紫外可见光谱ppt课件
属于可见吸收光度法的的范畴。 分光光度法:使用分光光度计进行吸收光谱分析的方法。
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紫外-可见波长范围:
远紫外光区:10-200 nm; 近紫外光区:200-400 nm; 可见光区:400-780 nm。
紫外可见吸收光谱法特点:
仪器较简单,价格较便宜; 分析操作简单; 分析速度较快。
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3. 红移与蓝移、增色与减色
λmax向长波方向移动称为红移,向短波方向移动称为蓝移 (或紫移);
吸收强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象分别称为增 色效应或减色效应。
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紫外-可见吸收 光谱
1. 基本原理 2. 基本组成 3. 紫外-可见分光光度计类型
紫外-可见分光 光度计
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2. 生色基团与助色基团
生色基团: 凡是能导致化合物在紫外可见光区产生吸收 的基团,不论是否显出颜色都称为生色基团。含有π键的 不饱和基团属于生色基团。简单的生色基团由双键、苯环 或叁键体系组成。
助色团: 有一些含有n电子的基团(如-OH、-OR、-NH2、 -NHR、-X等),它们本身没有生色功能(不能吸收λ> 200 nm的光),但当它们与生色基团相连时,就会发生n-π共轭 作用,增强生色基团的生色能力(吸收波长向长波方向移动 且吸收强度增加),这样的基团称为助色基团。
可见光:是电磁波谱中人眼可以感知的部分,可见光 谱没有精确的范围;一般人的眼睛可以感知的电磁波的波 长在400到800纳米之间,但还有一些人能够感知到波长大 约在380到780纳米之间的电磁波。
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2. 定义
紫外-可见吸收光谱法:根据溶液中物质的分子或离子 对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结 构的方法,包括比色分析法与分光光度法。 比色分析法:比较有色溶液深浅来确定物质含量的方法,
通常所说的紫外-可见分光光度法,实际上是指近紫外可见分光光度法(200-780 nm) 。
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3.1 电子跃迁与分子吸收光谱
物质分子内部三种运动形式:电子相对于原子核的运动 ;原子核在其平衡位置附近的相对振动;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。
紫外-可见光谱
主讲人
1.吸收 2.漫反射 3.荧光
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紫外-可见吸收 光谱
1. 紫外线、可见光 2. 定义 3. 紫外吸收光谱的产生
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1. 紫外线、可见光
紫外线:是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总 称,不能引起人们的视觉。1801年德国物理学家里特发现 在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片 感光,因而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来灭菌过 多的紫外线进入体内会对人体造成皮肤癌。
p
在远紫外区;
s
吸收波长λ<150 nm;
例:甲烷的λmax为125 nm , 乙烷λmax为135 nm。只能被真 空紫外分光光度计检测到。
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1.2 n→σ*跃迁
所需能量较大(<σ→σ*跃迁); 吸收波长为150~250 nm,大部分在远紫外区,近紫外区
不易观察到; 含非键合电子(n电子)的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤
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1. 基本原理
朗伯-比尔定律
要当一束平行单色光通过含 有吸光物质的稀溶液时,溶 液的吸光度与 吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比,即
A=cbε
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2. 基本组成
光源
单色器
样品室
检测器
显示
2.1 光源
要求:在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱 具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
素等杂原子)均呈现n→σ* 跃迁。
化合物 H2O
CH3OH CH3CL
CH3I CH3NH2
max(nm) 167 184 173 258 215
max 1480 150 200 365 600
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1.3 π→π*跃迁
所需能量较小; 吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区; 摩尔吸收系数εmax一般在104 L·mol-1·cm-1以上,属
当外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态(成键轨 道)向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁,所需能 量ΔE大小顺序为:n→π* < π→π* < n→σ* < σ→σ*
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1.1 σ→σ*跃迁
所需能量最大;σ电子只有吸
s*
收远紫外光的能量才能发生跃
p*
迁;
E
n
饱和烷烃的分子吸收光谱出现
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紫外-可见吸收 光谱
1. 电子跃迁类型 2. 生色基团与助色基团 3. 红移与蓝移-增色与减色
有机化合物紫外-可 见吸收光谱
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1. 电子跃迁类型
有机化合物的紫外-可见吸收光谱是三种价电子跃迁的
结果:σ键电子、π键电子、n键电子。
s*
HC O n
s
E
Hp
p*
n
p和烃、共轭烯烃和芳香烃类可发生此跃迁。如
乙烯π→π*跃迁的λ为162 nm, εmax为: 1×104 L·mol-1·cm-1。
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1.4 n→π*跃迁
所需能量小; 吸收波长<200nm; 吸收峰的吸收系数ε 很小,一般在10~100。 分子中有孤对电子和π键同时存在可发生此跃迁。
可见光区:钨灯,其辐射波 长范围在320~2500 nm
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分子的各能级:
转动能级间的能量差:0.005~0.05 eV,跃迁产生吸收 光谱位于远红外区(远红外光谱或分子转动光谱);
振动能级的能量差:0.05~1 eV,跃迁产生的吸收光谱 位于红外区(红外光谱或分子振动光谱);
电子能级的能量差较大,约为1~20 eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外-可见光区(紫外-可见光谱或分子的 电子光谱)。
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3. 紫外-可见吸收光谱的产生
紫外-可见吸收光谱:分子价电子能级跃迁(伴随着 振动能级和转动能级跃迁)。
由于O2、N2、CO2、H2O等在真空紫外区(60-200 nm) 均有吸收,测定这一范围光谱时须将光学系统抽真空并充 充入惰性气体。所以真空紫外分光光度计非常昂贵,在实 际应用中受到一定的限制。