1、一教學內容1.紫外可見吸收光譜的產生（分子的能級(nngj)及光譜、 有機物及無機物電子能級(nngj)躍遷的類型和特點）2.吸收定律及其發生偏差的原因3.儀器類型、各部件的結構、性能4.分析條件的選擇5.應用（定性及結構分析、定量分析的各種方法）第十章 紫外-可見(kjin) 分光光度法 （Uv-ViS）共七十六頁二重點與難點1 比較有機化合物和無機化合物各種電子躍遷類型所產生吸收帶的特點及應用價值2 進行化合物的定性分析、結構判斷3 定量分析的新技術（雙波長法、導數光譜法、動力學分析法）4 物理化學常數的測定共七十六頁三教學目標1 較為系統、深入地掌握各種電子躍遷所產生的吸收帶及其特征、應

2、用2 熟練掌握吸收定律的應用及測量條件的選擇3 較為熟悉儀器的類型、各組件的工作原理4 運用各種類型光譜及 的經驗規則，判斷不同的化合物5 掌握定量分析及測定物理化學常數的常見基本方法6 一般掌握某些新的分析技術三教學(jio xu)目標 1.較為系統、深入地掌握各種電子躍遷所產生的吸收帶 及其特征、應用2.熟練掌握吸收定律的應用及測量條件的選擇3.掌握定量分析及測定物理化學常數的常見基本方法4.運用各種類型光譜及 的經驗規則，判斷不同的化合物5.較為熟悉(shx)儀器的類型、各組件的工作原理共七十六頁 紫外-可見分光光度法是根據物質的分子(fnz)或離子對紫外-可見光譜區（200800nm）

3、的吸收來研究物質的組成、含量和結構的方法。 特點(tdin)：靈敏度較高，10-610-4g/ml或 10-610-5mol/L。第十章 紫外-可見 分光光度法 （Uv-ViS） 準確度高一般為0.2% 0.5% 。 重現性好，穩定性好.共七十六頁 定性上不僅可以鑒別(jinbi)具有不同官能團和化學結構的不同化合物，而且可以鑒別(jinbi)結構相似的不同化合物。 作用： 定量上不僅(bjn)可以進行單一組分的測定，也可以對多種組分不經分離進行同時測定。共七十六頁一、電子(dinz)躍遷類型 第一節 紫外-可見 分光(fn un)光度法 的基本原理和概念 價電子軌道：電子圍繞原子或分子運動的

4、幾率 軌道不同，電子所具有能量不同 共七十六頁圖10-1 H2的成鍵和反鍵軌道(gudo)共七十六頁圖10-2 分子中價電子能級及躍遷示意圖共七十六頁有機化合物的吸收光譜主要由*、 *、 n*、n *及電荷(dinh)遷移躍遷產生的。無機化合物的吸收光譜(x shu un p)主要是由電荷遷移躍遷和配位場躍遷產生。共七十六頁1.*：一般(ybn)發生在遠紫外線區，飽和烴類C-C鍵2. *：發生(fshng)在近紫外線區 200nm 甲烷：max=125 nm 乙烷：max=135 nmCH2=CH2：max=165 nm 、CHCH：max=173 nm 隨著共扼體系的增大或雜原子的取代， m

5、ax向長波移動;max104，是強吸收帶。3. n*：發生在遠、近紫外線區之間 150nm250nm CX鍵，XS、N、O、Cl、Br、I 等雜原子CH3OH：max=183 nm 、CH3NH2：max=213 nm 大多數吸收峰max小于200nm。共七十六頁5.電荷遷移(qiny)躍遷 4. n * ：生 色團中的未成鍵孤對電子( du din z)向*軌道躍遷。max 100，是弱吸收帶。6. 配位場躍遷摩爾吸光系數較大，max104，用于定量分析摩爾吸光系數較小， max 102共七十六頁1. 分子光譜的產生(chnshng)躍遷：電子(dinz)受激發，從低能級轉移 到高能級的過程

6、E2E1E0012 ,0 ,1 ,21J023J0231J0231J0231分子紫外吸收光譜分子可見吸收光譜分子紅外吸收光譜分子光譜：連續光譜 帶光譜二、紫外-可見吸收光譜的產生共七十六頁2分子吸收光譜的分類： 分子內運動涉及三種躍遷能級(nngj)，所需能量大小順序 共七十六頁3紫外-可見吸收光譜的產生 由于分子吸收紫外-可見光區的電磁輻射(din c f sh)，分子中 價電子（或外層電子）的能級躍遷而產生 （吸收能量=兩個躍遷能級之差）共七十六頁 吸收光譜（吸收曲線）：以波長(bchng)（nm）為橫坐標，以吸光度A（或透光率T）為縱坐標所描繪的曲線。 三、紫外-可見吸收光譜的常用(ch

7、n yn)概念 吸收峰max 吸收谷min 肩峰sh 末端吸收飽和-*躍遷產生 圖10-3 吸收光譜示意圖1.吸收峰 2 谷 3.肩峰 4 末端吸收共七十六頁生色(shngs)團(chromophore)是指分子(fnz)中產生吸收帶的主要官能團屬于* 、 n * 等躍遷類型。生色團為不飽和基團：C=C、N=O、C=O、C=S等 助色團(auxochrome)是指分子中的一些帶有非成鍵電子對的基團本身在紫外-可見光區不產生吸收，但是當它與生色團連接后，使生色團的吸收帶向長波移動，且吸收強度增大。-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I共七十六頁藍移（短移）：是指一些基團與某些生色

8、團(C=O)連接后，使生色團的吸收(xshu)帶向短波移動。紅移（長移）：使生色團的吸收(xshu)帶向長波移動。濃色效應（增色效應）：使吸收峰強度增加的現象。淡色效應（減色效應）：使吸收峰強度減弱的現象。強帶： max104的吸收峰。弱帶： max102的吸收峰。共七十六頁三、吸收帶及其與分子結構(fn z ji u)的關系R帶：由n *躍遷(yuqin)產生 CO；CN；NN 弱吸收，max250400nm，max200nm，max104共軛體系增長，max紅移，max共七十六頁B帶：由 *躍遷(yuqin)產生 芳香族化合物的主要特征吸收帶 max =254nm，寬帶，具有精細結構；ma

9、x=200極性溶劑中，或苯環連有取代基，其精細結構消失E帶：由苯環(bn hun)環形共軛系統的 *躍遷產生芳香族化合物的特征吸收帶 E1 180nm max104 （常觀察不到）E2 200nm max=7000 強吸收苯環由發色團取代且與苯環共軛時，E2帶與K帶合并 一起紅移（長移）共七十六頁苯異丙烷溶液(rngy)的紫外吸收光譜共七十六頁共七十六頁 電荷轉移吸收帶：某些無機物和某些有機物混合而得的分子配合物，在外來輻射(fsh)激發下強烈吸收紫外光或可見光，從而獲得的可見或紫外吸收帶。 乙醇中，將醌與氫醌混合，暗綠色的醌氫醌結晶，吸收峰在可見光區 配位體場吸收帶：指過渡(gud)金屬水合

10、離子與顯色劑所形成的配合物，吸收適當波長的可見光或紫外光，從而獲得的吸收帶。Ti(H2O)63+水合離子的吸收峰 490nm 共七十六頁四、影響吸收(xshu)帶的因素 1.位阻效應：化合物中若有二個發色團產生(chnshng)共軛效應，可使吸收帶長移。反式二苯乙烯max=295.5nm（29000）順式二苯乙烯max=280 nm（10500）共七十六頁 2.跨環效應(xioyng)：max=214 nm，284 nm共七十六頁3. 溶劑(rngj)的極性效應正己烷CHCl3CH3OHH2O* max/ nm 230238237243n * max/ nm 329315309305亞異丙酮的

11、溶劑效應共七十六頁3. 溶劑(rngj)的極性效應 E n * E n * *n*n E* E* 無溶劑化作用有溶劑化作用藍移: E n * E n * 紅移: E* E* 共七十六頁4. 體系(tx)pH的影響max =210.5nm，270nmmax =235nm，287nm共七十六頁選擇溶劑時，注意以下(yxi)三點：1.盡量選擇低極性溶劑2.能很好地溶解(rngji)被測物，且具有良好的光線和化學穩定性3.在試樣的測試區中，無明顯的吸收共七十六頁五、Lamber-Beer定律(dngl)（吸收光譜法基本定律(dngl)1.透光度(gungd)和吸光度(gungd)假設一束平行單色光通過

12、一個吸光物體 圖10-8 光通過截面積S厚度l的吸光介質共七十六頁設斷層中所含吸光質點數為dn，不讓光子(gungz)通過的面積ds 光子(gungz)通過斷層時，被吸收的幾率是 光強度被減弱了dIx 可得光通過厚度為l的物體時：有共七十六頁截面積S與體積(tj)V，質點總數n與濃度c：共七十六頁A值越大，表明物質對光(du gung)的吸收越大。A lgT lg（ I / I0)=EclT值越大，表明物質(wzh)對光的吸收越小。T值越小，表明物質(wzh)對光的吸收越大。百分數表示共七十六頁吸光度(gungd)與透射率CA-lgT -lg(I/I0)= E l c1.00.50ACT 10

13、 A=10- Elc100500T %共七十六頁2.Lamber-Beer定律(dngl) 描述物質對單色光吸收強弱(qin ru)與液層厚度和待測物濃度的關系。A lgT lg（ I / I0)= E l cLamber-Beer定律的適用條件（前提）： 入射光為單色光、溶液是稀溶液共七十六頁3. 吸光系數(xsh)：定性定量的依據（1）吸光系數的物理意義： 單位(dnwi)濃度、單位(dnwi)厚度的吸光度1）不同物質在同一波長下E可能不同（選擇性吸收）3）E，物質對光吸收能力, 定量測定靈敏度2）溶劑不同，同一物質E可能不同。應注明溶劑。 定性、定量依據共七十六頁（2）吸光系數兩種表示法

14、： 1）摩爾吸光系數： 在一定(ydng)下，c=1mol/L，l=1cm時的吸光度 2）百分吸光系數 / 比吸光系數： 在一定下，c=1g/100ml，l=1cm時的吸光度 3）兩者關系共七十六頁 例1 某溶液用2cm吸收(xshu)池測量時，T=60%，若改用1cm和3cm吸收(xshu)池，T和A為多少。解共七十六頁解 例2 濃度為0.51mg/ml的Cu2+溶液，用環己酮草酰二腙顯色(xin s)后，于波長600nm處用2cm吸收池測量，測得T=50.5%，求比吸光系數。共七十六頁C5.吸光度(gungd)的加合性共七十六頁六、偏離Beer定律(dngl)的因素偏離Beer定律的主要因

15、素表現(bioxin)為 以下兩個方面（1）光學因素（2）化學因素 共七十六頁 設被測物對波長為1與2兩種光的吸光系數為E1與E2 ，測定(cdng)時，以兩種光各以強度為I01與E02同時入射試樣。 故混合(hnh)光的透光率：共七十六頁E1 E2，A降低(jingd)，產生負偏差E1與E2差值越大，偏差愈明顯共七十六頁.化學因素(yn s)稀溶液e.g. 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：Cr42- 2H = Cr272- H2Cr42-、 Cr272-的吸光性質(xngzh)不同，即()不同。 儀器光源不穩定、吸收池厚度不一致等儀器問題，引起的誤差，導致對光的吸收定律的偏離。3.儀器因

16、素共七十六頁（三）透光率測量誤差影響(yngxing)測定結果的相對誤差兩個因素：T和T1）暗噪音(zoyn) 2）訊號噪音(zoyn)T影響因素：儀器噪音共七十六頁A=-lgT 0.434T 0.368=36.80%當 T= 0.01 ，即透射率的測量誤差為1%時： c/c 100 =0.434 T/(T lgT) 100 = 0.434(0.01)/0.368(-0.434) 100 = 2.7%適宜(shy)的吸光度測量范圍：A0.20.7 T= 65% 20% T= 0.2% 1%共七十六頁第二節 紫外-可見(kjin)分光光度計共七十六頁一. 主要組成及部件(bjin)的功能1. 工

17、作原理基儀器(yq)結構框圖光源碘鎢燈氘燈單色器測量池參比池樣品池光電倍增管數據處理和儀器控制光源樣品池單色器檢測器數據處理儀器控制共七十六頁光源(gungyun)（輻射源）熱輻射光源(gungyun) -可見光區，如鎢燈、鹵鎢燈(3402500nm)氣體放電光源-紫外光區，如氫燈和氘燈等(160375nm) 共七十六頁 吸收池:盛放樣品溶液的容器 可見光區-玻璃吸收池 紫外光區-石英(shyng)吸收池 常用1cm的吸收池單色器單色器是能從光源的復合光中分出單色光的光學裝置。 棱鏡:有玻璃和石英兩種材料主要用于紫外光區 光柵:可用于紫外、可見和近紅外光譜區域 共七十六頁 檢測器：檢測光信號，

18、即將光信號轉變為電信號 檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等 信號顯示系統:放大信號并以適當的方式指示或記錄。 共七十六頁二. 紫外-可見(kjin)分光光度計儀器的類型1. 單波長單光束(gungsh)分光光度計優點：結構簡單、價格低廉缺點：受光源、檢測器的波動影響：不能自動記錄吸收光譜。 改變波長都要用參比溶液調節T=100%；固定光譜通帶與儀器參數；選擇合適的溶液濃度與參比溶液。共七十六頁2. 單波長(bchng)雙光束分光光度計優點：能自動記錄吸收光譜(x shu un p)（自動掃描）；是目前用得最多的分光光度計共七十六頁3. 雙波長(bchng)分光光度計優點：利用吸光度差值定量消

19、除(xioch)干擾和吸收池不匹配引起的誤差共七十六頁三、光學(gungxu)性能 1.波長(bchng)范圍：195820nm 2.波長準確度：0.5nm4.透光率測量范圍：0150%（T） 3.波長重現性：0.5nm5.吸光度測量范圍：-0.17300.200（A） 6. 光度準確度： 透光率滿量程誤差0.5%7. 光度重復性： 透光率變動性 0.5%8. 分辨率： 260nm處 0.3nm9. 雜散光： 220nm處NaI（1%）0.5%共七十六頁第三節 紫外-可見分光(fn un)光度分析方法一、定性分析(dngxngfnx)（一）定性鑒別 定性鑒別的依據吸收光譜的特征吸收光譜的形狀吸

20、收峰的數目吸收峰的位置（波長）吸收峰的強度相應的吸光系數共七十六頁1對比(dub)吸收光譜的特征值共七十六頁2對比(dub)吸光度或吸光系數的比值：例：共七十六頁3對比(dub)吸收光譜的一致性同一測定條件下，與標準(biozhn)對照物譜圖或標準(biozhn)譜圖進行對照比較共七十六頁（二）純度檢查和雜質(zzh)限量測定1純度檢查(jinch)（雜質檢查(jinch)）1）峰位不重疊： 找使主成分無吸收，雜質有吸收直接考察雜質含量2）峰位重疊： 主成分強吸收，雜質無吸收 / 弱吸收與純品比較，E 雜質強吸收 主成分吸收與純品比較，E，光譜變形共七十六頁2雜質(zzh)限量的測定： 例：腎

21、上腺素中微量雜質腎上腺酮含量計算 2mg/mL -0.05mol/L的HCl溶液， 310nm下測定 規定(gudng) A3100.05 即符合要求的雜質限量0.06%共七十六頁二、定量分析(dnglingfnx)（一）單組分的定量(dngling)方法1吸光系數法（絕對法）例如：維生素B12的水溶液在361nm處的 值是207，盛于1cm吸收池中，測得溶液的吸光度為0.414，求溶液的濃度。解：共七十六頁解： 取咖啡酸，在165干燥至恒重，精密稱取10.00mg，加少量乙醇溶解，轉移至200mL容量瓶中，加水至刻度線，取此溶液5.00mL，置于50mL容量瓶中，加6mol/L的HCl 4m

22、L，加水至刻度線。取此溶液于1cm比色池中，在323nm處測定吸光度為0.463，已知該波長處的 ，求咖啡酸百分含量。共七十六頁2標準(biozhn)曲線法共七十六頁繪制標準曲線注意事項：1.按選定濃度(nngd)，配制一系列不同濃度(nngd)的標準溶液，一般4-5個點2.樣品溶液濃度的可變范圍應在所選濃度范圍之內3.測定每一相同濃度至少作平行管（2次）測試，取吸光度的平均值4.繪制完后應注明測試內容和條件。共七十六頁 蘆丁(l dn)含量測定0.710mg/25mL共七十六頁3對照(duzho)法：外標一點法注：當樣品溶液與標準品溶液的 稀釋(xsh)倍數相同時共七十六頁例： 維生素B12的含量測定(cdng) 精密吸取B12注射液2.50mL，加水稀釋至10.00mL；另配制對照液，精密稱定對照品25.00mg，加水稀釋至1000mL。在361nm處，用1cm吸收池，分別測定吸光度為0.508和0.518，求B12注射液的濃度。解：共七十六頁（二）多組分的定量(dngling)方法三種情況(qngkung)：1兩組分吸收