石河子大学：《仪器分析》课程教学课件（民族班）第3章 紫外-可见分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, UV-Vis）

第3章 紫外可见分光光度法 (Ultraviolet and Visible Spectrophotometry,UV-Vis) 3.1紫外-可见吸收光谱 3.2吸收光谱的测量-Lambert-Beer定律 3.3紫外可见光度计仪器组成 3.4分析条件选择 3.5UV-is分光光度法的应用 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

3.1 紫外-可见吸收光谱 3.2 吸收光谱的测量-Lambert-Beer 定律 3.3 紫外-可见光度计仪器组成 3.4 分析条件选择 3.5 UV-Vis分光光度法的应用 第3章 紫外-可见分光光度法 (Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, UV-Vis) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

UVis方法是分子光谱方法，它利用分子对外 来辐射的选择性吸收特性。 > UVs涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区 在200~800nm. UV-is主要用于分子的定量分析，但紫外光谱 U)为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤 是有机化合物的重要定性工具之一。 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

 UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外 来辐射的选择性吸收特性。  UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区 在200~800nm.  UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱 (UV)为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤 是有机化合物的重要定性工具之一。 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

第3章 3.1 紫外可见吸收光谱 一、 分子吸收光谱的形成 外 电子运动（△E) 分子运动 核的振动(4Ev) 见分 核间相对运动 分子绕中心的转动(4Br) 光光度 E=E。+E,+E, 运动的分子外层电子-吸收外来辐射- -产生电子能级跃迁-分子吸收光谱。 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

3.1 紫外-可见吸收光谱 一、分子吸收光谱的形成 运动的分子外层电子-吸收外来辐射- -产生电子能级跃迁-分子吸收光谱。 分子运动 分子绕中心的转动（Er） 核的振动（Ev） 电子运动（Ee） 核间相对运动 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 ΔΕ  ΔΕe  ΔΕv  ΔΕr Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

E 第3章紫外可见分光光度法 E, R 能 量 电子能级 350-25um 25-1um 1240-60nm 0.003.0.05e_0.05-4eV -20eV V 转动能级 振动能级 B 电磁波吸收与分子能级变化 A:转动能级跃迁（远红外区）B:转动/振动能级跃迁 (近红外区) C:转动/振动/电子能级跃迁（可见、紫外区） Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

0.0035-0.05eV 0.05-1eV 1-20eV 350-25um 25-1um 1240-60nm 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

100000 80000 B-胡罗卜素 B-carotene 60000 40000 20000 第3章紫外可见分光光度法 400 450 500 550 600 650 1250 1000 咖啡因 750 CH3-N -N-CH3 500 250 Caffeine 270 290 310 330 350 几种有机化合 500 物的分子吸收光 400 网斯匹林 OH 300 谱图。 200 10 EE o-g-cHs Acetyl salicylic acid 0 I(aspirin) 50 270 290 310 330 350 12 0丙酮 9 CH3-C-CH3 6 Acetone 3 0 210230250270290310 330350 Wavelength,nm Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

-胡罗卜素 咖啡因 阿斯匹林 丙酮 几种有机化合 物的分子吸收光 谱图。 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

二、有机化合物的紫外吸收光谱 第 3 价电子：σ电子→饱和的σ键 章 π电子→不饱和的π键 紫 n电子→孤对电子 外 分子中分子轨道有成键轨道与反键轨道。 可见 它们的能级高低为：gn→ g*>→π*>n→T* Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

跃迁能量大小： σ→ σ* > n → σ* >π→ π* > n→ π* 二、有机化合物的紫外吸收光谱 价电子： σ电子 → 饱和的σ键 π电子 → 不饱和的π键 n 电子 → 孤对电子 分子中分子轨道有成键轨道与反键轨道。 它们的能级高低为：σ<π<n <π*<σ* 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

1、饱和有机化合物 第3章 C-C 饱和烃 →。*跃迁 C-H 外 能量很高，入<150nm (远紫外区) 甲烷 入max=125;乙烷 λmax=135 见分 含杂原子 OH 饱和基团 n→g*跃迁 NH. 光度 能量较大，入在200nm附近，大多数仍小于 200nm,落在远紫外区。e在100-3000 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

1、饱和有机化合物 能量很高，λ<150nm（远紫外区） C-C C-H σ→σ* 跃迁 甲烷 λmax=125；乙烷 λmax=135 能量较大，λ在200nm附近，大多数仍小于 200nm，落在远紫外区。ε在100-3000 饱和烃 含杂原子 饱和基团 -OH -NH2 n→σ* 跃迁 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

2、不饱和有机化合物 第3 -C=C- 不饱和 章 基团 n→n*跃迁 外 能量较小，入~200nm, e在5*103-105Lmo1.cm-1 体系共轭，E更小，入更大，吸收强度也大。 见分 H-(CH=CHD）n-H 入ma/nm 6max 颜色 n 1 185 10000 光光度法 2 217 21000 3 258 35000 296 52000 无无无无 5 335 118000 8 415 210000 11 470 185000 15 547 250000 橙红紫 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

2、不饱和有机化合物 能量较小，λ~200nm，ε在5*103 -105L·mol-1 ·cm-1 体系共轭，E更小，λ更大,吸收强度也大。 无 无 无 无 淡黄 橙 红 紫 10000 21000 35000 52000 118000 210000 185000 250000 185 217 258 296 335 415 470 547 1 2 3 4 5 8 11 15 H-(CH=CH) n -H max/nm max 颜色 n 不饱和 基团 -C=C- -C=O -C≡C- π→π*跃迁 不饱和 基团 -C=C- - -C≡C- π→π*跃迁 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

第3章 π→π*跃迁 含杂原子的 不饱和有机 -OH n→π*跃迁 外 化合物 -NH2 -S 可见分光光度法 能量最小，入200400nm(近紫外区) 吸收强度较弱，e在10-100Lmo1cm1 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

能量最小，λ 200~400nm（近紫外区） 吸收强度较弱，ε在10-100L·mol-1 ·cm-1 含杂原子的 不饱和有机 化合物 π→π*跃迁 -OH -NH2 -X -S -C=C- -C=O -C≡C￾n→π*跃迁 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

3、芳香族化合物 第 π→π*跃迁产生的吸收带，光谱学上称为B带 3 (苯型谱带)和E带（乙烯型谱带） o 章 入max~184nm B带由→兀*与苯环 emax~47000 紫 振动引起；它包含多 外 重峰或精细结构。吸 入nlax~-204nm 4.0 em26900 可 收强度小，是弱吸收 E2 溶剂异辛烧 见 带。是芳香结构的特 3.0 分 征吸收。 λmax-256nm 光 E带分为E和E,带。 e max~200 2. 光 它为苯环上三个共扼 双键的π→π*跃迁 法 特征吸收带；是芳香 180 200 220 240 260 280 结构的特征吸收。 /nm 苯的UV图 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer(http://www.novapdf.com)

π→π*跃迁产生的吸收带，光谱学上称为B带 （苯型谱带）和E带（乙烯型谱带）。 λmax~184nm εmax~47000 λmax~204nm εmax~6900 λmax~256nm εmax~200 E带分为E1和E2带。 它为苯环上三个共扼 双键的π→π*跃迁 特征吸收带；是芳香 结构的特征吸收。 B带由π→π*与苯环 振动引起；它包含多 重峰或精细结构。吸 收强度小，是弱吸收 带。是芳香结构的特 征吸收。 苯的UV图 3、芳香族化合物 第 3 章 紫 外- 可 见 分 光 光 度 法 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)