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本章要点
基于物质吸收紫外或可见光引起分子中价电子跃迁、产 生分子吸收光谱与物质组分之间的关系建立起来的分析方法， 称为紫外可见分光光度法。
1.掌握紫外一可见分光光法特点 2.了解分光光度计的构造及原理 3.掌握紫外-可见分光光度法的测定原理 4.熟悉测定方法及应用
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概述
可乐的颜色怎样保持一致？
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附2. 光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波长、 频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述：
= c ； 波数 = 1/ = /c
光是由光子流组成，光子的能量：
E=h=hc/ （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S )
光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm
（3）吸收池：比色皿、比色杯，装样品溶液。有玻璃、石英两种。
（4）检测器：光→电，光电池(硒,硅)，光电管(红,紫)，光电倍增管。
（5）信号处理显示器：放大较弱的电信号，并在检流计上显示出来。
例如，重铅酸钾在弱酸性介质中有如下平衡：
Cr2O72- +H2O
2HCrO4-
在450nm波长处测量不同浓度重铬酸钾溶浓度低时重铬酸根的 离解度大，而浓度高时离解度小液的吸光度。由于在，同时由于 铬酸氢根离子（HCrO4-）的摩尔吸光系数比重铬酸根离子的摩尔 吸光系数要小得多，因此低浓度时重铬酸根离子的吸光度降低十 分显著，这就使工作曲线偏离朗伯和耳定律。
显然，T↑，溶液吸收度↓；T ↓，溶液吸收度↑。
即透光率T反映溶液对光吸收程度，通常用1/T反映吸光度。
②吸光度（吸收度）A
定义：A = lg
1 T
I0 = -lgT = lg It
A=-lgT , T=10-A
③T与A关系： A∝1/T，T=0，A=∞ ，T=100%，A=0
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称这两种单色光为互补色光，这种现象称为 光的互补。
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物质的颜色：是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生。 即物质的颜色是它所吸收光的互补色。
物质的本色
无色溶液：透过所有颜色的光 有色溶液：透过光的颜色 黑色： 吸收所有颜色的光 白色： 反射所有颜色的光
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分光光度分析法是以物质对光的选择性吸收为基础的分析 方法。
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5.1.1 原子光谱与分子光谱
（1）原子光谱：气态原子或离子外层电子在不同能级间跃迁 而产生的光谱。包括：原子吸收、原子放射、原子荧光 光谱等。
原子吸收辐射能条件：
E
E2
E1
h
h
c
h
c E
原子光谱为一条条彼此分立的线状光谱。
特征值
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定性、定量分析： 在吸收曲线λmax 处测吸光度A。 ●同一物质的吸收光谱特征值相同, （每一波长处吸光系数相同）。
同一物质相同浓度的吸收曲线重合。
●同一物质不同浓度，其吸收曲线形状相似,λmax相同。（定量） ●不同物质相同浓度，其吸收曲线形状,λmax不同。（定性）
注意! 适用范围
①入射光为单色光，适用于可见、红外、紫外光。 ②均匀、无散射溶液、固体、气体。 ③吸光度A具有加和性。Aa+b+c= Aa + Ab + Ac
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5.2.3 吸光系数
A=k c L
k = A /c L
（1）摩尔吸光系数或Em：
在一定λ下，c=1mol/L，L=1cm时的吸光度。单位：L/(mol·cm)
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（2）分子光谱 分子吸收外来辐射能后，其能量改变（ΔE）为：
ΔE=ΔEe +ΔEv +ΔEr
对多数分子而言，
ΔEe （电子）约为1-20ev，紫外、可见 ΔEv （振动）约为0.05-1ev，红外光区 ΔEr （转动）小于0.05ev，远红外、微波区 ΔEe >ΔEv >ΔEr
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5.3 紫外-可见分光光度计
依据朗伯-比尔定律，测定待测液吸光度A的仪器。（选择不 同波长单色光λ、浓度）
分光光度原理图:
0.575
光源
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单色器
吸收池
检测器 信号处理及显示
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5.3.1 主要部件
（1）光源： 钨灯或卤钨灯 氢灯或氘灯
—可见光源 350~1000nm —紫外光源 200~360nm
吸收光谱 特征值：
λmax λmin λsh
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吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度 最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax
（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似 λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax 则不同。
（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定 性分析的依据之一。
5.2.2光的吸收定律
朗伯(Lambert)和比尔(Beer)分别于1760年和1852年研究吸光度 Ａ与溶液厚度Ｌ和其浓度Ｃ的定量关系：
朗伯定律： 比尔定律：
A=k1 ×L A=k1 ×C
朗伯-比尔定律: A=k C L 液层 厚度
射与光其一的浓束度波平C长及行、单 液强A色 层度=光 厚-以lg度通T及吸系过L,溶的光数一T液乘=均1温积浓0匀-度成度A、=等正1非0保比-散kc持。L射不的变L吸时→光，2物L该质时溶溶，液2液AA的时、吸，TT光在2→度入？A
迁，产生光谱。用于分子结构分析。
M h 吸 收 辐射能 量 M * 吸收光谱
基态 光
激发态
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（2）发射光谱： 物质由激发态跃迁至基态而产生的原子或分子光
谱。包括：原子发射光谱、原子或分子荧光光谱、
分子磷光光谱等。
M * 发光释放能量 M h 发射光谱
激发态
基态 光
原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁
依据Beer定律，A与C关系应 为经过原点的直线
偏离Beer定律的主要因素如 下：
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(1)由于入射光不是单色光而引起的偏离
朗伯－比耳定律只适用于单色光。但实际上单波长的光不能得到 。目前各种方法所得到的入射光是具有一定波长范围的波带，而非 单色光。因而发生偏离朗伯一比耳定律的现象。单色光的纯度愈差 ，吸光物质的浓度愈高，偏离朗伯-比耳定律的程度愈严重。在)紫外分光光度法(UV):λ∈(200~400nm),用于结构鉴定和定量分析。 (2)可见分光光度法(Vis): λ∈(400~760nm),用于有色物质定量分析。 (3)红外分光光度法 (IR): λ∈(2.5~1000μm),用于有机物结构分析。 (4)核磁共振谱(NMR)：原子核吸收无线电波，发生核自旋级跃
远紫外区10 - 200 nm （真空紫外区）
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附3. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M +h M*
M +热
基态
激发
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
量子化 ；选择性吸收; 分子结构的复杂性使其对不同波 长光的吸收程度不同； 用不同波长的单色光照射，测吸
光度— 吸收曲线与最大吸收波长 max；
因无法获得纯粹的振动光谱和电子光谱， 故分子光谱为带状光谱。
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5.1.2 物质对光的选择性吸收
●物质的颜色由物质与光的相互作用方式决定。 ●人眼能感觉到的光称可见光，波长范围是：400~760nm。 ●让白光通过棱镜，能色散出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各色光 。●单色光：单一波长的光 ●复合光：由不同波长的光组合而成的光，如白光。 ●光的互补：若两种不同颜色的单色光按一定比例混合得到白光，
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5.1.1 原子光谱与分子光谱
（2）分子光谱 物质分子内部三种运动形式：
（1）电子相对于原子核的运动 （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动 （3）分子本身绕其重心的转动 分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量
分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er 即 E＝Ee+Ev+Er
(2) 由于介质的不均匀性引起的偏离
当被测溶液是胶体溶液、悬浊液或乳浊液时，入射光通过溶液后 除一部分被吸收外，还有一部分因溶液中存在微粒的散射作用而损 失，并使透光度减小。而当胶体或其他微粒凝聚沉淀时，又会使溶 液吸光度下降。
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(3)溶液中的化学变化引起的偏离
溶液中的化学变化如缔合、离解、溶剂化、形成新的化合物 、互变异构等，使吸光度不随溶液浓度而成正比地改变，而导致 偏离朗伯－比耳定律。
（2）单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件
狭缝：进出光狭缝。最佳宽度:减小狭缝宽度而溶液吸光度不变。 准直镜：复合光→平行光→色散后→聚集狭缝
色散元件
棱镜 对不同波长的 玻璃棱镜:适用于可见区 光折射率不同 石英棱镜:适用于紫外区
光栅
衍射和干涉,不同波 长的投射方向不同
高度抛光的玻璃上刻有等 宽、等距平行条痕
物质的颜色与光的关系 光谱示意
完全吸收
完全透过
表观现象示意
黑色