Chap.2紫外－可見分光光度法

（UV-Vis）1精選2021版課件主要內(nèi)容紫外-可見分光光度法的基本原理定量分析依據(jù)：Lambert-Beer定律定性和定量分析2精選2021版課件

又稱紫外－可見分子吸收光譜法，它是利用某些物質(zhì)的分子吸收200~800nm光譜區(qū)的輻射來進行分析測定的方法。這種產(chǎn)生于分子價電子在電子能級間的躍遷的光譜，廣泛用于無機和有機物質(zhì)的定性和定量測定。（近）紫外光區(qū)：200～400nm

可見光區(qū)：400～800nm紫外-可見分光光度法（Ultraviolet-visiblespectrophotometry,UV-Vis）3精選2021版課件紫外-可見分光光度法的特點1）與其它光譜分析方法相比，其儀器設備和操作都比較簡單，費用少，分析速度快;

2）靈敏度高（10-4～10-7g/ml）3）選擇性好;4）精密度和準確度較高;5）用途廣泛4精選2021版課件§1基本原理

UV-Vis的產(chǎn)生電子躍遷主要類型常用術語吸收帶5精選2021版課件1.紫外－可見吸收光譜的產(chǎn)生電子能級振動能級轉動能級分子中電子能級、振動能級和轉動能級示意圖BA6精選2021版課件吸收輻射能后：△E=△Ee+△Ev+△ErUV-Vis光譜是由分子外層電子躍遷所產(chǎn)生的，屬于電子光譜。同時，還伴有分子內(nèi)部振動能級和轉動能級的躍遷，從而使譜帶變寬。因此，UV-Vis光譜是帶狀光譜。7精選2021版課件2.電子躍遷主要類型

按照價電子性質(zhì)不同討論不同的紫外-可見吸收光譜。以甲醛分子為例：存在σ電子，π電子，n（p）電子。8精選2021版課件分子軌道理論：

σ成鍵軌道<π成鍵軌道<n非鍵軌道<π*反鍵軌道<σ*反鍵軌道分子中外層電子能級及躍遷類型示意圖9精選2021版課件2.1σ→σ*躍遷

此躍遷所需能量最大，輻射波長最短，吸收峰在遠紫外區(qū)（真空紫外區(qū)），波長一般小于150nm。飽和烴中的C-C鍵屬于這類躍遷，例如乙烷的最大吸收波長

max為135nm。10精選2021版課件2.2π→π*躍遷

此躍遷所需能量較小，孤立的π→π*吸收峰在200nm附近，吸收強度大(ε>104)。含有不飽和基團的有機物都會產(chǎn)生此躍遷。如乙烯（蒸氣）的最大吸收波長

max為162

nm。分子中若有共軛雙鍵，躍遷所需能量降低，

max

增加；共軛系統(tǒng)越長，躍遷所需能量越低，

max

增加到210nm以上。11精選2021版課件2.3n→π*躍遷

此躍遷所需能量最小，輻射波長最長，吸收峰一般都在近紫外區(qū)，甚至在可見區(qū)。它是含雜原子的不飽和基團如羰基、硝基等中的孤對電子向反鍵軌道躍遷。其特點是吸收強度弱(ε在10～100之間)

，屬于禁阻躍遷。12精選2021版課件2.4n→σ*躍遷

此躍遷所需能量比較低，吸收峰一般在200nm附近，落于遠紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)。具有未共享電子對的一些取代基的飽和有機物都會產(chǎn)生此躍遷。如CH3OH和CH3NH2的n

*躍遷產(chǎn)生的吸收分別為183nm和213nm。13精選2021版課件2.5電荷遷移躍遷

所謂電荷遷移躍遷是指用電磁輻射照射化合物時，電子從給予體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷。因此，電荷遷移躍遷實質(zhì)是一個內(nèi)氧化-還原的過程，而相應的吸收光譜稱為電荷遷移吸收光譜。如苯?；〈镌诠庾饔孟碌漠悩嫹磻?。電荷遷移吸收帶的譜帶較寬，吸收強度較大（

max>104）。14精選2021版課件

配位場躍遷包括d-d躍遷和f-f躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場作用下才可能發(fā)生，因此又稱為配位場躍遷。吸收峰強烈受配位環(huán)境的影響。例如Cu2+以水為配位體，吸收峰在794nm處，而以氨為配位體，吸收峰在663nm處。此類光譜吸收強度弱，較少用于定量分析。2.6配位場躍遷15精選2021版課件電子躍遷類型不同，實際躍遷需要的能量不同，吸收能量的次序為：

σ→σ*＞n→σ*≥π→π*＞n→π*

σ→σ*～150nmn→σ*

～200nmπ→π*～200nmn→π*～300nm16精選2021版課件常見電子躍遷所處的波長范圍及強度17精選2021版課件實例下列結構中所需能量最低和最高的躍遷類型？

CH2=CHCH=CH2CH3-CH=CH-CHO18精選2021版課件3.常用術語3.1發(fā)色團

分子中能吸收紫外光或可見光的結構系統(tǒng)叫做發(fā)色團或生色團。象C=C、C=O、C≡C等都是發(fā)色團。發(fā)色團的結構不同，電子躍遷類型也不同。一般有π→π*或n→π*躍遷。19精選2021版課件常見生色團的吸收光譜20精選2021版課件

有些原子或基團，本身不能吸收波長大于200nm的光波，但它與一定的發(fā)色團相連時，則可使發(fā)色團所產(chǎn)生的吸收峰向長波長方向移動，并使吸收強度增加，這樣的原子或基團叫做助色團。一般指帶有非鍵電子對的基團，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等。3.2助色團21精選2021版課件

某些有機化合物因反應引入含有未共享電子對的基團使吸收峰向長波長移動的現(xiàn)象稱為長移或紅移（redshift）；相反，使吸收峰向短波長移動的現(xiàn)象稱為短移或藍移（紫移）（blueshift）。3.3藍移和紅移22精選2021版課件

使吸收強度增加的現(xiàn)象稱為濃色效應或增色效應（hyperchromiceffect）；使吸收強度降低的現(xiàn)象稱為淡色效應或減色效應（hypochromiceffect）。3.4濃色效應和淡色效應23精選2021版課件

又稱吸收曲線，以波長λ（nm）為橫坐標，以吸光度A或吸收系數(shù)ε為縱坐標。光譜曲線中最大吸收峰所對應的波長相當于躍遷時所吸收光線的波長稱為λmax。和λmax相應的摩爾吸收系數(shù)為εmax。εmax>104的吸收峰為強帶。εmax<103的吸收峰為弱帶。曲線中的谷稱為吸收谷或最小吸收(λmin)，有時在曲線中還可看到肩峰（sh）。3.5吸收光譜24精選2021版課件25精選2021版課件4.吸收帶(absorptionband)

在紫外光譜中，吸收峰在光譜中的波帶位置稱為吸收帶。根據(jù)電子躍遷及分子軌道的種類，可將吸收帶分為四種類型。在解析光譜時，可以從這些吸收帶的類型推測化合物的分子結構。26精選2021版課件4.1R帶取自德文：radikal（基團），它是由n→π*

躍遷產(chǎn)生的吸收帶，是含雜原子的不飽和基團，如C=O、—NO2、—NO、—N＝N—等發(fā)色團的特征。特點：①n→π*躍遷的能量最小，處于長波方向，一般λmax>270nm②躍遷的幾率小，吸收強度弱，ε<10027精選2021版課件（CH3）2-C=Oλmax=280nmε

max=16CH3NO2λmax=280nmε

max=22CH3(CH2)7CNOλmax=370nmε

max=5528精選2021版課件4.2K帶取自德文：konjugation（共軛基團），它是由共軛體系的π→π*

躍遷產(chǎn)生的。K吸收帶是共軛分子的特征吸收帶，因此用于判斷化合物的共軛結構。紫外-可見吸收光譜中應用最多的吸收帶。29精選2021版課件4.2K帶特點：①吸收峰的波長小于R帶，一般λmax

：210～250nm（隨著共軛雙鍵的增加，吸收峰紅移）②躍遷的幾率大，吸收強度大，ε>10430精選2021版課件CH2=CHCH=CH2λmax=217nmε

max=104CH3-CH=CH-CHO

λmax=217.5nmε

max=1.5×104

在芳香環(huán)上如有發(fā)色團取代時，也會出現(xiàn)K帶。苯乙烯λmax=248nm；ε

max=1.4×104

；K帶苯甲醛λmax=249nm；ε

max=1.1×104；

K帶31精選2021版課件取自德文：benzenoidband（苯型譜帶）。它是芳香族化合物的特征吸收帶。是由苯環(huán)本身的振動及閉合環(huán)狀共軛雙鍵π→π*躍遷而產(chǎn)生的吸收帶，又稱苯的多重吸收。4.3B帶32精選2021版課件特點：①在230～270nm呈現(xiàn)一寬峰，中心λmax=256nm，且具有精細結構（在極性溶劑中測定或苯環(huán)上有取代基時，精細結構消失）②是弱吸收,εmax

=2204.3B帶33精選2021版課件苯蒸氣的吸收曲線34精選2021版課件取自德文：ethylenicband（乙烯型譜帶）。它是芳香族化合物的另一特征吸收帶。E帶可分為E1及E2兩個吸收帶，二者可以分別看成是苯環(huán)中的乙烯鍵和共軛乙烯鍵所引起的，也屬π→π*

躍遷。4.4E帶35精選2021版課件E1帶：λmax184nm左右，強吸收，ε≈4.7×104

，由苯環(huán)內(nèi)乙烯鍵上的π電子被激發(fā)所致。

E2帶：λmax203nm處，中強吸收，ε≈7×103

，由苯環(huán)的共軛二烯所引起。當苯環(huán)上有發(fā)色團取代且與苯環(huán)共軛時，E2帶常與K帶合并，同時吸收峰向長波移動。36精選2021版課件例：苯乙酮的三個吸收峰為K（E2）帶：λmax=240nm，ε=1.3×104B帶：λmax=278nm，ε=1100R帶：λmax=319nm，ε=5037精選2021版課件苯乙酮的紫外吸收光譜（溶劑：正庚烷）38精選2021版課件Lambert-Beer定律是物質(zhì)對光吸收的基本定律，是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎。Lambert-Beer定律吸光系數(shù)光度法的誤差§2Lambert-Beer定律39精選2021版課件1.吸光度和透光率物質(zhì)對光的吸收程度：透光率：透光率為透過光的強度It與入射光強度I0之比，用T（％）表示：即T=It/I0吸光度:為透光率倒數(shù)的對數(shù)，用A表示：即A=lg1/T=lgI0/It40精選2021版課件1.吸光度和透光率41精選2021版課件Lambert：λ、c一定時：A∝lBeer：λ、l一定時：A∝c合并兩式：A∝l·c（c為吸光物質(zhì)濃度，l為透光液層厚度）

Lambert-Beer定律的物理意義：當一束平行單色光通過含有吸光物質(zhì)的稀溶液時，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)濃度、液層厚度乘積成正比。2.Lambert-Beer定律42精選2021版課件朗伯(Lambert)像

朗伯Lambert（1728-1777）

出生地：Alsace，F(xiàn)rance

他發(fā)現(xiàn)新的幾何觀念：當三角形面積逐漸減少時，它的角度和會逐漸增加。Lambert被大家所熟悉的是他在π上的研究。第一位提供嚴謹證法來說明π是無理數(shù)。在Hermite證明e之前，Lambert早已推測出e及π是超越數(shù)了。Lambert使得雙曲函數(shù)Hyper－bolicFunctions首度有系統(tǒng)的發(fā)展，而且在物理學上對光和熱的研究有許多創(chuàng)新。因此可知Lambert在數(shù)學、物理、天文均有重要的貢獻。

43精選2021版課件Lambert-Beer定律的數(shù)學表達式：A=κcl

式中比例常數(shù)κ與吸光物質(zhì)的本性，入射光波長及溫度等因素有關，稱為吸光系數(shù)。吸光系數(shù)的物理意義：吸光物質(zhì)在單位濃度及單位厚度時的吸收度。是物質(zhì)在一定波長下的特性常數(shù)。

作用：定性、定量依據(jù)3.吸光系數(shù)44精選2021版課件3.1摩爾吸光系數(shù)

當l以cm，c以mol/L為單位，κ稱為摩爾吸光系數(shù)，用ε表示。

ε的單位為L/mol·cm，它表示在一定的λ下，物質(zhì)的濃度為1.0mol/L，液層厚度為1.0cm時溶液的吸光度。45精選2021版課件

在一定的λ下，溶液濃度為1％（即1g/100ml），液層厚度為1.00cm時的吸光度，用表示。3.2百分吸光系數(shù)46精選2021版課件摩爾吸光系數(shù)和百分吸光系數(shù)的關系47精選2021版課件4.多組分體系-加和性體系的總吸光度等于各組分吸光度之和A=l∑εici前提：各吸光物質(zhì)間無相互作用結論：Lambert-Beer定律適用于多組分體系48精選2021版課件5.吸光度的測定-空白對比法（1）采用光學性質(zhì)相同、厚度相同的吸收池，裝入空白液作參比。（2）調(diào)節(jié)儀器，使透過參比的透光率為100%。（3）測定被測液的透光率或吸光度A。49精選2021版課件6.光度法的誤差主要由兩方面引起：一是實際情況偏離Beer定律；二是測量誤差。50精選2021版課件根據(jù)A=κcl關系式，以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，應得到一通過原點的直線，稱為標準曲線或工作曲線。在實際工作中，當有色溶液的濃度較高時，往往不成直線，這種現(xiàn)象稱為偏離朗伯－比耳定律。51精選2021版課件1）光學因素-入射光為非單色光原因：儀器不能提供純粹單色光改進：①選用性能好，分辨率高的分光光度計②選擇合適的入射光波長6.1偏離Beer定律的原因52精選2021版課件2）化學因素-介質(zhì)的不均性原因：溶液中的吸光物質(zhì)因濃度的改變而發(fā)生離解、締合、溶劑化以及配合物生成等的變化，影響物質(zhì)對光的吸收能力。減小方法：控制顯色反應的條件適用：稀溶液53精選2021版課件6.2測量誤差由朗伯-比爾定律可知：微分后除以上式可得濃度的相對誤差為：54精選2021版課件濃度測量的誤差，不但與分光光度計的讀數(shù)誤差（△T）有關，而且與透光率T有關。求極值，令55精選2021版課件當溶液的透光率為36.8%或吸光度為0.434時，濃度的相對誤差最小。T值在65~20%或A值在0.2~0.7之間，濃度相對誤差較小，是測量的適宜范圍。56精選2021版課件儀器測量條件的選擇顯色反應條件的選擇參比溶液的選擇§3分析條件的選擇57精選2021版課件1.儀器測量條件的選擇1.1適宜的吸光度范圍即當A=0.434時，吸光度測量誤差最小。最適宜的測量范圍為0.2~0.7之間。58精選2021版課件

通常是根據(jù)被測組分的吸收光譜，選擇最強吸收帶的最大吸收波長（λmax）為入射波長。當最強吸收峰的峰形比較尖銳時，往往選用吸收稍低，峰形稍平坦的次強峰進行測定。1.2入射光波長的選擇59精選2021版課件

為了選擇合適的狹縫寬度，應以減少狹縫寬度時試樣的吸光度不再增加為準。一般來說，狹縫寬度大約是試樣吸收峰半寬度的十分之一。1.3狹縫寬度的選擇60精選2021版課件可見分光光度法一般用來測定能吸收可見光的有色溶液。對某些無色或淺色物質(zhì)進行測定，常利用顯色反應將被測組分轉變?yōu)樵诳梢姴ㄩL范圍有吸收的物質(zhì)。常見的顯色反應有配位反應、氧化還原反應等。2.顯色反應條件的選擇61精選2021版課件顯色反應須滿足以下條件：1．反應的生成物必須在紫外-可見光區(qū)有較強的吸光能力，即摩爾吸光系數(shù)較大；2．反應有較高的選擇性，即被測組分生成的化合物吸收曲線應與共存物質(zhì)的吸收光譜有明顯的差別；3.反應生成的產(chǎn)物有足夠的穩(wěn)定性，以保證測量過程中溶液的吸光度不變；4.反應生成物的組成恒定。62精選2021版課件顯色條件：1）酸度2）顯色劑的用量：過量3）顯色時間和溫度4）溶劑63精選2021版課件3.參比溶液的選擇

測定試樣溶液的吸光度，需先用參比溶液調(diào)節(jié)T為100%（A為0），以消除其它成分及吸收池和溶劑等對光的反射和吸收帶來的測定誤差。64精選2021版課件參比溶液3.1溶劑參比試樣簡單、共存其它成分對測定波長吸收弱，只考慮消除溶劑與吸收池等因素；

3.2試樣參比如果試樣基體溶液在測定波長有吸收，而顯色劑不與試樣基體顯色時，可按與顯色反應相同的條件處理試樣，只是不加入顯色劑。65精選2021版課件3.3試劑參比如果顯色劑或其它試劑在測定波長有吸收，按顯色反應相同的條件，不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。

3.4平行操作參比用不含被測組分的試樣，在相同的條件下與被測試樣同時進行處理，由此得到平行操作參比溶液。66精選2021版課件§4紫外－可見分光光度計紫外-可見分光光度計的基本結構0.575光源單色器吸收池檢測器顯示67精選2021版課件68精選2021版課件1.1光源

基本要求：在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強度和良好的穩(wěn)定性，而且輻射能量隨波長的變化應盡可能小。常用的光源有兩類：熱輻射光源和氣體放電光源1.主要部件69精選2021版課件熱輻射光源：鎢燈和鹵鎢燈，主要用于可見光區(qū)(400～760nm)

；氣體放電光源：氫燈和氘燈，主要用于紫外光區(qū)(200～400nm)

。氘燈70精選2021版課件

單色器的作用是將光源輻射出的復合光分離成單色光，由狹縫（入射和出射）、準直鏡和色散元件組成。核心部分是色散元件，起分光的作用。

1.2單色器71精選2021版課件800600500400入射狹縫準直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2單色器示意圖72精選2021版課件1）棱鏡玻璃：在紫外光區(qū)有吸收，只能用于可見光區(qū)。石英：在紫外-可見光區(qū)均無吸收，一般只用于紫外光區(qū)。2）光柵已經(jīng)逐漸取代棱鏡，擴大了波長測量范圍，改善了波長精度和分辨率。能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。73精選2021版課件光柵和棱鏡分光原理74精選2021版課件狹縫是單色器的組成之一，對單色光的純度起著重要作用。狹縫越窄，單色光越純；測得的吸收峰越尖銳，但光的強度減弱，影響測定靈敏度。75精選2021版課件

又稱比色皿或比色杯，按材料可分為玻璃吸收池和石英吸收池。石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)，玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。1.3吸收池76精選2021版課件

常見吸收池光程為0.1～1.0cm，其中1.0cm最常用。為減少光的損失，吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向。77精選2021版課件

檢測器的作用是檢測光信號，并將光信號轉變?yōu)殡娦盘?。類型：?）光電池：硒光電池（可見）硅光電池（紫外可見）（2）光電管：藍（紫）敏光電管銻銫陰極紅敏光電管銀和氧化銫陰極（3）光電倍增管：將光信號放大106-107倍，靈敏現(xiàn)今使用的分光光度計大多采用光電管或光電倍增管作為檢測器。1.4檢測器78精選2021版課件1）光電管陰極凹面內(nèi)側涂有光敏材料，被足夠能量的光子照射后發(fā)射電子。當陰極與陽極之間存在電位差時，陰極發(fā)射的電子流向陽極形成光電流。光電流的大小與照射光強度成正比。光電流較小，需要放大后才能檢測。79精選2021版課件2）光電倍增管原理與光電管相似，區(qū)別在于陰極與陽極之間還有9個倍增極。每個電子經(jīng)過倍增極時發(fā)射出多個新電子，該過程一直重復到第9個倍增極，此時發(fā)射出的電子數(shù)目大大增加，然后被陽極收集，產(chǎn)生較大的電流，再經(jīng)放大，顯示。這樣，大大提高了儀器的靈敏度。80精選2021版課件1.5信號顯示系統(tǒng)功能：信號的處理及讀出常用的記錄系統(tǒng)有電位計、檢流計、示波器及數(shù)據(jù)臺、數(shù)字電壓表等81精選2021版課件2.紫外-可見分光光度計的類型2.1單光束分光光度計簡易型分光光度計，結構簡單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析。2.2雙光束分光光度計一般都能自動記錄吸收光譜曲線。由于兩束光同時分別通過參比池和樣品池，還能自動消除光源強度變化所引起的誤差。2.3雙波長分光光度計優(yōu)點：是可以在有背景干擾或共存組分吸收干擾的情況下對某組分進行定量測定。82精選2021版課件83精選2021版課件雙光束光度計示意圖84精選2021版課件雙波長光度計光路示意圖85精選2021版課件3.分光光度計的校正和檢驗3.1波長校正3.2吸光度校正3.3雜散光的檢驗3.4穩(wěn)定性的檢驗86精選2021版課件§5紫外-可見吸收光譜與分子結構

化合物的UV-Vis特征，主要取決于分子中發(fā)色團與助色團以及它們之間的共軛情況，UV-Vis光譜在研究化合物的結構中，可以推定分子的骨架，判斷發(fā)色團之間的共軛關系和估計共軛體系中取代基的種類、位置和數(shù)目。87精選2021版課件1.有機化合物的紫外吸收光譜1.1飽和化合物

1）飽和烴類化合物：只含有單鍵（σ鍵），只能產(chǎn)生σ→σ*躍遷，吸收帶位于遠紫外區(qū)，如甲烷和乙烷的吸收帶分別在125nm和135nm。在近紫外區(qū)（200～400nm）沒有吸收（透明），因此在紫外吸收光譜中常用作溶劑。88精選2021版課件2）含有雜原子的飽和化合物：除了σ→σ*

躍遷，還有n

→σ*躍遷，其吸收帶在近紫外區(qū)的也不多，但若作溶劑使用，可能在200nm以上出現(xiàn)末端吸收，會增強或影響被測組分在該區(qū)域的吸收，從而產(chǎn)生測量誤差。因此測定波長須大于溶劑的截止波長。89精選2021版課件1.2不飽和化合物1）簡單的不飽和化合物：由于含有π鍵而具有π→π*躍遷，π→π*躍遷能量比σ→σ*小，但對于非共軛的簡單不飽和化合物躍遷能量仍然較高，吸收峰位于遠紫外區(qū)。如最簡單的乙烯化合物，吸收峰在170nm附近，ε≈104。若C=C雙鍵上連接的H原子被烷基取代，可產(chǎn)生σ～π超共軛效應，吸收峰紅移，烷基取代數(shù)越多，紅移值越大。90精選2021版課件

若C=C雙鍵上連接的H原子被助色團取代，π→π*吸收將發(fā)生紅移，甚至移到紫外光區(qū)。原因是助色團中的n電子可以產(chǎn)生p-π共軛，使π→π*躍遷能量降低。

CH2＝CH-OCH3λmax＝190nmCH2

＝CH-N(CH3)2λmax

＝228nm91精選2021版課件2）共軛烯烴：在同一分子中，若兩個生色團只隔一個單鍵則形成共軛體系，共軛體系中兩個生色團相互影響，其吸收光譜與單一生色團相比，有很大改變：即吸收峰紅移，吸收強度增加。共軛體系越長，吸收峰紅移越顯著。92精選2021版課件93精選2021版課件3）α、β-不飽和羰基化合物在α、β-不飽和醛、酮、酸、酯中，由于C=O與C=C共軛，使n→π*、π→π*躍遷紅移。

π→π*：~200nm至215～250nm（ε>104）

n→π*：~280nm至310～350nm（ε＜100）94精選2021版課件

4）芳香族化合物芳香族化合物在近紫外區(qū)顯示特征的吸收光譜。苯是最簡單的芳香族化合物，具有環(huán)狀共軛體系，在紫外光區(qū)有E1帶、E2帶和B帶三個吸收帶，都是由π→π*躍遷產(chǎn)生的。B帶是芳香族化合物的特征，對鑒定芳香族化合物很有價值。95精選2021版課件

在苯環(huán)上引入取代基，會使苯的π→π*躍遷引起的各吸收帶發(fā)生位移。苯環(huán)上有取代基時，一般引起B(yǎng)帶的精細結構消失，并且各譜帶的λmax發(fā)生紅移，εmax值通常增大。96精選2021版課件

i.單取代苯當引入的基團為助色基團時，取代基對吸收帶的影響大小與取代基的推電子能力有關。推電子能力越強，影響越大。順序為

-O－＞-NH2＞-OCH3＞-OH＞-Br＞-Cl＞-CH3當引入的基團為發(fā)色基團時，其對吸收譜帶的影響程度大于助色基團。影響的大小與發(fā)色基團的吸電子能力有關，吸電子能力越強，影響越大。其順序為

-NO2＞-CHO＞-COCH3＞-COOH＞-CN-、-COO-＞-SO2NH2＞-NH3+97精選2021版課件

ii二取代苯在二取代苯中，由于取代基的性質(zhì)和取代位置不同，產(chǎn)生的影響也不同。

a當兩個不同類基團對位取代時，由于兩個取代基效應相反，產(chǎn)生協(xié)同作用，故λmax產(chǎn)生顯著的紅移。效應相反的兩個取代基若相互處于間位或鄰位時，則二取代物的光譜與各單取代物的區(qū)別是很小的。98精選2021版課件例如：

260nm

280nm

380nm

280nm

282.5nm

99精選2021版課件

b當同類基團取代時，由于效應相同，兩個基團不能協(xié)同，則吸收峰往往不超過單取代時的波長，且鄰、間、對三個異構體的波長也相近。例如：

230nm260nm258nm

255nm255nm100精選2021版課件2.影響紫外吸收光譜的因素

UV-Vis光譜主要取決于分子結構和取代基，但是分子中的結構因素和測定條件也會影響光譜。主要體現(xiàn)在對共軛作用的影響。101精選2021版課件2.1空間位阻的影響

各生色因子處于同一平面才能達到有效共軛，若發(fā)色團之間或發(fā)色團與助色團之間太擁擠，就會排斥于同一平面之外，使共軛程度降低，躍遷所需能量增大，吸收峰藍移，吸收強度減小。102精選2021版課件1）基團異構：共軛體系越大，吸收波長越長，ε越大；共軛體系越小，吸收波長越短，ε越小。2）順反異構：通常順式異構體由于空間位阻的影響，吸收峰藍移，吸收強度降低。

λmax（順式）<λmax（反式），

εmax（順式）<

εmax（反式）2.2異構現(xiàn)象的影響103精選2021版課件

（反式）（順式）

λmax=295.5nmλmax=280nmεmax

=29000εmax

=10500

104精選2021版課件

分子中兩個非共軛發(fā)色團處于一定的空間位置，尤其是環(huán)狀體系中，有利于生色團電子軌道間的相互作用，這種作用稱為跨環(huán)效應。使吸收帶波長增大，吸收增強。2.3跨環(huán)效應的影響105精選2021版課件1）n→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰隨溶劑極性的增加而向短波長方向移動。

因為具有孤對電子對的分子能與極性溶劑發(fā)生氫鍵締合。

2.4溶劑效應的影響106精選2021版課件

極性：基態(tài)>激發(fā)態(tài)氫鍵作用強度：基態(tài)>激發(fā)態(tài)能級的能量下降：基態(tài)>激發(fā)態(tài)實現(xiàn)n→π*躍遷需要的?E增加，故使吸收峰藍移。2.4溶劑效應的影響107精選2021版課件2）π→π*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰隨著溶劑極性的增加而向長波長方向移動。極性：基態(tài)<激發(fā)態(tài)氫鍵作用強度：基態(tài)<激發(fā)態(tài)能級的能量下降：基態(tài)<激發(fā)態(tài)實現(xiàn)p→π*躍遷需要的?E增加，故使吸收峰紅移。108精選2021版課件溶劑對n→π*，π→π*的影響109精選2021版課件

體系pH的改變可能引起共軛體系的延長或縮短，從而引起吸收峰位置的改變，對一些不飽和酸、烯醇、酚及苯胺類化合物的紫外光譜影響很大。2.5體系pH的影響110精選2021版課件（a）苯酚的UV光譜圖（b）苯胺的UV光譜圖溶液酸堿性對紫外光譜的影響111精選2021版課件

酚→酚鹽，氧上孤對電子增多，p-p共軛增強，?E減小，吸收峰紅移。

胺→胺鹽，氮上孤對電子消失，p-p共軛消失，?E增大，吸收峰藍移。112精選2021版課件

在藥物成分分析中，可利用紫外吸收光譜變化規(guī)律來推斷結構中的酸性、堿性基團。如果化合物溶液從中性變?yōu)閴A性時，吸收峰發(fā)生紅移，表明該化合物為酸性物質(zhì)；如果化合物溶液從中性變?yōu)樗嵝詴r，吸收峰發(fā)生藍移，表明化合物可能為芳胺。2.5體系pH的影響113精選2021版課件§6紫外-可見吸收光譜的應用定性鑒別純度檢查定量分析結構分析114精選2021版課件1.定性鑒別

利用UV-Vis光譜對有機化合物進行定性鑒別的主要依據(jù)是多數(shù)有機化合物具有特征吸收光譜，如吸收光譜的形狀、吸收峰數(shù)目、各吸收峰的波長位置、強度與相應的吸光系數(shù)等。利用UV-Vis光譜對有機化合物進行定性鑒別，一般采用對比法。115精選2021版課件1）比較吸收光譜的特征數(shù)據(jù)：有些結構相似的化合物λmax相同，但分子量不同，所以吸光系數(shù)存在差別，可用作鑒別依據(jù)。2）比較吸光度比值的一致性：有些化合物不只一個吸收峰，可用在不同吸收峰處測得吸光度的比值A1/A2或ε1/ε2作為鑒別的依據(jù)。3）比較吸收光譜的一致性：如果兩者完全相同，則可能是同一種化合物；如果兩者有明顯差別，則肯定不是同一種化合物。116精選2021版課件2.純度檢查1）雜質(zhì)檢查：若被檢樣品在一定的波長范圍內(nèi)無明顯吸收而所含雜質(zhì)有吸收，則檢樣中含有少量雜質(zhì)都可用UV-Vis光譜檢查出來。

2）雜質(zhì)的限量檢查：可利用吸光度或吸收峰與谷處吸光度的比值來控制藥品中雜質(zhì)的含量。117精選2021版課件3.定量分析原理：Lambert-Beer定律118精選2021版課件Ac標準工作曲線3.1單組分定量分析1）標準曲線法：用標準品配制一組不同濃度的標準序列，在選定條件下分別測定吸光度，繪制吸光度-濃度曲線，即標準曲線。在相同條件下測出樣品的吸光度，然后由標準曲線確定樣品溶液的濃度。119精選2021版課件2）標準對照法：在選定波長處，分別測定樣品溶液和標準品溶液的吸光度，然后求出樣品的含量。120精選2021版課件3）吸光系數(shù)法：若吸收池厚度l和吸光系數(shù)ε或E已知，即可根據(jù)測得的吸光度A求出被測物濃度：

c=A/ε·l或c=A/E·l

121精選2021版課件

適應性1）標準曲線法：有對照品，大量未知樣品2）標準對照法：有對照品，A-c關系嚴格符合Beer定律3）吸光系數(shù)法：吸光系數(shù)已知，儀器較精密

三種定量分析方法的比較

122精選2021版課件

通常吸光系數(shù)可從有關文獻中查出；也可將被測溶液的吸光度換算成樣品的吸光系數(shù)，然后與純品的吸光系數(shù)相比較，求算樣品中被測組分含量。123精選2021版課件3.2多組分定量分析多組分體系-加和性體系的總吸光度等于各組分吸光度之和A=l∑εici前提：各吸光物質(zhì)間無相互作用結論：Lambert-Beer定律適用于多組分體系124精選2021版課件以二元混合組分的測定為例三種情況：