效应、空间障碍效应 共轭体系中各生色团及助色团都处于同共轭体系中各生色团及助色团都处于同一平面时，共轭效应增强，

25、吸收带的峰值及一平面时，共轭效应增强，吸收带的峰值及摩尔吸光系数最大，若某些结构因素影响共摩尔吸光系数最大，若某些结构因素影响共轭体系共处一个平面，则共轭效应减弱。轭体系共处一个平面，则共轭效应减弱。2022-12-28383、溶剂对吸收光谱的影响、溶剂对吸收光谱的影响溶剂自身在测定波长范围的吸收溶剂自身在测定波长范围的吸收对被测物的吸收光谱的影响对被测物的吸收光谱的影响2022-12-2839（1 1）、对最大吸收波长的影响）、对最大吸收波长的影响由由n-n-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，形成氢键的能力增加，发生蓝移；加，形成氢键的能力增加，发生蓝移；由由

26、-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，激发态比基态能量有更多的下降，加，激发态比基态能量有更多的下降，发生红移。发生红移。2022-12-2840 nn*E无无溶溶剂剂效效应应极极性性溶溶剂剂效效应应2022-12-2841吸收带吸收带正已烷正已烷 氯仿氯仿甲醇甲醇水水迁移迁移-*n-n-*230nm329nm238nm315nm237nm309nm243nm305nm长波长波短波短波 CH3CH3-C-CH=C 的溶剂效应的溶剂效应 O CH32022-12-2842（2 2）、对光谱精细结构和吸收强度的影）、对光谱精细结构和吸收强度的影响响 气态时，分子间的作

27、用极弱，其振动气态时，分子间的作用极弱，其振动光谱和转动光谱均能表现出来，具有光谱和转动光谱均能表现出来，具有清晰的精细结构。清晰的精细结构。随着溶剂极性的增大，分子振动也受随着溶剂极性的增大，分子振动也受到限制，精细结构就会逐渐消失。合到限制，精细结构就会逐渐消失。合并为一条宽而低的吸收带。并为一条宽而低的吸收带。2022-12-2843溶剂选择依据：溶剂选择依据：a.a.比较未知物质与已知物质的吸收光谱时，比较未知物质与已知物质的吸收光谱时，必须采用必须采用相同的溶剂相同的溶剂。b.b.应尽可能地应尽可能地使用非极性溶剂使用非极性溶剂，以便获得，以便获得物质吸收光谱的特征精细结构。物质吸收

28、光谱的特征精细结构。c.c.所选所选溶剂溶剂在需要测定的波长范围内在需要测定的波长范围内无吸无吸收或吸收很小收或吸收很小。2022-12-2844图示back2022-12-2845图示2022-12-2846一、紫外一、紫外-可见分光光度计的分类可见分光光度计的分类按入射光波长分按入射光波长分:可见分光光度计、紫外可见分光光度计、紫外可见分光光度计、红外分光光度计可见分光光度计、红外分光光度计按结构分按结构分：单光束、双光束；单波长、双单光束、双光束；单波长、双波长波长第四节第四节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计2022-12-2847 紫外紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分

29、可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。系统。对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发射连续辐射，有足够的辐射强度和良好的域内能够发射连续辐射，有足够的辐射强度和良好的稳定性，而且辐射光强随波长的变化应尽可能小。稳定性，而且辐射光强随波长的变化应尽可能小。分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。电光源两类。二、光度计的组成及结构原理二、光度计的组成及结构原理2022-12-2848 用于可见光

30、区，如用于可见光区，如和和；钨灯和卤钨灯可使用的范围在；钨灯和卤钨灯可使用的范围在340 2500nm。这类光源的辐射能量与施加的。这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关，在可见光区，辐射的能量外加电压有关，在可见光区，辐射的能量与工作电压与工作电压4次方成正比。光电流与灯丝电次方成正比。光电流与灯丝电压的压的n次方（次方（n 1）成正比。因此必须严格）成正比。因此必须严格控制灯丝电压，仪器必须配有稳压装置。控制灯丝电压，仪器必须配有稳压装置。2022-12-2849用于紫外光区，如用于紫外光区，如和和。在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在它们可在160 3

31、75 nm范围内产生连续光源。范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫外光区应用最广泛的一种光源，其光谱分外光区应用最广泛的一种光源，其光谱分布与氢灯类似，但光强度比相同功率的氢布与氢灯类似，但光强度比相同功率的氢灯要大灯要大35倍。倍。2022-12-2850（二）单色器（二）单色器 单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置，其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在学装置，其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内任意可调。紫外可见区域内任意可调。单色器一般由单色器一般由等几

32、部分组成。其等几部分组成。其，起分光的作，起分光的作用。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影用。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏度、选择性及校准曲线的线性关系等。响到测定的灵敏度、选择性及校准曲线的线性关系等。能起分光作用的色散元件主要是能起分光作用的色散元件主要是。2022-12-2851 。由于。由于，所以玻璃棱镜只，所以玻璃棱镜只能用于能用于350 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域的波长范围，即只能用于可见光域内。石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从内。石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从185 4000nm，即可用于紫外、可见和近红外三，即可用

33、于紫外、可见和近红外三 个光域。个光域。，它可用于，它可用于紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有良好的、紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。是各级光谱会重叠而产生干扰。2022-12-2852入射狭缝入射狭缝 准直透准直透镜镜棱棱镜镜聚焦透聚焦透镜镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 5004002022-12-2853 入射、出射狭

34、缝，透镜及准光镜等光学元件入射、出射狭缝，透镜及准光镜等光学元件中中。狭缝的。狭缝的大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减弱光强。弱光强。2022-12-2854（三）吸收池（三）吸收池又称又称比色皿比色皿，用于盛入参比溶液及试样溶液。，用于盛入参比溶液及试样溶液。厚度：、厚度：、1cm、2cm、3cm可见光区玻璃比色皿可见光区玻璃比色皿紫外光区石英比色皿紫外光区石英比色皿比色皿的表面对入射光有一定的反射作用，但作用较小，比色皿的表面对入射光有一定的反射作用，但作用较小，要保持清洁，不磨损它的光学面。要保持清洁，不磨损它的光学面。在高精度的分析测定

35、中（紫外区尤其重要），吸收池在高精度的分析测定中（紫外区尤其重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。的光程长度的精度等对分析结果都有影响。2022-12-2855（四）检测器（四）检测器 检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。液后光强度变化的一种装置。常用的检测器有常用的检测器有等。等。硒光电池对光的敏感范围为硒光电池对光的敏感范围为300800nm，其中，其中又以又以500 600nm最为灵敏最为灵敏。这种光电池的

36、特点是能。这种光电池的特点是能产生可直接推动微安表或检流计的光电流，但由于产生可直接推动微安表或检流计的光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。光电管在紫外光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛。可见分光光度计上应用较为广泛。2022-12-2856 2022-12-2857硒光电池硒光电池2022-12-285812342022-12-28592022-12-28602022-12-28612022-12-2862红敏管红敏管 625-1000 nm蓝敏管蓝敏管 200-625 nm光电管光电管2022-12-286320

37、22-12-2864光光电电倍倍增增管管1个光电子可产生个光电子可产生106107个电子个电子2022-12-28652022-12-2866光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件，光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的灵敏度比一般的光电管要高它的灵敏度比一般的光电管要高200倍，因此倍，因此可使用较窄的单色器狭缝，从而对光谱的精细可使用较窄的单色器狭缝，从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。结构有较好的分辨能力。2022-12-2867（五）信号指示系统（五）信号指示系统 它的作用是放大信号并以适当方式指示或它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。常用的信号指示装置有直读检流记录

38、下来。常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自动计、电位调节指零装置以及数字显示或自动记录装置等。很多型号的分光光度计装配有记录装置等。很多型号的分光光度计装配有微处理机，一方面可对分光光度计进行操作微处理机，一方面可对分光光度计进行操作控制，另一方面可进行数据处理。控制，另一方面可进行数据处理。2022-12-2868作用作用：检测光电流强度的大小，以一定的方式显示或记检测光电流强度的大小，以一定的方式显示或记录下来。录下来。低档仪器：刻度显示低档仪器：刻度显示 中高档仪器：记录仪，数字显示中高档仪器：记录仪，数字显示早期的分光光度计多采用透射比早期的分光光度计多采用

39、透射比T和吸光度和吸光度A两种标尺，两种标尺，吸光度标尺不均匀。吸光度标尺不均匀。2022-12-28691、单光束分光光度计、单光束分光光度计 经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分液和样品溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计结构简单，操作方便，维修容易，适用于常光光度计结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。规分析。2022-12-2870单光束分光光度计单光束分光光度计可变波长单光束紫外可变波长单光束紫外-可见分光光度计示意图可见分光光度计示意图：参比和试液不参比和试液不在同一时间

40、内测定，由在同一时间内测定，由光源和检测系统不稳定光源和检测系统不稳定而引起测量误差。而引起测量误差。2022-12-28712、双光束分光光度计、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光，一束通过参比池，一束通过样品池。光两束光，一束通过参比池，一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。波长的函数记录下来。双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光双光束分光光度计一般都能自动

41、记录吸收光谱曲线。谱曲线。2022-12-28723、双波长分光光度计、双波长分光光度计 由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（得到两束不同波长（1和和 2）的单色光；利用切光器使两束）的单色光；利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过光电倍增管和电子控制系统，最后由显示器显示出两个波长光电倍增管和电子控制系统，最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值处的吸光度差值A（A=A 1-A 2）。）。通过光学系统转换，使双波长分光光度计能很方便地转通过光学系统转

42、换，使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。如果能在化为单波长工作方式。如果能在 1和和 2处分别记录吸光度随处分别记录吸光度随时间变化的曲线，还能进行化学反应动力学研究。时间变化的曲线，还能进行化学反应动力学研究。2022-12-28732022-12-2874通过光学系统转换，使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。金属离子 配位体可见：400-750nm紫光 400-450 黄绿质量相等的x，y两物质，在同一波长下，其吸光系数一定相等2、用紫外可见分子吸收光谱进行定性分析的依据不包括测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。Woodward-Fi

43、eser规则估算最大吸收波长的几个实例：测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯；由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于350 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域内。双波长分光光度计：通过波长选择消除了浑浊背景和吸收光谱重叠的干扰，避免了单波长法中因被测溶液和参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个吸收池之间的差异所引入的误差。含杂原子的饱和化合物由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（1和2）的单色光；红敏管 625-1000 nm2、助色团 Auxochromic Group(含有饱和的

44、杂原子)第四节 紫外-可见分光光度计能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。2022-12-2875：参比和试液的光强参比和试液的光强I0和和It的测的测量几乎同时进行，补偿了因光源和检测系统不稳定量几乎同时进行，补偿了因光源和检测系统不稳定而造成的影响。可自动测量在不同波长下试液的吸而造成的影响。可自动测量在不同波长下试液的吸光度，绘制相应的吸收光谱图。光度，绘制相应的吸收光谱图。一个单色器、一个参比溶液、一个吸收池。一个单色器、一个参比溶液、一个吸收池。通过波长选择消除了浑浊背景通过波长选择消除了浑浊背景和吸收光谱重叠的干扰，避免了单波长法中因被测和吸收光谱重叠的干扰，避免了单波长法中因被

45、测溶液和参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个溶液和参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个吸收池之间的差异所引入的误差。吸收池之间的差异所引入的误差。：两个单色器、没有参比溶液、只有一个吸收：两个单色器、没有参比溶液、只有一个吸收池。池。2022-12-2876第六节第六节 紫外紫外-可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用定性分析定性分析结构分析结构分析定量分析定量分析2022-12-2877一、定性分析一、定性分析定性分析方法有两种：定性分析方法有两种：1、比较吸收光谱法、比较吸收光谱法 两试样若是同一种化合物，其吸收光谱完全一致。两试样若是同一种化合物，其吸收光谱完全一致。也可将样品吸收

46、光谱与标准光谱比较，要保证制样条也可将样品吸收光谱与标准光谱比较，要保证制样条件与标准光谱图给出条件完全一致。件与标准光谱图给出条件完全一致。2022-12-2878基值基值 217217 同环二烯同环二烯 1 1 3636 3636 三个环外双键三个环外双键 3 3 5 5 1515 共轭双键延长共轭双键延长 2 2 3030 6060 五个烷基取代五个烷基取代 5 5 5 5 2525 酰氧基取代酰氧基取代 1 1 0 0 0 0 计算值计算值(maxmax)353 nm353 nm 实测值实测值(maxmax)355 nm355 nm ACO基值基值 217217 四个烷基取代四个烷基取

47、代 4 4 5 5 2020 二个环外双键二个环外双键 2 2 5 5 1010 计算值计算值(maxmax)247 nm247 nm 实测值实测值(maxmax)247 nm247 nm 基值基值 217217 五个烷基取代五个烷基取代 5 5 5 5 2 25 5 二个环外双键二个环外双键 2 2 5 5 1010 共轭双键延长共轭双键延长 1 1 3030 3030 计算值计算值(maxmax)282 nm282 nm 基值基值 217217 五个烷基取代五个烷基取代 4 4 5 5 2 20 0 二个环外双键二个环外双键 2 2 5 5 1010 共轭双键延长共轭双键延长 0 0 0

48、0 CH2 计算值计算值(maxmax)247 nm247 nm Woodward-Fieser规则估算最大吸收波长的几个实例：规则估算最大吸收波长的几个实例：2、经验规则计算最大吸收波长法、经验规则计算最大吸收波长法2022-12-2879（一）单组分的测定（一）单组分的测定1.1.一般方法（误差大，适用于微量或痕量组分一般方法（误差大，适用于微量或痕量组分测定，不适合常量分析）测定，不适合常量分析）2.2.示差分光光度法示差分光光度法(适合常量分析适合常量分析)参比溶液不同参比溶液不同二、定量分析二、定量分析2022-12-2880（1 1）标准曲线的绘制及其应用）标准曲线的绘制及其应用

49、标准曲线即校准曲线标准曲线即校准曲线，又称，又称工作曲线工作曲线，在，在一定条件下配制一系列具有不同浓度的吸光物一定条件下配制一系列具有不同浓度的吸光物质的标准溶液（称标准系列），然后在确定的质的标准溶液（称标准系列），然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸光度，绘制光度，绘制ACAC（吸光度吸光度浓度浓度）曲线，即得曲线，即得到一条通过原点的直线到一条通过原点的直线标准曲线。标准曲线。在相同条件下测得未知液的吸光度在相同条件下测得未知液的吸光度A Ax x，即即可从曲线上查得可从曲线上查得C Cx x。2022-12-2881（2）标准比

50、较法）标准比较法 该法是标准曲线法的简化，即只配制一个浓该法是标准曲线法的简化，即只配制一个浓度为度为CS的标准溶液，并测量其吸光度，求出的标准溶液，并测量其吸光度，求出吸收系数吸收系数k，然后由，然后由Ax=kCX求出求出CX 该法只有在测定浓度范围内遵守该法只有在测定浓度范围内遵守L-B定律，定律，且且CX与与CS大致相当时，才可得到准确结果。大致相当时，才可得到准确结果。2022-12-2882（二）多组分的同时测定（吸光度的加合性）（二）多组分的同时测定（吸光度的加合性）图图a)a)：X,Y X,Y 组份最大吸组份最大吸收波长不重迭，相互不收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一干扰，