第14章 紫外吸收光谱分析法14.1 紫外吸收光谱基础.ppt

第十四章紫外吸收光谱分析法
紫外吸收光谱分析法概述
紫外吸收光谱的产生
光吸收定律
第一节紫外吸收光谱分析法基础
Ultraviolet spectrophotometry
Base of Ultraviolet spectrometry
2017/11/11
紫外-可见吸收光谱分析法概述
波长范围:100 ~ 800 nm。
远紫外区: 100 ~ 200 nm;
近紫外区: 200 ~ 400 nm;
可见光区: 400 ~ 800 nm。
紫外吸收光谱:价电子能级跃迁。结构鉴定和定量分析。
电子跃迁同时,伴有振动转动能级的跃迁,带状光谱。
最大吸收峰的波长λmax和相应的摩尔吸光系数εmax反映了构成有机分子部分结构的发射团的特征。
2017/11/11
紫外—可见吸收光谱的产生
M + 热
M + 荧光或磷光
E = E2 - E1 = h
量子化;选择性吸收
吸收曲线与最大吸收波长
表征参数: max; εmax
M + h→ M *
基态激发态
E1 (△E) E2
不同分子发生能级跃迁时,ΔE及所吸收光的波长不同。由λ、ε分子结构的相关关系结构鉴定。
250 300 350 400nm
1
2
3
4
e
λ
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电子跃迁与分子吸收光谱
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
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
2017/11/11
能级跃迁
电子能级间跃迁的同时,总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
2017/11/11
讨论:
(1) 转动能级间的能量差ΔΕr:~,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。
(2) 振动能级的能量差ΔΕv约为:~1eV,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。
(3) 电子能级的能量差ΔΕe较大1~20eV。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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讨论:
(4)吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定,反映了分子内部能级分布状况,是物质定性的依据。
(5)吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关,也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同,但εmax不一定相同。
(6)吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比,定量分析的依据。
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光吸收定律
朗伯—比耳定律
A=lg(I0/It)= - lg T =εc l
式中 A:吸光度;描述溶液对光的吸收程度;
l:液层厚度(光程长度),通常以cm为单位;
c:溶液的摩尔浓度,单位 mol·L-1;
ε:摩尔吸光系数,单位 L·mol-1 ·cm -1 ;
或: A=lg(I0/It)= a l c
c:溶液的浓度,单位 g·L -1
a:吸光系数,单位 L·g -1 ·cm -1
a与ε的关系为: a =ε/M (M为相对分子质量)
2017/11/11
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 。
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。
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。
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讨论:
④不同浓度的同一种物质,在某一定波长下吸光度 A 有差异,在λmax 处吸光度A 的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。
⑤在λmax 处吸光度随浓度变化的幅度最大,所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。
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