第二章 紫外－可见吸收光谱法
本章地位：
本章是仪器分析课程中光分析方法的第一章，光分析方法中的一些基本理
论、基本概念、基本专业术语，在本章中首次出现并应用，对光分析方法起着建
立基本框架、引导学习思路的作用。
紫外－可见吸收光谱法历史较久远，应用十分广泛，与其它各种仪器分析
方法相比，紫外－可见吸收光谱法所用的仪器简单、价廉，分析操作也比较简
单，而且分析速率较快。
在有机化合物的定性、定量分析方面，例如化合物的鉴定、结构分析和纯度检
查以及在药物、天然产物化学中应用较多。
本章内容：
本章主要讨论了紫外－可见吸收光谱的产生、紫外－可见分光光度计仪器原
理和结构以及紫外－可见吸收光谱法在有机定性及结构分析中的应用。
讲解思路：
让学生首先了解：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。而各种化合物，无机化合物或有机化合物吸收光谱的产生在本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。电子跃迁类型是本章的难点。最后了解利用紫外－可见分光光度计可使物质产生吸收光谱并对其进行检测。鉴定的方法是本章的重点。
学时分配：4学时
第一节 概述
分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同，可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。
特点：
*灵敏度较高，适用于微量组分的测定。但相对误差较大。
*具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点，为常规的仪器分析方法
紫外—可见分光光度法的局限性:
有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带,更有个别的化合物紫外可见吸收光谱图大致相似。所以但根据紫外可见光谱图不能完全决定这些物质的分子结构。
一．分子吸收光谱
在分子中存在着电子的运动，以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动能量之和。即：
第九章 紫外-可见吸收光谱法
9．1教学建议
一、 从光谱定性分析和定量分析的依据和方法入手，介绍紫外-可见吸收光谱原理、有机和无机化合物的紫外-可见吸收光谱特征。
二、在通用光谱分析仪器结构的总框架下，介绍紫外-可见分光光度计结构组成、特点及应用。
9．2主要概念
一、教学要求：
（一）、掌握紫外-可见吸收光谱法的基本原理；
（二）、掌握物质分子结构与紫外-可见吸收光谱的关系；
（三）、了解紫外-可见分光光度计结构组成与应用。
二、内容要点精讲
§9-1 概 述
利用紫外可见分光光度计测量物质对紫外可见光的吸收程度（吸光度）和紫外可见吸收光谱来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法，称为紫外可见吸收光谱法或紫外可见分光光度法（ultraviolet and visible spectrophotometry,UV-VIS）。它具有如下特点：
（1）灵敏度高 适于微量组分的测定，一般可测定10-6g级的物质，其摩尔吸收系数可以达到104~105数量级。
(2) 准确度较高 其相对误差一般在1% ~ 5%之内。
(3) 方法简便 操作容易、分析速度快。
(4) 应用广泛 不仅用于无机化合物的分析，更重要的是用于有机化合物的鉴定及结构分析（鉴定有机化合物中的官能团）。可对同分异构体进行鉴别。此外，还可用于配合物的组成和稳定常数的测定。
紫外可见吸收光谱法也有一定的局限性，有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带，有的仅有较简单而宽阔的吸收光谱，更有个别的紫外可见吸收光谱大体相似。例如，甲苯和乙苯的紫外吸收光谱基本相同。因此，单根据紫外可见吸收光谱不能完全决定这些物质的分子结构，只有与红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱等方法配合起来，得出的结论才会更可靠。
§9-2 紫外可见吸收光谱法的基本原理
当一束紫外可见光（波长范围200~760nm）通过一透明的物质时，具有某种能量的光子被吸收，而另一些能量的光子则不被吸收，光子是否被物质所吸收既决定于物质的内部结构，也决定于光子的能量。当光子的能量等于电子能级的能量差时（即ΔE电 = h f ），则此能量的光子被吸收，并使电子由基态跃迁到激发态。物质对光的吸收特征，可用吸收曲线来描述。以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得到的A-λ曲线即为紫外可见吸收光谱（或紫外可见吸收曲线）。它能更清楚地描述物质对光的吸收情况（图9-1）。
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紫外可见吸收光谱法及其应用
作者：曹萧飞
来源：《食品界》2016年第12期
紫外—可见吸收光谱法简介
分子的紫外—可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。
工作原理：
紫外—可见吸收光谱是分子内电子跃迁的结果， 它反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。不同的化合物由于分子结构不同，电子跃迁的类型就不同，所以紫外-可见吸收光谱会具有不同特征的吸收峰，其吸收峰的波长和强度与分子中价电子的类型有关。
许多有机化合物在紫外区具有特征的吸收光谱，因此可用紫外分光光度法对有机物质进行定性鉴定，结构分析及定量测定.紫外分光光度法定量测定的依据是比耳定律。首先确定化合物的紫外吸收光谱，确定最大吸收波长。在选定的波长下，作出化合物溶液的工作曲线，根据在相同条件下测得待测液的吸光度值来确定待测液中化合物的含量。
物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。
紫外—可见分光光度计的应用前景
紫外—可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在 200 nm—380 nm 的近紫外光区和 380 nm—780 nm 的可见光区有吸收。紫外—可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单，应用十分广泛。
紫外可见吸收光谱法
紫外可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收10～800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法，广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。该方法具有灵敏度高、准确度好、选择性优操作简便、分析速度好等特点。
光是一种电磁波,具有一定的波长和频率。可见光的波长范围在400~760nm，紫外光为200~400nm，红外光为760~500000nm。有色物质溶液可选择性地吸收一部分可见光的能量而呈现不同颜色，而某些无色物质能特征性地选择紫外光或红外光的能量。物质吸收由光源发出的某些波长的光可形成吸收光谱，由于物质的分子结构不同，对光的吸收能力不同，因此每种物质都有特定的吸收光谱，而且在一定条件下其吸收程度与该物质的浓度成正比，分光光度法就是利用物质的这种吸收特征对不同物质进行定性或定量分析的方法。
在比色分析中，有色物质溶液颜色的深度决定于入射光的强度、有色物质溶液的浓度及液层的厚度。当一束单色光照射溶液时，入射光强度愈强，溶液浓度愈大，液层厚度愈厚，溶液对光的吸收愈多，它们之间的关系，符合物质对光吸收的定量定律，即Lambert-Bear 定律。这就是分光光度法用于物质定量分析的理论依据。
特点:
1、紫外可见吸收光谱所对应的电磁波长较短，能量大，它反映了分子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系（共轭烯烃和不饱和羰基化合物）及芳香族化合物的分析。
2、由于电子能级改变的同时，往往伴随有振动能级的跃迁，所以电子光谱图比较简单，但峰形较宽。一般来说，利用紫外吸收光谱进行定性分析信号较少。
3、紫外可见吸收光谱常用于共轭体系的定量分析，灵敏度高，检出限低。
仪器组成
普通紫外可见光谱仪，主要由光源、单色器、样品池(吸光池)、检测器、记录装置组成．为得到全波长范围(200～800-nm)的光，使用分立的双光源，其中氘灯的波长为185～395 nm，钨灯的为350～800nm．绝大多数仪器都通过一个动镜实现光源之间的平滑切换，可以平滑地在全光谱范围
