紫外-可见分光光度法(1)

16.2 分光光度法基本原理
PBL问题
1、简述分光光度法的基本原理。 2、什么是吸光度，什么是透光率？ 3、简述朗伯比尔定律，及其应用的条件。 4、简述溶液偏离伯比尔定律的原因。 5、影响溶液吸光度的因素有哪些？ 6、影响物质摩尔吸光系数的因素有哪些？ 7、吸光度、透光率的相关计算。
16.2.1 透光率和吸光度
T = It I0
吸光度(absorbance): 透光率的负对 数称为吸光度，用符号A表示。A愈大， 溶液对光的吸收愈多。
A = -lgT = lg I0 It
光吸收与溶液浓度的关系（比耳定律）.swf
16.2.2 朗伯-比尔定律
A lg I0 lg 1 bc
IT
A: 吸光度 量纲为1 T: 透光率 T＝I / I0 B: 溶液厚度 即光程长度 单位通常为cm C: 物质的量浓度 单位 mol ·L-1 ε: 吸光物质的摩尔吸光系数 是特征常数 表示吸光物质的吸光能力的量度。
（-C ≡N ，C＝ O ） E最小，λ 200~400nm（近紫外区）
分子中电子能级和跃迁
ü 按能量大小：σ→ σ* > n → σ* > π→ π* > n→ π*
注意：
ü 紫外光谱电子跃迁类型 ： n —π*跃迁 π—π*跃迁
ü 饱和化合物无紫外吸收 ü 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系
16.1 物质的吸收光谱
PBL问题
1、什么是物质的吸收光谱？ 2、简述物质吸收光谱的特点。 3、物质吸收光谱有何用途？
16.1.1 物质对光的选择性吸收
光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为
激发态，只有当分子的能量(h)与被照射物质粒子的
基态和激发态能量之差(E)相等时才能被吸收。
M(基态)+ h M*(激发态)
将不同波长的单色光依次通过有色 溶液，测量溶液的吸光度，
(absorbance)。以波长为横坐标，
吸光度A为纵坐标作图，得吸收曲线， 或称吸收光谱。 吸收光谱中，吸光度最大处的波长为最
大吸收波长，用max表示。 一般，max是定性鉴别物质的基础 。 不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰
值成正比，这是进行定量分析的依据。
2.熟悉物质对光的选择性吸收、吸收光谱的 意义、可见分光光度法的测定方法—标准 曲线法和标准对照法。
3.了解光的基本性质、光的加和性、分光光 度计的基本构造、提高测量灵敏度和准 确度的Learning
物 质 的 吸 收 光 谱
16.1 物质的吸收光谱 16.2 分光光度法的基本原理 16.3 紫外-可见分光光度法 16.4 提高测量灵敏度与准确度的方法 16.5 紫外分光光度法应用简介
三(邻二氮菲)合铁(II) 离子的吸收光谱图
max=508nm
不同物质的溶液，不仅其光吸收曲线形状有 差别，最大吸收波长也不同。
不同物质(A,B,C)和不同浓度(1, 2, 3, 4)的同 一物质(B)的吸收光谱(浓度: 1 > 2 > 3 > 4)
对于有机物来说，能吸收光子产生电子跃迁 的电子有σ电子、π电子（即价电子）和n电子 （即非键电子）等三种。当有机化合物吸收紫外 或可见光时，这些电子将跃迁到较高的能级状态。 故能发生的跃迁有σσ*、nσ*、nπ*和 ππ*等四种类型。
中南大学·化学化工学院
Contents
主 要 内 容
16.1 物质的吸收光谱 16.2 分光光度法的基本原理 16.3 紫外-可见分光光度法 16.4 提高测量灵敏度与准确度的方法 16.5 紫外分光光度法应用简介
Objectives
教 学 目 标
1.掌握分光光度法的基本原理、Lambert— Beer定律以及透光率、吸光度、摩尔吸光 系数等基本概念及相互关系。
互补色光示意图
物质的颜色与光吸收的关系
物质 颜色
红
紫 红
紫
蓝
绿 蓝
蓝 绿
吸收 紫
光色
蓝
绿 蓝
蓝 绿
绿
黄 绿
橙红
波长 400- 450- 480- 490- 500- 560- 580- 610- 650450 480 490 500 560 580 610 650 760
16.1.2 物质的吸收光谱
1.σ→ σ*跃迁： 饱和烃（甲烷，乙烷）
E很高，λ<150nm（远紫外区） 2. n → σ*跃迁：
含杂原子饱和基团（-OH，-NH2） E较大，λ150~250nm（真空紫外区） 3. π→ π*跃迁： 不饱和基团（-C＝C-，-C ＝ O ） E较小，λ~ 200nm 体系共轭，E更小，λ更大 4. n → π*跃迁： 含杂原子不饱和基团
根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型； 根据吸收谱带波长和电子跃迁类型
→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）
Participatory
Learni分ng 光 光 度 法 的 基 本 原 理
16.1 物质的吸收光谱 16.2 分光光度法的基本原理 16.3 紫外-可见分光光度法 16.4 提高测量灵敏度与准确度的方法 16.5 紫外分光光度法应用简介
1 mol · L-1 Bridge-in
导 入
定量测量低浓度的Fe2+浓度，可用什 么方法？简述测定方法。
滴定分析法 50元
分光光度法 原子吸收光度法
3000元
670万元
基础化学A
第16章 紫外-可见分光光度法
Ultraviolet-Visible Spectrophotometry
主讲人：刘绍乾
物质对光的吸收具有选择性，若溶液选择性地 吸收了某种颜色的光，则溶液呈吸收光的互补光。
单一波长的光为单色光，由不 同波长组成的光为复色光。若 把两种光以适当比例混合可以 得到白光，则这两种有色光称 为互补色光。
物质对光的吸收具有选择性， 若溶液选择性地吸收了某种颜 色的光，则溶液呈现吸收光的 互补光色。
入射光强度I0，吸收光强度 Ia，透过光强度It， 反射光 强度为Ir I0 ═ Ia + It + Ir
被测溶液和参比溶液的吸收 池同样材料和厚度，反射光 强度影响相互抵消，上式简 化为 I0 ═ Ia + It
透光率(transmittance): 透射光的强度It 与入射光强度I0之比，用T表示