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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Ultraviolet,/V,isible,spectro,scopy,Fifth group,s,peaker,:Gao xianzhe,UV radiation,UV radiation is the electromagnetic radiation of a wavelength shorter than that of visible light,but longer than that of x-rays.The typical range of UV wavelength is 10-400 nm.,UV absorption,日常生活中,各种溶液之所以呈现不同的颜色,与它对光的选择性吸收有关。当一束由各种波长按一定比例组成的光透过一溶液时,某些波长的光被溶液吸收,而另一些波长的光不被吸收而透过溶液。当透过的光包含有可见光波长范围内的光时,就可以被人眼察到,溶液的颜色正是由透过光的波长所决定。,二、,Lambert-Beer定律,研究表明,有色溶液对单色光的吸收程度与溶液的浓度和液层的厚度存在定量关系,这就是著名的朗伯-比尔(Lambe rt-Bee r)定律,它是比色分析的基础。,当一束平行单色光通过溶液时,一部分光被介质吸收,一部分透过溶液,而另一部分则被器皿的表面反射。如果入射光的强度为I0、吸收光的强度为Ia、透过光的强度为It,则它们之间的关系为:,I0=Ia+It,当入射光强度I0 一定时,Ia 越大,It 就越小,即透过光的强度越小,表明有色溶液对光的吸收程度越大。,(1)朗伯定律,一束单色光通过吸光物质后,光的吸收程度与溶液液层厚度成正比关系,即:,A=lg(I0/It)=Kl,式中:A 吸光度;,I0 入射光强度;,It 透射光强度;,K 比例常数;,l 液层厚度。,(2)比尔定律,一束单色光通过吸光物质后,光的吸收程度与吸光物质微粒的数目(溶液的浓度)成正比关系,即:,A=lg(I0/It)=Kc,式中:K 比例常数;,c 溶液浓度。,(3)朗伯-比尔定律,若同时考虑液层厚度和溶液浓度对吸光度的影响,即把朗伯定律和比尔定律合并,即:,A=lg(I0/It)=Klc,式中:K 与入射光波长、溶液性质及温度有关的常数。,一束平行单色光通过一均匀溶液时,其吸光度与溶液浓度和光线通过的液层厚度的乘积成正比,此即为朗伯-比尔定律。,在单色光和稀溶液的实验条件下，溶液对光线的吸收遵循Lambert-Beer定律。即吸光度（A）与溶液的浓度（C）和吸收池的厚度（,l,）成正比。,A=,K,l,C,若溶液的浓度用摩尔浓度，吸收池的厚度以厘米为单位，则Beer定律的吸光系数（,K,）可表达为,，即摩尔吸光系数。,A=,lC,=-lgI/I,0,;即,=A/,lC,I,0,:入射光强度；I:透射光强度,U,V/V,is,spectro,scopy,Definition:,Its the analysis methods with,analysis,determination and inference of material composition,content and structure by using he uv-vis spectra and the degree of absorption which produced by material molecules,or ions on the absorption of ultraviolet and visible light.,Features:,high sensitivity,high accuracy,good selectivity,easy to operate,fast analysis speed,wide application range.,二、,紫外可见吸收光谱与分子结构的关系,(一,),有机化合物的紫外可见吸收光谱,1.电子跃迁类型,有机化合物的紫外,可见吸收光谱,是三种电子跃迁的结果：,电子、电子、,n,电子,1.电子类型,形成单键的电子 C-H、C-C,形成双键的电子 C=C、C=O,未成对的孤对电子n 电子 C=O：,例：,C,O,H,n,p,s,H,分子轨道有,、*、*、n,能量高低,n*,能量,n*,跃迁,n,*,n *,*,*,*,当外层电子,吸收,紫外或可见,辐射,后，就从,基态向激发态,(反键轨道)跃迁。,主要有四种跃迁类型,跃迁所需能量为：,*,n*,*,n*,分子中电子的能级和跃迁,1、,*transition,它需要的能量较高，一般发生在,真空紫外光区,。饱和烃中的cc键属于这类跃迁。,2.n,*,transition,实现这类跃迁所需要的能量较高，,吸收波长为150250,nm，,大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。,含非键电子的饱和烃衍生物(含,N、O、S,和卤素等杂原子)均呈现,n,*,跃迁。如,CH3OH,3.,*transition,它需要的能量低于,*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，其特征是摩尔吸光系数,大,，一般,max,10,4,，为,强吸收带,。,4.n,*,transition,这类跃迁发生在近紫外光区,一般,200,nm,。它是简单的生色团如,羰基,、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是,谱带强度弱,，摩尔吸光系数,小,，通常小于100，属于禁阻跃迁。,2、常用术语,发色团,含不饱和键基团，有键,含有不饱和键，能吸收紫外可见光，产生 n*或*跃迁的基团称为发色团,助色团,含杂原子的饱和基团,一些本身在紫外和可见光区无吸收,但能使生色团吸收峰红移,吸收强度增大的基团称为助色团,长移与短移,向长波方向移动叫红移,向短波方向移动叫蓝移,例：,max,=254nm,=230,max,=270nm,=1250,吸收带,吸收峰在吸收光谱上的波带位置,（1）R 吸收带：n*跃迁,特点：a 跃迁所需能量较小，吸收峰位于,200400nm,b 吸收强度弱，,10,2,（2）K 吸收带：共轭双键中*跃迁,特点：a 跃迁所需能量较R带大，吸收峰位 于210280nm,b 吸收强度强，,10,4,随着共轭体系的增长，K 吸收带长移，210 700nm,增大。,K 吸收带是共轭分子的特征吸收带，可用于判断共轭结构,应用最多的吸收带,B,吸收带和,E,吸收带,苯环带,B,吸收带：有苯环必有,B,带 230-270 nm 之间有一系列吸收峰，中吸收，芳香族化合物的特征吸收峰,苯环上有取代基并与苯,环共轭，精细结构消失,A,nm,A,nm,max,长移,苯吸收曲线,max=254 nm,E,吸收带：,*跃迁,E,1,=185nm 强吸收,10,4,E,2,=204 nm 较强吸收,10,3,小结：,R,带,n*,弱吸收,K,带,*,强吸收 共轭,B,带,*,中吸收,E,带,*,强吸收,（三）影响紫外可见吸收光谱的因素,1.,共轭效应 共轭,中间有一个单键隔开的双键或三键，形成大键。由于存在共轭双键，使吸收峰长移，吸收强度增加的这种效应,两个生色团处于非共轭状态,各生色团独立的产生吸收,总吸收是各生色团吸收加和.,max,1-己烯 177 10,4,1.5-己二烯 178 2,10,4,max,1-己烯 177 10,4,1.3-己二烯 217 2.1,10,4,己三烯 258 4.3,10,4,共轭状态,吸收峰向长波方向移动,吸收强度增加。醛、酮和羧酸中碳氧双键同烯键之间的共轭作用会使,*,轨道能量降低,从而使,*,跃迁和,n*,跃迁的吸收峰都发生红移.,共轭效应越大，向长波方向移动越多。,2.助色效应,n,共轭 长移,助色团与发色团相连时，助色团的n电子与发色团的电子共轭，使吸收峰长移，吸收强度增加的这种效应,3.超共轭效应,共轭 长移,烷基上的电子与共轭体系中的电子共轭，使吸收峰长移，吸收强度增加的这种效应,例：,max=217 nm,max=226 nm,超共轭效应比共轭效应的影响小的多,4.空间位阻,由于空间位阻，防碍两个发色团处在同一平面，使共轭程度降低。吸收峰短移，吸收强度降低的这种现象,例：,反式 大共轭体系 顺式,max=294 nm,max=280 nm,=2.710,4,=1.4 10,4,主要有四种跃迁类型,跃迁所需能量为：,*,n*,*,n*,分子中电子的能级和跃迁,Absorption curve,Using d,ifferent wavelengths of light through a constant concentration and thickness of the solution under test,to,measure,the,absorption degree,of,the solution under test,on,each wavelength light(absorbance),and then,make the,wavelength as the abscissa,and the,absorbance as the ordinate,to map,a curve.,T,he material absorption capacity of different wavelength,can be,describe,d by t,h,e,curve,called absorption curve or absorption spectra.,According to the analysis of absorption curve:,The same concentration of the solution,under test has different absorbance to,different wavelengths of light.,For the same test solution,the greater the,concentration,the greater the absorbance.,For the same material,no matter what the concentration is,the wavelength connected with the maximum absorption peak(the maximum absorption wavelength max)is the same,and the shape of the curve is also the same.,UV-Vis Spectrometer,General components,Radiation source,Monochromator,Sample container,Detector,readout device,1.,Radiation source,In the UV region or the visible region of the spectrum can,emit continuous spectrum(200-1000 nm),with enough radiation intensity,good stability,long service life.There are two kinds of light source,thermal radiation light source,and gas discharge light source.,Visible light Region：,tungsten filament lamp,as a light source,its radiation wavelength range from 320 to 2500 nm.,Ultraviolet light Region：,deuterium and hydrogen lamp,emit,Conti
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