紫外可见分光光度法教学.pptx

第十四章 紫外-可见 分光光度法第一节 光学分析概论 一、电磁辐射和电磁波谱二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器——分光光度计第一页，共二十七页。一、电磁辐射和电磁波谱1．电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空间、 不需要任何物质作为传播媒介的一种能量2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性波动性：粒子性：第二页，共二十七页。续前 高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁 χ射线 来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区 紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区 微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁波长长3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波第三页，共二十七页。 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱二、光学分析法及其分类（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 作用而建立起来的各种分析法的统称~。（二）分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 第四页，共二十七页。续前光谱法：内部能级发生变化 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非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变 2．非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基 本性质变化的分析方法 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法3．光谱法与非光谱法的区别：第五页，共二十七页。续前（三）发射光谱例：γ-射线；x-射线；荧光（四）吸收光谱 例：原子吸收光谱，分子吸收光谱第六页，共二十七页。三、光谱法仪器——分光光度计主要特点：五个单元组成光源单色器样品池记录装置检测器第七页，共二十七页。第二节 紫外-可见吸收光谱一、紫外-可见吸收光谱的产生二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念四、吸收带类型和影响因素第八页，共二十七页。一、紫外-可见吸收光谱的产生1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起能级：电子能级、振动能级、转动能级跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱第九页，共二十七页。续前 2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序 3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中 价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）第十页，共二十七页。二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型价电子：σ电子 → 饱和的σ键 π电子 不饱和的π键 n电子预备知识：轨道：电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同 基态与激发态：电子吸收能量，由基态→激发态c成键轨道与反键轨道：σ<π<n <π*<σ*第十一页，共二十七页。图示b第十二页，共二十七页。 电子跃迁类型：1.σ→ σ*跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）E很高，λ<150nm（远紫外区）2. n → σ*跃迁：含杂原子饱和基团（—OH，—NH2）E较大，λ150~250nm（真空紫外区）3. π→ π*跃迁：不饱和基团（—C＝C—，—C ＝ O ） E较小，λ~ 200nm体系共轭，E更小，λ更大4. n→ π*跃迁：含杂原子不饱和基团（—C ≡N ，C＝ O ）E最小，λ 200~400nm（近紫外区）按能量大小：σ→ σ* > n → σ* > π→ π* > n→ π*第十三页，共二十七页。图示第十四页，共二十七页。续前注：紫外光谱电子跃迁类型 ： n—π*跃迁 π—π*跃迁 饱和化合物无紫外吸收 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型；根据吸收谱带波长和电子跃迁类型 →推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）第十五页，共二十七页。三、相关的基本概念1．吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以λ~A作图next2．吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ跃迁产生第十六页，共二十七页。图示back第十七页，共二十七页。续前3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基