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紫外可见吸收光谱法原理概述解释说明1. 引言1.1 概述紫外可见吸收光谱法是一种广泛应用于化学分析、生物医药和材料科学等领域的分析技术。
它通过检测样品吸收紫外或可见光的能力，可以确定样品中存在的化合物或物质的浓度。
紫外可见吸收光谱法基于原子、离子或分子在特定波长范围内对电磁辐射的选择性吸收现象，利用这种吸收现象可以获得样品所具有的信息。
本文将对紫外可见吸收光谱法的原理进行详细介绍，并探讨其在化学分析、生物医药和材料科学中的应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、紫外可见吸收光谱法原理、紫外可见吸收光谱应用领域、实验方法与操作步骤以及结论和展望。
1.3 目的本文旨在向读者介绍紫外可见吸收光谱法的基本原理以及其在不同领域中的应用。
通过阐述紫外可见吸收光谱法的操作方法和实验步骤，希望能为初学者提供一份清晰的指南，使其能够准确、有效地应用该技术进行分析。
同时，我们将对紫外可见吸收光谱法的局限性进行讨论，并展望其未来在科学研究和实际应用中的发展方向。
2. 紫外可见吸收光谱法原理:2.1 光谱的基本概念:光谱是指将某物质在不同波长范围内对电磁辐射的吸收、发射或散射进行分析和测量的方法。
根据电磁辐射的能量不同，可将光谱分为紫外光谱、可见光谱和红外光谱等。
其中，紫外可见吸收光谱法利用物质对紫外及可见光区域（200-800 nm）的吸收特性进行定量和定性分析。
2.2 紫外可见吸收光谱的原理:紫外可见吸收光谱法是通过物质吸收特定波长范围内电磁辐射而产生的能级跃迁来进行分析。
当样品受到入射光线照射后，样品中的某些化学成分会吸收特定波长范围内的能量，并转为高能态。
这些化学成分在高能态时可能会跃迁至更高能级或离子化状态，从而使入射光线中特定波长的能量被吸收，形成明显的吸收峰。
根据琴斯定律（Lambert-Beer定律），光的吸收与样品中物质浓度成正比。
因此，通过测量入射光和透射光之间的吸收差异，可以推算出样品中特定化合物的浓度。
紫外吸收光谱的名词解释紫外吸收光谱（Ultraviolet Absorption Spectrum）是用于研究物质分子结构和相互作用的一种重要的分析技术。
在这种光谱图中，我们可以观察到物质分子在紫外光区域吸收或散射辐射的情况。
本文将对紫外吸收光谱中的相关名词进行解释和阐述，以帮助读者更好地理解这一分析方法。
一、紫外光区域紫外光区域位于可见光和X射线之间，波长范围约为10-400纳米。
从波长较长到较短，紫外光区域可分为近紫外（NUV）、中紫外（MUV）和远紫外（FUV）三个子区域。
不同波长的紫外光会与物质分子相互作用，从而导致不同程度的吸收。
二、吸收峰和吸收带在紫外吸收光谱图中，我们可以观察到吸收峰和吸收带。
吸收峰是指在光谱图上出现的较为尖锐的峰状图形，表示某种特定波长的光被物质分子吸收的情况。
吸收带则是指在光谱图上出现的较为宽广的吸收区域，表示多种波长的光被吸收。
三、摩尔吸光度和摩尔吸光系数摩尔吸光度（molar absorptivity）是一种用来描述物质分子吸收特性的重要参数。
它衡量了光的强度与溶液中物质浓度及光程长度之间的关系。
摩尔吸光系数（molar absorption coefficient）则是摩尔吸光度与物质浓度及光程长度的比值，用以修正溶液中浓度和光程对吸光度的影响。
四、Beer-Lambert定律Beer-Lambert定律是紫外吸收光谱中的一个重要理论基础。
它描述了光的吸收与溶液中物质浓度、光程长度和摩尔吸光系数之间的关系。
根据Beer-Lambert定律，溶液中物质的吸光度与物质的浓度成正比，与光程长度呈指数关系。
这个定律在分析化学中应用广泛，常用于测定物质浓度和解释吸光度的变化。
五、电子激发和电子跃迁紫外吸收光谱是通过测定物质分子中的电子激发和电子跃迁来研究物质的吸收特性。
当物质分子受到紫外光的激发时，电子会从低能级跃迁到高能级，同时吸收特定波长的光能。
不同分子的电子能级结构和跃迁方式不同，因此它们对不同波长的光的吸收也会有差异，从而形成具有特定峰值和带状图案的紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱紫外吸收光谱有关术语1. 发⾊团——指分⼦中能吸收紫外或可见光的基团，含有π键的不饱和基团，如NO2、C=O、COOH、COOR、NO2、N=N、芳基。
若在饱和碳氢化合物中引⼊这种基团，将使这⼀化合物的最⼤吸收峰波长移⾄紫外及可见范围内由于这些基团产⽣π→π* 、n→π*及nσ→* 跃迁吸收能量较低，吸收峰出现在紫外、可见光区2. 助⾊团——指本⾝不产⽣紫外及可见光吸收的基团，但与⽣⾊团相连时，使⽣⾊团的吸收向长波⽅向移动,且吸收强度增⼤OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含有n电紫外吸收光谱的产⽣吸光物质分⼦中价电⼦吸收特定能量（波长）的电磁波（紫外光）产⽣分⼦的电⼦能级跃迁。
是研究物质在远紫外区（10－200nm）和近紫外区（200－400nm）的分⼦吸收光谱法。
真空紫外区（＜160nm的紫外光会被空⽓中氧所吸收→真空/⽆氧条件下测定）吸收光谱的特征及其表⽰⽅法1、吸收光谱（吸收曲线）a吸收峰；b肩峰；c吸收⾕；d末端吸收：在短波长处（200nm左右），只呈现强吸收，⽽不形成峰的部分2、吸收曲线的横坐标，⼀般⽤波长表⽰。
3、吸收曲线的纵坐标①透光率T(%)，（透射⽐）②吸光度ATTIIA lg1lglg0-===③吸收率A(%) A(%)=1－T(%)④吸光系数A=abc摩尔吸光系数ε)(11--?=cmmolLbcAε⼀般认为：ε>104为强吸收，ε.103~104为较强吸收ε.102~103为较弱吸收，ε<102为弱吸收电⼦跃迁（transition）类型各种跃迁所需要能量顺序：σ→σ*> n→σ* >π→π*>n→π*A在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要由σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*及电荷迁移跃迁产⽣。
B⽆机化合物的吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁（即d—d跃迁和f—f跃迁）产⽣（可见光区）。
（1）σ~σ*跃迁：由饱和键产⽣，能级差⼤，吸收光波波长短，吸收峰多处于真空紫外区。
紫外吸收光谱的基本原理
紫外吸收光谱的基本原理是基于物质对紫外光的吸收特性。
当一束紫外光照射到被测物质上时，物质中的电子会吸收能量跃迁到高能级，形成激发态。
然后，电子会以辐射或非辐射的形式返回到基态，释放出吸收光的能量。
根据表达式A = log(I0/I)，其中A是吸光度，I0是入射光的强度，I是透射光的强度，可以得知吸光度与溶液中物质的浓度
成正比。
因此，可以通过测量吸光度的变化来确定物质的浓度。
在紫外吸收光谱中，常用的检测器是光电二极管或光电倍增管。
这些检测器可以测量透射光的强度，并将其转换为电信号进行处理。
紫外吸收光谱通常在200-400纳米的波长范围内进行测量。
这
个范围对应着紫外光的波长，因为紫外光的能量较高，能够引起物质中电子的激发跃迁。
通过测量样品在不同波长下的吸光度，可以得到紫外吸收光谱图。
从光谱图中可以得知物质在不同波长下的吸收峰，进而可以确定物质的分子结构、浓度以及反应动力学等信息。
总之，紫外吸收光谱是一种常用的分析方法，它通过测量物质对紫外光的吸收特性来分析物质的成分和性质。
紫外吸收光谱有关术语1. 发色团——指分子中能吸收紫外或可见光的基团，含有π键的不饱和基团，如NO2、C=O、COOH、COOR、NO2、N=N、芳基。
若在饱和碳氢化合物中引入这种基团，将使这一化合物的最大吸收峰波长移至紫外及可见范围内由于这些基团产生π→π* 、n→π*及nσ→* 跃迁吸收能量较低，吸收峰出现在紫外、可见光区2. 助色团——指本身不产生紫外及可见光吸收的基团，但与生色团相连时，使生色团的吸收向长波方向移动,且吸收强度增大 OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含有n电子的紫外吸收光谱的产生吸光物质分子中价电子吸收特定能量（波长）的电磁波（紫外光）产生分子的电子能级跃迁。
是研究物质在远紫外区（10－200nm）和近紫外区（200－400nm）的分子吸收光谱法。
真空紫外区（＜160nm的紫外光会被空气中氧所吸收→真空/无氧条件下测定）吸收光谱的特征及其表示方法1、吸收光谱（吸收曲线）a吸收峰；b肩峰；c吸收谷； d末端吸收：在短波长处（200nm左右），只呈现强吸收，而不形成峰的部分2、吸收曲线的横坐标，一般用波长表示。
3、吸收曲线的纵坐标①透光率T(%)，（透射比）②吸光度ATTIIA lg1lglg0-===③吸收率A(%) A(%)=1－T(%)④吸光系数 A=abc摩尔吸光系数ε)(11--⋅⋅=cmmolLbcAε一般认为：ε>104为强吸收，ε.103~104为较强吸收ε.102~103为较弱吸收，ε<102为弱吸收电子跃迁（transition）类型各种跃迁所需要能量顺序：σ→σ*> n→σ* >π→π*>n→π*A在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要由σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*及电荷迁移跃迁产生。
B无机化合物的吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁（即d—d跃迁和f—f跃迁）产生（可见光区）。
（1）σ~σ*跃迁：由饱和键产生，能级差大，吸收光波波长短，吸收峰多处于真空紫外区。
（2）n~ σ*跃迁：含N, O, S, X的化合物中，杂原子的n电子向反键轨道的跃迁，吸收带较弱。
吸收波长为150－250nm的光子，吸收光谱大部分在真空紫外区（3）π~π*跃迁：不饱和化合物，尤其是存在共轭体系的化合物。
吸收峰大都位于紫外区εmax较大，一般εmax≥104，λmax较大。
非共轭π轨道的π→π*跃迁，对应波长范围160-190 nm。
两个或两个以上π键共轭，对应波长增大，红移至近紫外区甚至可见光区（4） n~ π*跃迁：含π键和 n 电子的体系。
吸收波长≥200nmλmax较大，εmax较小。
对应波长范围在近紫外区（5）、电荷迁移跃迁、无机配合物FeSCN2+电荷跃迁的吸收带谱带较宽，吸收强度大，εmax>104。
（6）配位场跃迁 d-d、f-f跃迁过渡金属离子与配位体所形成的配合物吸收带（bands）——吸收峰在紫外－可见光谱中的波带位置1. R吸收带（Radikalartin）：由n→π*跃迁（跃迁禁阻，几率小）产生，它具有杂原双键的共轭基团NO2、NO2、N=N 特点：吸收波长长（约300），吸收强度弱, logε<1 2. K吸收带（Konjugierte）：由共轭π→π*跃迁产生，强度强, logε > 4，210-250特点：①吸收带的波长比R带短，一般λmax>200nm②跃迁几率大，吸收强度大，一般ε>104③随着共轭体系的增长，π电子云束缚更小，引起π→π*跃迁所需的能量更小，K带吸收向长波方向移动④K带吸收是共轭分子的特征吸收带，是紫外光谱中应用最多的吸收带3. B吸收带（Benzenoid）：苯环由苯环本身振动及闭合环状共轭双键π→π*跃迁产生，230-270nm，中心在254nm处，宽而弱，有精细结构，是苯环的特征吸收4. E吸收带（Ethylenic）：芳环中3个碳碳双键环状共轭系统π→π*跃迁产生，在184(E1，观察不到)和203(E2)nm处。
也是芳香族化合物的特征吸收带。
影响吸收带的因素：A．内部因素：①发色团、助色团；②共轭体系的影响（跃迁几率↑）：随共轭体系的增长，吸收峰红移具有共轭双键的化合物，相间的π键与π键相互作用（π-π共轭效应），生成大π键。
由于大π键各能级之间的距离较近（键的平均化），电子容易激发，所以吸收峰的波长就增加，生色团作用大为加强,③样品溶液浓度的影响T a b c I I A 1l o g l o g 0=== ε为摩尔吸收系数 吸光度A 具有加和性B ．空间效应：①空间位阻影响：发色团由于立体阻碍会妨碍他们共面，影响共轭效应→蓝移。
如二苯乙烯反式结构的K 带最大吸收比顺式明显长移；② 跨环效应：某些β、γ不饱和酮，虽无共轭，但有跨环效应，由于适当的台体排列→羰基氧上的孤对电子和双键的π电子发生作用，使相当于π→π*跃迁的R 带长移，ε增大C ．外部因素：①溶剂效应：影响吸收峰位、吸收强度、光谱形状。
（影响能级差）换用极性较大的溶剂，n →π*蓝移，π→π*红移；物质处于气态时，振/转动→精细结构；物质溶于非极性溶剂，限制分子的自由转动→峰形变宽；物质溶于极性溶剂，分子振动受影响→宽峰→正确地选用溶剂（纯度高）的原则：（1）溶剂能溶解试样，溶剂对溶质是惰性的；（2）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂（获得精细结构）；（3）溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收②体系PH 值影响——分子离子化的影响；温度各类有机物的紫外吸收光谱——有机化合物的紫外吸收谱带位置可通过经验公式计算出来。
1、饱和烃及其取代衍生物σ→σ* λmax<150nm 饱和有机化合物在紫外光谱分析中常用作溶剂，如己烷、环己烷、庚烷、异辛烷、乙醇、甲醇等若有助色团和饱和烃相连，除σ→σ*跃迁外，还产生n →σ*跃迁， λmax 产生红移2、不饱和烃及共轭烯烃（1）简单的碳－碳双键产生σ→σ*、π→π*两种跃迁， π→π*跃迁所需的能量较 σ→σ*跃迁小。
λmax<190nm（2）共轭双键 （研究对象）当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系统的延长， π→π*跃迁的吸收带 将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。
如：番茄红素11个C=C 键（红色）3、醛和酮醛和酮中均含有羰基（>C=O ）。
能实现n →π* 跃迁（λmax.270-300nm 附近，ε＝10－20）； n σ→* 跃迁（λmax.180nm 左右）； π→π*跃迁（λmax.150nm 左右） 。
一般紫外光度计只能检测n π→*跃迁产生的R 吸收带。
R 带是醛酮的特征吸收带，是判断醛酮的重要依据当羰基双键与乙烯双键共轭时，形成了α、β不饱和醛、酮（由于共轭效应，使乙烯基π→π*跃迁吸收带红移至220－260nm ，成为K 吸收带，强吸收。
羰基双键R 带红移至310－330nm ， ε<100，弱吸收。
可作为识别用）当羰基被—OH 、—NH2、—OR 取代→蓝移；硫羰基相对于氧羰基红移4、芳香族化合物（1）苯： E1： 180－184nm 处（ ε＝4700）强吸收带 E2： 204nm 处（ ε＝7900）中强吸收带（末端） B ：230－270nm （ ε＝254）弱吸收带是苯环的精细吸收带或称苯带（2）取代苯 ①当苯环上有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K 带合并，吸收峰向长波移动；②苯环与助色团相连，E2带长移至210nm ；③二取代苯：a 对二取代苯，同为吸或斥电子基团，波长移动约与单取代相近；一个吸、一个斥则长移大于两者之和；b 邻二取代苯，波长移动值大约为单独取代时移动值之和。
紫外分光光度计紫外分光光度计仪器由辐射光源、单色器、吸收池和检测器信号处理及读数装置等组成。
1、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小 氢灯和氘灯（辐射强度比氢灯大4～5倍）：160－375nm ，多用在紫外区（钨及碘钨灯：340－2500 nm ，多用在可见光区）。
2、单色器(Mnochromator) 与原子吸收光度仪不同，在UV 光度计中，单色器通常置于吸收池的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）3、吸收池：用于盛放样品。
可用石英材料制作（可见光区可用玻璃）。
玻璃吸收紫外光4、检测器：硒光电池、PMT5、信号处理及读数系统定量分析 原理：T abc I I A 1log log0===ε为摩尔吸收系数；吸光度A 具有加和性1、单一组分测定：选择λmax ，利用标准曲线法2、多组分测定（1）各组分的吸收曲线互相不重叠，与单一组分测定方法相同。
（2）各组分的吸收曲线互相重叠，根据吸光度的加和性原理。
y y x x y x y y x x y x Lc Lc A Lc Lc A 222111λλ+λλλ+λε+ε=ε+ε=紫外吸收光谱的应用紫外光谱对于判断有机化合物中的发色团和助色团的种类、位置、数目以及区别饱和不饱和化合物、测定分子共轭程度，进而确定未知物的结构骨架等方面有独到的优点一、确定是否为已知化合物 1.通常与标准图谱比较 2.与文献报道对照二. 确定分子结构（从可能结构中选择）（1）通过计算推定 （2）通过图谱比较推定确定分子可能的结构片断几个经验规律（1）200~400nm 范围内没有吸收带：饱和脂肪族化合物或只含一个双键的烯烃； （2）200~250nm 有强吸收：共轭二烯或α、β不饱和醛酮； （3）200~250nm 有强吸收，250~290nm 有中等强度吸收：存在芳环； （4）>250nm 有强吸收：长共轭体系； （5）270-350 nm 范围有低强度或中等强度 的吸收带（R 带），且200nm 以上没有其它吸收，说明分子中含有醛、酮羰基；（6）若紫外吸收谱带对酸、碱性敏感，碱性溶液中λmax红移，加酸恢复至中性介质中的λmax(如210 nm)表明为酚羟基的存在。
酸性溶液中λmax 蓝移。
加碱可恢复至中性介质中的λmax 如(230 nm)表明分子中存在芳氨基。
3. 研究构型、构象及互变异构（1）顺、反异构（一般反式异构体电子离域范围较大，键的张力较小，π→π*跃迁位于长波端，吸收强度也较大） （2）构象异构的判别 （3）互变异构的测定4. 标准光谱的应用5. 化合物中杂质的检查——By 小凡欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
