第二章紫外-可見分光光度法Chapter2UltravioletandVisibleSpectrophotometry學(xué)習(xí)要求掌握紫外-可見分光光度法的基本原理與基本概念掌握紫外-可見分光光度計(jì)的組成、功能及使用掌握紫外-可見分光光度定量分析方法及應(yīng)用重點(diǎn)及難點(diǎn)定義、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生、基本原理與基本概念：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與紫外-可見吸收間的關(guān)系、基本概念分光光度計(jì)：光度計(jì)的四大組成部分、功能、類型及選擇定量分析方法：標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算，多組分測(cè)定第二章紫外-可見分光光度法Chapter2UltravioletandVisibleSpectrophotometry第一節(jié)基本原理第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)第三節(jié)紫外-可見分光光度法的應(yīng)用第一節(jié)基本原理一、紫外-可見分光光度法與紫外-可見吸收光譜二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素七、郎白-比爾定律及其偏離第一節(jié)基本原理一、紫外-可見分光光度法與紫外-可見吸收光譜利用某些物質(zhì)分子對(duì)紫外-可見光的吸收來進(jìn)行分析測(cè)定的方法l、I0l、I~500nm~450nm~650nm~600nm1.紫外-可見分光光度法200~800nm透光率吸光度第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法物質(zhì)分子吸收紫外-可見光1.紫外-可見分光光度法2.紫外-可見吸收光譜吸光物質(zhì)對(duì)光的吸收程度(吸光度)與波長(zhǎng)間的關(guān)系曲線測(cè)量物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)紫外-可見光的吸收程度(吸光度)，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到稱該物質(zhì)的吸收光譜。最大吸收波長(zhǎng)lmax寬帶光譜紫外-可見吸收光譜(曲線)上吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)能量交換第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)能量交換1.電磁波與電磁波的能量l=450nml=650nm波長(zhǎng)/nm<0.0050.005~1010~200200~400400~800分區(qū)名稱g射線X射線真空紫外近紫外光可見光波長(zhǎng)/mm0.8~2.52.5~5050~10001~300mm>300mm分區(qū)名稱近紅外光中紅外光遠(yuǎn)紅外光微波無線電波n=6.67×1014HzE=4.42×10-19j=2.76eVn=4.62×1014HzE=3.06×10-19j=1.91eVE=6.63×10-34j第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)能量交換1.電磁波與電磁波的能量2.分子的能量量子化n0n1V1V2V3EJ1J2第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)能量交換1.電磁波與電磁波的能量2.分子的能量n0n1V1V2V3EJ1J2UV-VisIR3.分子的能級(jí)躍遷化合物分子吸收特定波長(zhǎng)的電磁波引起分子能級(jí)躍遷4.分子吸收光譜的產(chǎn)生5.紫外吸收光譜的產(chǎn)生寬帶光譜第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收1.有機(jī)化合物中的電子軌道及其躍遷s鍵s、s*軌道p鍵p、p*軌道孤對(duì)電子n軌道σEπnπ

*σ*σ~σ*躍遷n~σ*躍遷π~π*躍遷n~π*躍遷>>>第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收1.有機(jī)化合物中的電子軌道及其躍遷s鍵：

s、s*軌道p鍵：

p、p*軌道孤對(duì)電子：n軌道σEπnπ

*σ*σ~σ*躍遷n~σ*躍遷π~π*躍遷n~π*躍遷>>>2.有紫外-可見吸收的有機(jī)化合物含p鍵的有機(jī)物含非鍵電子的不飽和有機(jī)物共軛體系雜原子吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收Fe3+-SCN￣Fe2+-SCN電子接受體電子給予體配位化合物中心離子d或f分裂引起的吸收光譜1.電荷轉(zhuǎn)移光譜2.配位體場(chǎng)吸收光譜吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷能在紫外-可見光范圍內(nèi)產(chǎn)生吸收的基團(tuán)與生色團(tuán)連接，能使生色團(tuán)的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)的基團(tuán)1.生色團(tuán)與助色團(tuán)化合物結(jié)構(gòu)及溶劑改變等，使吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象化合物結(jié)構(gòu)及溶劑改變等，使吸收峰向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象2.紅移與藍(lán)(紫)移苯甲苯第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷1.生色團(tuán)與助色團(tuán)2.紅移與藍(lán)(紫)移苯甲苯化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因，使其吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因，使其吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象3.增色效應(yīng)與減色效應(yīng)4.紫外-可見吸收光譜與最大吸收波長(zhǎng)第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素1.共軛效應(yīng)共軛體系增長(zhǎng)，最大吸收波長(zhǎng)增大和強(qiáng)度增強(qiáng)CH3-CH=CH-CH=CH-CH3CH2=CH-CH=CH-CH=CH22.立體化學(xué)效應(yīng)空間位阻、構(gòu)象、跨環(huán)共軛等因素引起第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素1.共軛效應(yīng)共軛體系增長(zhǎng)，最大吸收波長(zhǎng)增大和強(qiáng)度增強(qiáng)2.立體化學(xué)效應(yīng)空間位阻、構(gòu)象、跨環(huán)共軛等因素引起3.pH的影響pH改變導(dǎo)致共軛體系延長(zhǎng)，最大吸收波長(zhǎng)增大pH改變導(dǎo)致共軛體系縮短，最大吸收波長(zhǎng)減小第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素1.共軛效應(yīng)共軛體系增長(zhǎng)，最大吸收波長(zhǎng)增大和強(qiáng)度增強(qiáng)2.立體化學(xué)效應(yīng)空間位阻、構(gòu)象、跨環(huán)共軛等因素引起3.pH的影響pH改變導(dǎo)致共軛體系改變，最大吸收波長(zhǎng)變化4.溶劑的影響溶劑效應(yīng)溶劑吸收第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素共軛因素，溶劑效應(yīng)七、郎白-比爾定律1.郎白-比爾定律

當(dāng)一束平行單色光通過單一均勻的、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比。k與溶液性質(zhì)、溫度和入射光波長(zhǎng)有關(guān)l、I0I第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素共軛因素，溶劑效應(yīng)1.郎白-比爾定律l、I0Ic：g·L-1、l：cma：L·g-1·cm-1c：mol·L-1、l：cme：L·mol-1·cm-1摩爾吸光系數(shù)吸光系數(shù)c：g·(100mL)-1、l：cm比吸光系數(shù)七、郎白-比爾定律第一節(jié)基本原理一、紫外-可見吸收光譜與紫外-可見吸收光譜法二、紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生三、有機(jī)化合物的紫外-可見吸收共軛體系，含雜原子四、無機(jī)化合物的紫外-可見吸收配合物五、紫外-可見吸收光譜中的常見術(shù)語吸收紫外-可見光產(chǎn)生分子能級(jí)躍遷六、影響化合物紫外-可見吸收光譜的因素共軛因素，溶劑效應(yīng)1.郎白-比爾定律l、I0I七、郎白-比爾定律2.多種吸光組分共存第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)一、紫外-可見分光光度計(jì)的組成二、紫外-可見分光光度計(jì)的主要部件三、紫外-可見分光光度計(jì)的類型為光度測(cè)定提供足夠強(qiáng)度的、穩(wěn)定的入射光第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)一、紫外可見分光光度計(jì)的組成吸收池光源檢測(cè)器單色器信號(hào)顯示系統(tǒng)將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為單色光盛放試樣并為測(cè)量提供合適的光程將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)的設(shè)備第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光為光度測(cè)定提供足夠強(qiáng)度的、穩(wěn)定的入射光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件單色器將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為單色光棱鏡光柵入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫非勻排光譜棱鏡單色器玻璃和石英色散一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件單色器將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為單色光棱鏡光柵dθαβ入射狹縫出射狹縫反射光柵凹面鏡光柵單色器勻排光譜衍射光柵公式一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件單色器將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為單色光棱鏡光柵性能指標(biāo)色散率分辨率光譜(有效)帶寬D：倒線色散率（n

mm

m-1）W：狹縫寬度（m

m）一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件單色器棱鏡光柵光譜(有效)帶寬吸收池盛放試樣并為測(cè)量提供合適的光程玻璃比色皿石英比色皿一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵鎢燈紫外光可見光二、紫外可見分光光度計(jì)的主要部件單色器棱鏡光柵光譜(有效)帶寬吸收池玻璃比色皿石英比色皿檢測(cè)器將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)的設(shè)備硒光電池響應(yīng)光譜范圍：300-800nm(可見區(qū))疲勞一、紫外可見分光光度計(jì)的組成光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器第二節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源連續(xù)光源氘燈鹵