紫外-可见分光光度法,光谱分析法概论,一、电磁辐射和电磁波谱二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器分光光度计,本节学习要求 熟悉光学分析法 的分类；波数、波长、频率和光子能量间的换算；光谱分析仪器的基本构造。熟悉电磁波谱的分区；电磁辐射与物质相互作用的相关术语；各种光学仪器的主要部件。了解光谱分析法的发展概况。,赫兹-德国物理学家,赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。,1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。开创了无线电电子技术的新纪元。,赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来作为各种波动频率的单位，简称“赫”。,一、电磁辐射和电磁波谱 （P169）,1电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空间而 不需要任何物质作为传播媒介的一种光（量）子流。,2电磁辐射的性质：具有波、粒二向性 可以用波长、频率v、速度c、波数、能量E等来表示其特性。波动性：粒子性：,3电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称。（P174）,射线 X 射线紫外光可见光红外光微波无线电波,电磁波谱,二、光学分析法及其分类 （P172）,（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 作用而建立起来的各种分析法的统称。,（二）分类： 1光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法,2非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用（无内部能级的跃迁）测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法。 分类：折射法、旋光法、比浊法、射线衍射法,3光谱法与非光谱法的区别：,1、发射光谱,2、吸收光谱,例：-射线；x-射线；荧光,例：原子吸收光谱，分子吸收光谱,光谱法: 按能量交换方向分,1、原子光谱：主要是由于气态原子或离子外层或内层电子能级发生变化而产生的辐射或吸收的光谱。2、分子光谱：是由于分子中电子能级及分子的振动、分子的转动能级的变化而产生的光谱。,光谱法： 按作用结果不同分,光谱法：依外形分类 线状光谱:由若干条强度不同的谱线和暗区相间而成的光谱。带状光谱:由几个光带和暗区相间而成的光谱。连续光谱：在一定范围内。各种波长的光都有，连续不断，无明显的谱线和谱带。,钠Na的线状光谱图,目视比色法,特点,利用自然光,比较吸收光的互补色光,准确度低（半定量）,不可分辨多组分,方法简便，灵敏度高,早期的显示方法,三、光谱法仪器分光光度计,三、光谱法仪器分光光度计,现代仪器主要特点：五个单元组成,光源,单色器,样品池,检测器,记录装置,单波长单光束分光光度计,在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法。 本章主要讲授紫外可见吸光光度法。,第二节 紫外-可见分光光度法,本节学习要点,1、掌握紫外吸收光谱的特征，电子跃迁类型、特点及影响因素；Lambert-Beer定律的物理意义、成立条件、影响因素及有关计算；紫外-可见分光光度法用于单组分定量的各种方法；多组分定量的现象方程组和双波长法。2、熟悉紫外-可见分光光度计的基本部件、工作原理；它的几种光路类型；及其定性、纯度检查的各种方法。3、了解紫外吸收光谱与有机化合物分子结构的关系。,主要内容,一、紫外-可见分光光度法的基本原理和概念二、 紫外分光光度计 三、紫外-可见分光光度计的类型 四、 定性和定量分析,（一）紫外-可见吸收光谱的产生,1紫外-可见吸收光谱的产生由分子的价电子在不同的分子轨道之间（能级间）跃迁而产生的。,能级：电子能级、振动能级、转动能级跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程,一、紫外-可见分光光度法的基本原理和概念,2分子吸收光谱的分类： （重点）P173 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序,3紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中 价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）,对于我们经常使用的紫外吸收光谱图：P183 以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线。,若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱,紫外可见吸收光谱示意图,美洛昔康 UV,4. 颜色的产生,有色物质的不同颜色是由于吸收了不同波长的光所致。溶液能选择性地吸收某些波长的光，而让其他波长的光透过，这时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜色是溶液吸收光的互补色。有色溶液对各种波长的光的吸收情况，常用吸收曲线或吸收光谱曲线来描述。,能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。,单色光 ：只有一种波长的光 复合光 ：由两种及两种以上波长的光组成的 光白光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光按一定比例混合而成 互补色光 ：两种颜色的光按这一比例混合也可得到白光,物质的颜色由物质与光的相互作用方式决定1. 全吸收： 物质显示黑色，如金属粉末；2. 全透射： 物质显无色，如水、无色溶液、无色玻璃等；3. 全反射： 物质显示银白色，如银等金属；4. 漫反射：物质显白色，如碳酸钠、氯化钠粉末；5. 部分吸收部分透过：物质呈现吸收光的互补色。硫酸铜溶液吸收黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液则吸收绿光而呈紫红色。,KMnO4的颜色及吸收光谱,分子轨道理论： 当两个原子结合，组成共价键时，原子中参与成键的电子组成新的分子轨道，两个成键原子的原子轨道组成一个能量较低的成键轨道和一个能量较高的反键轨道。 同时由于电子对组成共价键可以分为键 和键； 非成键 轨道。,（二）紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 （重点）,轨道：电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同,图示,b,紫外可见吸收光谱是由分子中价电子能级跃迁产生的这种吸收光谱取决于价电子的性质 1. 电子类型 形成单键的电子 C-H、C-C 形成双键的电子 C=C、C=O 未成键的孤对电子n 电子 C=O： 例：,基态与激发态：电子吸收能量，由基态激发态 成键轨道与反键轨道：n *104 强带 min102 弱带,吸收峰位置向短波方向蓝移（紫移，短移）,（四）吸收带类型和影响因素,1R带：由含杂原子的不饱和基团的n*跃迁产生 CO；CN；NN E小，max250400nm，max200nm，max104 共轭体系增长，max红移，max溶剂极性，对于(CHCH)n max不变 对于CHCCO max红移,