紫外-可见吸收光谱鉴别技术知识点.

紫外和可见光吸收光谱1.紫外光谱及其产生⑴紫外光的波长范围紫外光的波长范围为4-400nm。

200-400为近紫外区，4-200nm为远紫外区。

由于波长很短的紫外光会被空气中氧和二氧化碳吸收，研究远紫外区的吸收光谱很困难，一般的紫外光谱仅仅是用来研究近紫外区的吸收。

⑵紫外光谱当把一束光通过有机化合物时，某一波长的光可能吸收很强，而对其他波长的光可能吸收很弱，或者根本不吸收。

当化合物吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁，所产生的吸收光谱叫做紫外吸收光谱，简称紫外光谱。

⑶电子跃迁的种类在有机化合物分子中，由于化合物的价电子有三种类型，即σ键电子、π键电子和未成键的 n 电子，在电子吸收光谱中，电子跃迁主要是经下三种。

①σ-σ*跃迁σ电子是结合得最牢固的价电子，在基态下，电子在成键轨道中，能级最低，而σ*态是最高能级。

σ-σ*跃迁需要相当高的辐射能量。

在一般情况下，仅在200nm以下约～150nm才能观察到，即在一般紫外光谱仪工作范围之外，只能用真空紫外光谱仪才可观察出来（在无氧和二氧化碳的情况下）。

所以测紫外光谱时，常常用烷烃作溶剂。

② n电子的跃迁n 电子是指象N，S，O，X 等原子上未共用的电子。

它的跃迁有两种方式。

第一种方式：n-π* 跃迁未共用电子激发跃入π*轨道，产生吸收带，称为R带（基团型的，Radikalartig德文），由n-π*引起的，在200 nm以上。

如：醛酮分子中羰基在275-295nm处有吸收带，为C=O中n-π*跃迁吸收带。

第二种方式是n→σ*跃迁，这种跃迁所需的能量大于n-π*，故醇醚均在远紫外区才出现吸收带。

~ 200nm。

如甲醇λmax183nm。

③π→π*跃迁乙烯分子中π电子吸收光能量，跃迁到π*轨道。

吸收带在远紫外区。

当双键上氢逐个被烯基取代后，由于共轭作用，π→π*能级减小。

吸收带向长波递增。

由共轭双键产生的吸收带称为K带，其特征是摩尔消光系数大于104。

在近紫外区吸收，CH2=CH2 λmax162nm,CH2=CH-CH=CH2 λmax217nm。

紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis）是一种常用的分析技术，用于研究物质在紫外光和可见光区域的吸收特性。

该技术基于物质分子在特定波长范围内吸收光能的原理，通过测量样品溶液在紫外-可见光谱范围内的吸光度来获取信息。

UV-Vis光谱法可用于定性分析和定量分析。

在定性分析中，通过比较样品的吸收光谱与已知物质的光谱图谱，可以确定样品中存在的化合物或功能基团。

在定量分析中，根据样品吸收的光强度与物质浓度之间的线性关系，可以确定样品中某种物质的浓度。

UV-Vis光谱仪通常由光源、单色器、样品室、光电探测器和数据处理系统组成。

工作原理是通过将光束分为可见光和紫外光两部分，然后透过样品溶液，测量透过样品的光强度和未经样品的光强度之间的差异。

样品吸收的光强度会被转换为吸光度或透射度，并绘制成光谱图。

UV-Vis光谱法在许多领域中得到广泛应用，包括化学、生物化学、环境科学、制药、食品科学等。

它可以用于分析物质的结构、浓度、纯度、反应动力学以及反应机理等方面的研究。

同时，UV-Vis光谱法操作简便、分析速度快，且样品准备相对简单，因此成为了一种常用的分析技术。

各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具，它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。

光谱技术在各个领域都有广泛的应用，如化学、生物学、物理学等，本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。

1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术，它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。

UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。

例如，可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。

2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。

红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。

例如，通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。

3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。

在核磁共振光谱中，物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振，从而产生一系列特征峰。

核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。

例如，核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。

4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。

荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。

例如，荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。

5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。

质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。

例如，质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。

6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。

光谱分析技术及应用光谱分析技术是一种通过研究物质的光谱特征来分析、识别和测量物质成分的重要手段。

光谱分析技术广泛应用于物质科学、材料科学、生命科学、环境科学等领域，并在许多实际应用中取得了重要成果。

本文将介绍几种常见的光谱分析技术及其应用。

一、紫外可见吸收光谱技术（UV-Vis）紫外可见光谱技术是一种基于物质对紫外可见光吸收的特征来分析物质的方法。

该技术可用于分析物质的结构、测量物质的浓度，并广泛应用于药物分析、环境监测、食品安全等领域。

例如，在药物分析中，紫外可见光谱可用于分析药物的纯度、活性成分的含量以及药物的降解程度；在环境监测中，通过测量水中有机物的紫外吸收谱，可以快速准确地评估水质的污染程度。

二、红外光谱技术（IR）红外光谱技术是一种通过物质对红外光吸收和散射的特性来识别和分析物质的方法。

红外光谱技术广泛应用于有机物和无机物的结构分析、化学反应机理研究、生物医药等领域。

在有机物的结构分析方面，红外光谱技术可以通过分析有机物中特定基团的红外吸收峰，来确定有机物的结构和化学键类型；在药物研发中，红外光谱技术可用于快速鉴别和定量分析药物成分。

三、拉曼光谱技术（Raman）拉曼光谱技术是一种通过测量物质散射光中弱的拉曼散射来分析物质的方法。

与红外光谱相比，拉曼光谱技术不需要特殊的处理样品，可以直接对样品进行测量。

因此，拉曼光谱技术广泛应用于材料科学、生命科学、环境科学等领域。

例如，在材料科学中，拉曼光谱技术可用于表征材料的晶格结构、物质的化学组成和分子振动模式；在生命科学中，拉曼光谱技术可用于分析和识别生物体内的成分、了解细胞生理和病理变化。

四、质谱技术（MS）质谱技术是一种通过测量和分析物质在质谱仪中产生的离子谱图来确定物质组成和结构的方法。

质谱技术广泛应用于有机质分析、环境科学、食品安全等领域。

在有机质分析中，质谱技术可用于定性鉴别未知有机化合物的结构和成分；在环境科学中，质谱技术可用于分析大气中的有机物、水中的有机污染物等；在食品安全中，质谱技术可用于检测食品中的农药残留、添加剂以及其他有害物质。

紫外-可见吸收光谱鉴别技术紫外-可见分光光度法也称为紫外-可见吸收光谱法（UV-vis ），它是依据物质对紫外和可见光区不同波长光的吸收程度进行定性、定量的分析方法。

1．物质对光的选择性吸收光是一种电磁波，按波长顺序可以划分为不同的光区。

不同波长的光具有不同的能量，波长越长，能量越低；波长越短，能量越高。

当一束白光通过棱镜后色散为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色的光，每种颜色的光又有一定的波长范围。

如果把两种光按一定强度比例混合，也可成为白光，这两种颜色的光称为互补色光。

图1是互补色光示意图，处于直线关系的两种颜色即为互补色光。

溶液所以呈现不同的颜色是由于该溶液对光具有选择性吸收。

当一束白光通过某一有色溶液时，一部分光被溶液选择吸收，另一部分光则通过溶液。

例如当白光入射通过KMnO4溶液时，溶液选择性吸收绿光，溶液本身呈现绿光的互补色光，即紫红色。

2．光吸收的基本定律——朗伯-比尔定律当一束平行单色光垂直照射到一定浓度c 、液层厚度为b 的均匀透明溶液时（如图2），由于溶液吸收了一部分光能，光的强度减弱。

透射光强度I t 与入射光强度I 0之比称为透射比，用T 表示；单色光通过溶液时被吸收的程度，称为吸光度，用A 表示。

400-450650-750绿橙图1 互补色光示意图图2 光通过溶液示意图 I 0-为入射光强度 I t -为透射光强度朗伯和比尔总结了光的吸收与液层厚度、溶液浓度的定量关系。

其数学表达式为：A＝k·b·c 。

其物理意义是：当一束平行单色光垂直通过均匀、透明的吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积呈正比。

朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法进行定量分析的理论依据，适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体、气体及透光固体。

比例常数k称为吸光系数，是吸光物质的特征常数，与入射光的波长、物质的性质和溶液的温度等因素有关，与溶液的浓度大小和液层厚度无关。