1、Analytical ChemistryAnalytical Chemistry 射射线线x射射线线紫紫外外光光红红外外光光微微波波无无线线电电波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 见见 光光hchE蓝蓝黄黄紫红紫红绿绿紫紫黄绿黄绿绿蓝绿蓝橙橙红红蓝绿蓝绿分子基态的电子组态分子基态的电子组态 hchEEE02h S2S1S0S3E2E0E1E302EEhh h h 0CO2O2CO2O2CH2CH2O2C2O2)*()()()()()()2()1()1()OCH(nSSSC最高占有分子轨道最高占有分子轨道最低空轨道最
2、低空轨道2O2CO2)()()OCH(nK电子基态电子基态2O2CO2)()()OCH(nK甲醛的电子基态甲醛的电子基态C OHH.COOn*CO*n*COOn*CO*,n*,22n22n*,n*,n*,*,S2S1S0T2T1电子跃迁类型电子跃迁类型最低激发态和基态的最低激发态和基态的电子组态电子组态最低激发态和基态的最低激发态和基态的电子态电子态COOn*CO22n电子多重态电子多重态h +单重态单重态（自旋配对）（自旋配对）电子跃迁电子跃迁激发单重态激发单重态（自旋（自旋 配对配对）电子跃迁电子跃迁 和和自旋翻转自旋翻转h +单重态单重态（自旋配对）（自旋配对）三重态三重态（自旋（自旋
3、平行平行）S2S1S0S3h E2E0E1E3S2S1S0h A h h h 分子内电子跃迁分子内电子跃迁带状光谱带状光谱 A物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。成了物质对光的选择吸收基础。例：例：A 物质物质B 物质物质evEE5.201EhcA191034106.1)(5.21031062.6ev)(10774.45cmnm4.477evEE0.201EhcBnm6.620同理，得：同理，得：1 ev=1.6 10-19 J.测量某物质对不同波长单色光的测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长（
4、吸收程度，以波长（）为横坐为横坐标，吸光度（标，吸光度（A）为纵坐标，绘）为纵坐标，绘制吸光度随波长的变化可得一曲制吸光度随波长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱。线，此曲线即为吸收光谱。(a)(b)(c)(d)220 240 260 280 nm A0000(a)联苯（己烷溶剂）；联苯（己烷溶剂）；一些典型的紫外光谱一些典型的紫外光谱(b)苯（己烷溶剂）；苯（己烷溶剂）；(c)苯蒸汽；苯蒸汽；(d)Na蒸汽。蒸汽。定性分析基础定性分析基础定量分析基础定量分析基础物质对光的选择物质对光的选择吸收吸收ABA)(maxA)(maxB在一定的实验条在一定的实验条件下，物质对光件下，物质对光的吸收与
5、物质的的吸收与物质的浓度成正比。浓度成正比。A C增增大大透光率透光率 （透射比）（透射比）Transmittance透光率定义：透光率定义：0IITtT 取值为取值为0.0%100.0%全部吸收全部吸收T=0.0%全部透射全部透射T=100.0%入射光入射光 I0透射光透射光 ItLambert Beer LawI0dbbItII-dIdI N IN：薄层中的吸光粒子数：薄层中的吸光粒子数N=N0 c dS dbN0：阿伏加德罗常数：阿伏加德罗常数 dS：捕获面积，薄层中被光照射的面积。：捕获面积，薄层中被光照射的面积。c：吸光溶液的浓度吸光溶液的浓度N=k c db故故 dI N I=I
6、k c dbdI=-I k c db,bIIcdbkIdIt00dI/I=-k c dbkcbIIt0ln积分积分得得KcbkcbIIt303.2lg0或或AKcbTlg得得AKcbTlgT：透光率透光率A：吸光度吸光度1.00.50ACA100500T%TKbcAT1010T=0.0%A=T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%KcbA b：吸光液层的厚度，光程，：吸光液层的厚度，光程，cmc：吸光物质的浓度，吸光物质的浓度，g/L,mol/LK：比例常数：比例常数入射光波长入射光波长物质的性质物质的性质温度温度取值与浓度的单位相关取值与浓度的单位相关c：mol/LK 摩尔吸光
7、系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1c：g/LK a吸光系数，吸光系数，L g 1 cm-1cbAacbA c：g/100 mLK 比比吸光系数吸光系数%11cmEcbEAcm%11MaEcm1010%11相互关系相互关系 Molar AbsorptivityAbsorptivity Specific extinction coefficientAC吸光定律吸光定律A或或 吸收光谱吸收光谱A C max多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具有加合性，即有加合性，即iiiiiiiicbbcAA对吸收定律偏离对吸收定律偏离AC主
8、要原因主要原因非单色光非单色光吸光质点的相互作用吸光质点的相互作用设入射光由设入射光由 1 和和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律两种波长的光的吸收均遵从吸收定律 1 bcIIA11011lgbcII110011 2 bcIIA 22022lgbcII210022 1+2 210201lgIIIIAbcbcIIII211010lg0201020121bcA1或或bcA221bcA1或或bcA2对吸收光谱而言，对吸收光谱而言，b 和和 c 固定，固定，iKA反映了反映了 随波长变化的情况，单随波长变化的情况，单一波长，一波长，固定；
9、不同波长，固定；不同波长，不同。因此，非单色光将导致不同。因此，非单色光将导致对吸光定律的偏离。对吸光定律的偏离。A或或 1 2在实际工作中，入射光通常具有一定的带通。为了避免非单色在实际工作中，入射光通常具有一定的带通。为了避免非单色光带来的影响，一般选用峰值波长进行测定。光带来的影响，一般选用峰值波长进行测定。1 对应的对应的 1较小较小 2 对应的对应的 2较大较大选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。质点间的静电作用质点间的静电作用质点间的缔合作用质点间的缔合作用质点间的化学反应质点间的化学反应目视比色法目视比色法标准系列标准系列未知样品未知样品特
10、点特点利用自然光利用自然光比较吸收光的互补色光比较吸收光的互补色光准确度低（半定量）准确度低（半定量）不可分辨多组分不可分辨多组分方法简便，灵敏度高方法简便，灵敏度高分光光度法（紫外分光光度法（紫外-可见分光光度法）可见分光光度法）UV-VISUltraviolet Visual Spectroscopy0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示I0It参比参比样品样品bCTIIAtlglg0入射光入射光 I0透射光透射光 It请注意与定义比较请注意与定义比较未考虑吸收池和溶剂对光子的作用未考虑吸收池和溶剂对光子的作用紫外紫外-可见分光光度计组件可见分光光度计组件光源光源单
11、色器单色器样品池样品池检测器检测器信号输出信号输出氢灯，氘灯，氢灯，氘灯，185 350 nm；卤钨灯，卤钨灯，250 2000 nm.基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定作用：将复合光色散成单色光作用：将复合光色散成单色光棱镜棱镜光栅光栅玻璃，玻璃，350 2500 nm,石英，石英，185 4500 nm平面透射光栅，平面透射光栅，反射光栅反射光栅玻璃，光学玻璃，石英玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管（多道分析器）像管（多
12、道分析器）表头、记录仪、屏幕、数字显示表头、记录仪、屏幕、数字显示0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示比值比值光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示光束分裂器光束分裂器要要 点点hchEEE022、物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构、物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。成了物质对光的选择吸收基础。3、在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。、在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。KbcAT1010AKcbTlg吸光定律吸光定律c：mol/L摩尔吸光系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1cbAK c：g/LK a吸光系数，吸光系数，L g 1 cm-1acbA 0.575bCTIIAtlglg0
