紫外可见分光光度法-课件

紫外可见分光光度法远紫外(真空紫外)(10-200nm)*近紫外 (200-400nm)*可见光 (400-760nm)n紫外可见分光光度法依照物质分子中价电子对波长为200 760nm的电磁辐射的吸收特性建立起来的定性、定量与结构分析的方法。属于电子光谱。n特点:规律性强、重现性好、灵敏度高。10-6 10-4 g/ml,部分可达 10-7g/mln应用:定性 定量 推断结构n n一 紫外-可见分光光度法的基本原理 与概念n n二 紫外可见分光光度计的基本结构n n三 应用实例1、紫外-可见分光光度法的基本原理与概念一、分子吸收光谱电子跃迁类型二、紫外可见吸收光谱中的常用术语三、吸收光谱四、Lambert-Beer定律五、偏离 L-B 定律的因素 分子吸收光谱的形成n过程:运动的分子外层电子-吸收外来辐射-产生电子能级跃迁-分子吸收光谱。n能级组成:除了电子能级(Electron energy level)的跃迁外,分子吸收能量将伴随着分子的振动(Vibration)与转动(Rotation)能级的跃迁！分子的能量变化 E为各种形式能量变化的总与:n不同物质将选择性地吸收不同波长或能量的外来辐射,这是UV-VisUV-Vis定性分析的基础。n定性分析具体做法 依照吸收曲线的特性(峰强度、位置及数目等)研究分子结构。分子中的价电子:电子、电子与n电子轨道:几率分布成键轨道 、;反键轨道 *、*非键轨道 n 当两个原子靠近结合成分子时,两个原子的原子轨道以线性组合而生成的两个分子轨道。紫外-可见吸收光谱就是分子中的价电子在不同的分子轨道之间跃迁而产生的一、分子吸收光谱的电子跃迁类型各轨道能级高低顺序:n*;H H2 2的成键与反键轨道的成键与反键轨道在紫外-可见光区范围内,有机化合物的吸收光谱主要有-*;n-*;-*;n-*及电荷迁移跃迁产生;*n*n*n*跃迁:分子中的成键 电子跃迁到*反键轨道上去,这是一切饱与有机化合物都估计产生的电子跃迁类型。nn*跃迁:分子中未成键的n电子激发到*轨道上去,所有含有杂原子(O、N、S、P、卤素等)的饱与烃衍生物都可发生这种跃迁。n含有*、n*跃迁的化合物,如:饱与烷烃、卤代烷烃、醇、醚等是紫外可见吸收光谱测定时的良好溶剂。电子跃迁类型*跃迁:能够发生在任何具有不饱与键的有机化合物分子中,其最大摩尔吸光系数 max特别大。n*跃迁:发生在含有杂原子(O、N、S、P、卤素等)的不饱与化合物中,其最大摩尔吸光系数 max 比较小。二、常用术语*生色团:分子中能够吸收光子产生电子跃迁的基团。含有 键的不饱与基团*助色团:有些基团本身没有生色作用,但却能增强生色团的生色能力,即它们与生色团相连时,会使其吸收带最大吸收波长发生红移,同时增加其强度。通常是带有非键电子对的杂原子的饱与基团,如-OH-OH、-NH2-NH2、-OROR、-SH-SH、-SR-SR、-Cl-Cl、-Br-Br、-I-I等。*红移与紫移:吸收带的最大吸收波长发生移动,向长波方向移动称为红移,向短波方向移动称为紫移。用不同波长的光依次透过待测物质,并测量物质对不同波长的光的吸收程度(吸光度A或透光率T),以波长为横坐标,吸收强度参数为纵坐标作图,就能够得到该物质在测量波长范围内的吸收曲线。这种曲线体现了物质对不同波长的光的吸收能力,也称为吸收光谱。三、吸收光谱只有具备共轭基团的物质才能在紫外-可见区产生吸收,然而吸收曲线并不反映非共轭部分的结构。吸收峰:曲线上吸光度最大的地方,它对应的波长称最大吸收波长(max)吸收谷:峰与峰之间吸光度最小的部位,该处的波长称最小吸收波长(min)肩峰:在一个吸收峰旁边产生的一个曲折末端吸收:只在图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的部分l吸收曲线的形状,最大吸收波长 max的位置及吸收强度与分子的结构有关,可对物质进行定性与定量分析。*五、朗伯比尔定律 n光吸收的基本定律与定量测定的依据。n*物理意义:当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度A A与吸光物质的浓度c c及吸收层厚度b b成正比、n用数学表达式为:A=lg I0/I=-lgT=ECl吸光系数(E):n物理意义:吸光物质在单位浓度及单位厚度时的A。n在一定条件下(单色光、溶剂与温度等),E是物质的特性常数,表明物质对某一波长光的吸收能力。n不同物质对同一波长的单色光可有不同的E。E越大,表明该物质的吸光能力越强。测定的灵敏度越高。E E值及单位与c c的单位有关 当l 以cm,nc:g/L,E 称为吸光系数,用a表示,即:A=a c lnc:mol/L,E 称为摩尔吸光系数,用 表示,它比a更为常用,的单位为L mol-1 cm-1,即:A=c lnc:百分质量浓度g/100mL,E称为比吸光系数或百分吸光系数,用E1cm1%表示 =0、1 M E1cm1%例:M(氯霉素)=323、15g/mol,质量浓度为 2mg/100ml,l=1cm,T=24、3%,求？吸光度具有加与性吸光度具有加与性:则则A A A A总总 =A A A Aa a a a+A A A Ab b b b+A A A Ac c c c+。每。每个组分的吸光度由个组分的吸光度由c c c ci i i i与与 i i i i决定。吸光度的加与性决定。吸光度的加与性是计算分光光度法测定混合组分的依据。是计算分光光度法测定混合组分的依据。透光率T T 与吸光度A A 的关系 透光率T 描述入射光透过溶液的程度T=I /I0 A=lg(I0/I)=lg(1/T)=-lg T T=10-A=10-ECl 样品吸光度 A 与c是成正比,A与c的关系是通过原点的一直线。但事实上,A 与 c 并不总是成正比,即偏离 L-B 定律。这种偏离有化学方面与光学方面的因素。*六、偏离 L-B 定律负偏离正偏离CA(一)化学因素:n溶液中溶质可因浓度改变而有离解、缔合、与溶剂间的相互作用等原因而发生偏离Beer定律的现象;偏离朗伯比尔定律的因素 1、非单色光 Beer定律的一个重要前提是入射光是单色光,但事实上用单色器分离出来的光是具有一定波长范围的光。(二)光学因素 当E1E2时,则吸光度与浓度是非线性的。二者差别越大,则偏离L-B越大;当E1E2,测得的吸光度比在“单色光”1处测得的低,产生负偏离;反之,当E1 104,强带。如丁二烯。B带:是芳香族化合物的特征吸收带,在230270nm处出现精细结构光谱。E带:是芳香族化合物的特征吸收带,由环状共轭*跃迁产生(强吸收)。E1180 nm(为47000),E2200 nm(为7000)苯异丙烷溶液的紫外吸收光谱苯异丙烷溶液的紫外吸收光谱B 结构分析(一)有机化合物的紫外吸收光谱n主要决定于分子中生色团与助色团以及它们的共轭情况,不是整个分子的特征(紫外吸收光谱特征)。n推定分子的骨架、判断发色团之间的共轭关系与估计共轭体系中取代基的种类、位置与数目感谢您的聆听！