紫外可见光谱仪原理及使用操作方法简介.ppt

紫外－可见光谱操作使用介绍基本知识朗伯—比尔定律(Lambert-beer)当产生紫外吸收的物质为未知物时，其吸收强度可用表示:

A=吸光度
c为100ml溶剂中溶质的克数
l=光程(cm)
选取溶剂需注意下列几点：
1)当光的波长减小到一定数值时，溶剂会对它产生强烈的吸收(即溶剂不透明)，这即是所谓“端吸收”，样品的吸收带应处于溶剂的透明范围。透明范围的最短波长称透明界限。
2)样品在溶剂中能达到必要的浓度(此浓度值决定于样品摩尔吸收系数的大小)。
3)要考虑溶质和溶剂分子之间的作用力。一般溶剂分子的极性强则与溶质分子的作用强。因此应尽量采用低极性溶剂。
4)为与文献对比，宜采用文献中所使用的溶剂。
5)其它如溶剂的挥发性、稳定性、精制的再现性等。
基本原理分子的电子状态能约为8.38×104~8.38×105(J/mol)(4.19×105相当于286nm处发生紫外吸收)
分子振动能约为4.19×103~2.09×104(J/mol)，分子转动能约为419~41.9(J/mol)。
虽然每项能量不同,且有一定的变化范围,但其变化均是量子化的。由上可见,分子从电子基态跃迁到电子激发态的∆E远大于振动能级,转动能级的∆E。因此,电子跃迁所吸收的电磁波是吸收光谱中频率最高的,即紫外可见光.

紫外吸收谱带的形状
紫外吸收谱带之所以是较宽,纯的形状,这可通过下图加以说明。以双原子分子为例
位能曲线上的横线表示振动能级(转动能级未表示)。分子吸收电磁波能量后,电子从基态s0跃迁到激发态,其同时伴随有振动能级的跃迁,跃迁时核间距离保持不变(Franck-Condon原理)。它们和原能级(s0，v0)之间的能级差分别为I、II、III。由于此时还伴随着转动能级的跃迁,所以围绕I、II、III,有一系列分立的转动能级跃迁谱线(图a),这种谱只能在稀薄气态下测得,当气态压力增大,即浓度增大时,转动能级受限制,形成连续曲线(b)，在低极性溶剂中测定紫外吸收,还能保留一些紫外吸收的精细结构(c),在高极性溶剂中作图,精细结构完全消失(图d)。
多原子分子电子能级跃迁的种类
有机化合物外层电子为:σ键的σ电子;π键的π电子;未成键的孤电子对n电子,它们所可能发生的跃迁,定性地可用下图表示。
基本术语
a.生色团(chromophore)：产生紫外(或可见)吸收的不饱和基团，如C＝C、C＝O、NO2等。
b.助色团(auxochrome)：其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加(或同时两者兼有)，如：OH、NH2、Cl等。
c.深色位移(bathochromicshift)：由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长。深色位移亦称为红移(redshift)。
d.浅色位移(hypsochromicshift)由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短。浅色位移亦称为蓝移(blueshift)。
e.增色效应(hyperchromiceffect)使吸收强度增加的效应。
f.减色效应(hypochromiceffect)使吸收强度减小的效应。
各类化合物的紫外吸收B.含非共轭烯、炔基团的化合物
这些化合物都含π电子，可以发生π→π*跃迁，其紫外吸收波长较σ→σ*为长，但乙烯吸收在165nm、乙炔吸收在173nm。因此，它们虽名为生色团，但若无助色团的作用，在近紫外区仍无吸收。
C.含不饱和杂原子的化合物
在这类化合物中，σ→σ*、π→π*属远紫外吸收，n→σ*亦属远紫外吸收，不便检测，但n→π*跃迁的吸收波长在紫外区，可以检测。虽然n→π*的跃迁为禁阻跃迁，吸收强度低，但毕竟其吸收位置较佳，易于检测。因此，在紫外鉴定中是不应忽视的。

含有共轭体系的分子
A.共轭体系的形成使吸收移向长波方向共轭烯吸收的计算值注意：用上述规则进行计算时，有计算误差较大的例外情况。当存在环张力或两个烯键不处于同一平面而影响共扼体系的形成时，计算值都偏离实测，菠烯即是一例：

因两个环的张力，提高了电子基态的能量。共轭醛、酮紫外吸收(K带)的计算α，β－不饱和酸、酯一些共轭羧酸的UV吸收：
化合物实测值（ε×104）计算值
CH2=CHCO2H200（1.0）
CH3CH=CHCO2H205（1.4）
=CHCO2H220（1.4）222（217＋5）
CH3(CH=CH)2CO2H254（2.5）256（30＋18＋208）
CH3(CH=CH)3CO2H294（3.7）286（60＋18＋208）
CH3(CH=CH)4CO2H332（4.9）316（90＋18＋208）芳香族化合物烷基苯
烷基无孤电子对，但它的超共轭效应使苯环B吸收带略有深色位移，对E吸收带效应不明显。
苯环上有－CH2OH、－(CH2)nOH、－CH