影响紫外光谱的因素

紫外光谱分析法考纲：紫外光谱分析法的方法原理以及与红外光谱的区别，K带、R带、B带、E带、生色团和助色团等专属名词的意义，各能级跃迁的区别与联系，谱图解析。

一、基本概念紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。

电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁；带状光谱。

二、名词解释生色团：最有用的紫外-可见光谱是由n-π*跃迁和π-π*跃迁产生的，这两种跃迁均要求分子中含有不饱和基团，这类含有键的不饱和基团(能产生颜色的基团)称为生色团，如C=C、C=O、NO2等。

助色团：有一些含有n 电子的基团( 如–OH、–OR、–NH2、–NHR、–X等)，其本身没有生色功能(不能吸收> 200 nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生共轭作用，增强生色团的生色能力，吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加。

K吸收带：由共轭体系的π→π* 跃迁产生的强吸收带，其εmax一般大于104，出现的区域为210~250nm。

随着共轭体系的增长，K吸收带发生红移。

R吸收带：由化合物的n→π* 跃迁产生的吸收带。

R 吸收带吸收波长较长(270~290nm)，吸收较弱，一般εmax＜100（非键轨道与π* 轨道正交，属于禁阻跃迁），测定这种吸收带需浓溶液。

（n电子：O、N、S等杂原子）B吸收带：B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带，是苯环振动与π→π*跃迁重叠引起的。

强度很弱，εmax约为200。

出现的区域为230~270nm。

E吸收带：芳香化合物起因于π→π*跃迁的较强的或较弱的吸收谱。

E 带又分为E1、E2带。

E1带吸收峰约在180nm（εmax＞104 ，47000），E2带吸收峰约在200nm（εmax 约为103，7000），都属于强吸收。

红移：由于取代作用或溶剂效应导致紫外吸收峰向长波方向移动的现象。

蓝移：紫外吸收峰向短波方向移动。

增色作用：使紫外吸收强度增加的作用。

减色作用：使紫外吸收强度降低的作用。

三、电子跃迁类型1. σ→σ*跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）；E很高，λ<150 nm（远紫外区）。

主讲教师：苏萍 第五章 5.2 影响紫外可见吸收 光谱的因素01共轭体系的影响 目 录 CONTENTS 02 空间异构效应的影响03异构现象的影响 04取代基的影响 05溶剂极性的影响 06 pH 值的影响1. 共轭体系的影响CH2=CH2的π-π*跃迁：λmax = 171 nm（无色）1,3-丁二烯：λmax = 217 nm（无色）1,3,5-己三烯：λmax = 258 nm（无色）⋯番茄红素(C=C)11 λmax = 470 nm（红色）2. 空间异构效应的影响如CH3I (λmax = 258nm)CH2I2 (λmax = 289nm)CHI3 (λmax = 349nm)3. 异构现象的影响如乙酰乙酸乙酯在溶液中存在酮式与烯醇式的平衡，烯醇式中的共轭双键使π-π*跃迁能量降低，λmax向长波方向移动。

CH3―C ― CH2 ― C ― OC2H5 CH3―CH = CH― C ― OC2H5 ‖ ‖ ‖O O O乙酰乙酸乙酯酮式烯醇式204nm处仅有弱吸收245nm处有强的K吸收带4. 取代基的影响取代基为含孤对电子基团时，如-NH2、-OH、-Cl，可使分子向长波方向移动；取代基为斥电子基时，如-R，-OCOR则使分子向短波方向移动；苯环或烯烃上的H被各种取代基取代，多向长波方向移动。

4. 取代基的影响例如：OH基团本身无色，但能增强生色团颜色，因为含有n 电子，且能与π电子作用，产生n →π共轭。

184204254270苯（π→π*）苯酚（—OH为助色团）λ/nm5. 溶剂极性的影响◆溶剂极性越强，由π→π＊跃迁产生的谱带向长波方向移动越显著，即红移越大。

这是因为发生π→π＊跃迁的分子激发态的极性大于基态，在极性溶剂的作用下，激发态能量降低的程度大于基态，从而使基态到激发态跃迁所需的能量变小，使吸收带发生红移。

◆溶剂极性越强，由n→π＊跃迁产生的谱带向短波方向移动越明显，即蓝移越大。

紫外吸收光谱是一种常用的分析方法，它能够用于测定物质的结构、浓度和纯度，并且在化学、生物、医药等领域有着广泛的应用。

在进行紫外吸收光谱分析时，我们常常会遇到光谱峰位发生变化的情况，这种变化可能是由多种因素造成的。

本文将从分子结构、溶剂效应、溶质浓度、温度等多个方面探讨紫外吸收光谱峰位发生变化的原因。

一、分子结构分子结构是影响紫外吸收光谱峰位的重要因素之一。

分子的共振结构、双键位置、官能团等会对分子的吸收光谱产生影响。

在分子结构发生变化时，例如发生构象异构体的转变、官能团的改变等，都会导致紫外吸收光谱峰位发生相应的变化。

这是因为分子的电子结构发生变化时，其能级结构也会发生改变，进而影响分子对特定波长光的吸收能力。

二、溶剂效应溶剂对光谱峰位的影响是紫外吸收光谱分析中需要考虑的重要因素之一。

溶剂的极性、氢键作用、酸碱性等因素都会对溶液中分子的电子结构产生影响，从而引起光谱峰位的变化。

常见的溶剂效应包括索瑞克效应、溶剂极性效应等。

在进行紫外吸收光谱分析时，需注意选择适当的溶剂，并考虑溶质与溶剂之间相互作用对光谱峰位的影响。

三、溶质浓度溶质浓度对紫外吸收光谱的影响也是需要重视的因素之一。

当溶质浓度发生变化时，其在溶液中的吸收行为也会随之变化。

在溶质浓度较低时，溶质分子之间的相互作用较弱，其吸收峰位可能较为尖锐；而在溶质浓度较高时，溶质分子之间的相互作用会增强，其吸收峰位可能会发生变宽或偏移。

在进行溶液浓度变化对光谱峰位的影响时，需注意考虑溶质自身吸收特性与溶质浓度之间的关系。

四、温度温度是影响光谱峰位的重要因素之一。

随着温度的升高，分子内部的振动和旋转状态发生改变，从而影响分子的电子结构和能级分布，进而引起光谱峰位的变化。

另外，温度还会影响溶液中分子的相对浓度和分子间相互作用力，进而影响光谱峰位的形状和位置。

以上所述，是对紫外吸收光谱峰位发生变化的原因进行了初步的探讨。

在进行光谱分析时，需要综合考虑分子结构、溶剂效应、溶质浓度、温度等多个因素对光谱峰位的影响，以获得准确而可靠的分析结果。

ph对紫外吸收光谱的影响
紫外吸收光谱是一种测量物质的吸收紫外线的技术，它由于其测量快速、准确、可靠，在化学、农业、生物、药物、环境和测试等领域得
到广泛应用。

它通过测量物质对紫外线吸收的程度来获得它对吸收特
定波长的能力，而ph值对反应物的紫外吸收光谱也有着重要的影响。

一、ph值对紫外吸收光谱的影响
1、电荷的影响
ph值会影响反应物的紫外吸收光谱，因为ph值可以决定反应物的电荷。

当ph值变化时，反应物电荷也就随之变化，从而影响紫外吸收光谱。

2、电子强度的影响
随着ph值变化，反应物中的电子强度也会发生变化，从而影响紫外吸
收光谱。

电子强度变化前后，反应物对紫外线吸收性能也会发生相应
的变化。

3、反应物结构的影响
当ph值发生变化时，反应物的结构也会产生一定的变化，从而影响反
应物的紫外吸收光谱，特别是其吸收能力。

二、ph值对紫外吸收光谱的应用
1、用于分析化学品
由于ph值对反应物紫外吸收光谱有着重要的影响，因此，利用ph值
变化可以实现对化学品的分析，从而实现质量检测等功能。

2、用于检测溶液的浓度
由于ph值对溶液中物质的紫外吸收光谱有着影响，因此可以使用这种
方法来检测溶液的浓度，对测量工作提供了依据。

3、用于测试药物
同样，在药物的反应过程中，ph值的变化会影响药物的紫外吸收光谱，从而实现对药物活性、质量等的测试和分析，进而提高药物的质量和
安全性。

综上所述，ph值对紫外吸收光谱起着重要的作用，应用广泛，在不同
方面都有实践价值。

紫外光谱产生的原因
紫外光谱是指由电离辐射或其他高能事件产生的电磁波，其中有一部分电磁波的频率超出我们可以看到的可见光谱。

紫外光谱主要受到以下几种情况的影响，从而产生：
1、矿物质及空气的离子化作用：由于空气中的气体离子或矿物质离子的穿越，会将紫外线散射到它们之间，从而产生紫外光谱。

2、空气层中的两种离子结合：由于大气层中的两种离子在空气中相互作用，会形成紫外光谱。

3、太阳的紫外线及外部紫外线：当太阳辐射到地球表面时，会通过空气层折射，变成紫外线，从而产生紫外光谱。

4、激光感应：当激光照射到物体表面，物体会发现反射紫外线，从而产生紫外光谱。

5、化学反应：特定的化学反应会导致物质激发，由此产生紫外光谱。

6、人工制造：一些人造物质会发射紫外线，从而产生紫外光谱。

总之，紫外光谱的产生是由多种因素引起的，可以说，它们的物理机制及来源都比较复杂，不同的紫外光谱有不同的成因。

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紫外光谱紫外光谱紫外光谱常⽤UV 作为代号。

⼀、紫外光谱的基本原理1、紫外光谱的产⽣在紫外光谱中，波长单位⽤纳⽶（nm ）表⽰。

紫外光的波长范围是100-400nm ，它分为两个区段。

波长在100-200nm 称为远紫外区，这种波长能够被空⽓中的氮、氧、⼆氧化碳和⽔所吸收，因此只能在真空中进⾏研究⼯作，故这个区域的吸收光谱称真空紫外，由于技术要求很⾼，⽬前在有机化学中⽤途很⼤。

波长在200-400nm 称为近紫外区，⼀般的紫外光谱是这⼀区域的吸收光谱。

波长在400-800nm 范围的称为可见光谱。

常⽤的分光光度计⼀般包括紫外及可见两部分，波长在200-800nm （200-1000nm ）。

分⼦内部的运动有转动、振动和电⼦运动，因此分⼦具有转动能级、振动能级和电⼦能级。

通常，分⼦处于低能量的基态，从外界吸收能量后，能引起分⼦能级的跃迁。

电⼦能级的跃迁所需能量最⼤，⼤致在1-20eV （电⼦伏特）之间。

根据量⼦理论，电磁辐射的能量E 、频率、波长λ符合下⾯的关系式λc h hv E == （1）式中h 是普朗克常数，为6.624*10-34 J ·s=4.136*10-15 eV ·s ；c 是光速，为2.998*1010cm ·s -1。

应⽤该公式可以计算出电⼦跃迁时吸收光的波长。

例如某电⼦跃迁需要3 eV 的能量，它需要吸收波长多少nm 的光呢？ nm cm eVs cm s eV E hc 41310133.4310998.210136.4511015=?==?=---λ计算结果说明，该电⼦跃迁需要吸收波长413nm 的光。

许多有机分⼦中价电⼦跃迁，须吸收波长在200-1000nm 范围内的光，恰好落在紫外-可见光区域。

因此，紫外吸收光谱是由于分⼦中价电⼦的跃迁⽽产⽣的，也可以称它为电⼦光谱。

习题1、某电⼦跃迁需要吸收4eV 的能量，它跃迁时，应该吸收波长多少nm 的光？（310nm ）2、电⼦跃迁的类型有机化合物分⼦中主要有三种价电⼦：形成单键的σ电⼦、形成双键的π电⼦、未成键的孤对电⼦，也称n 电⼦。