紫外-可见吸收光谱法

仪器分析 紫外可见吸收光谱法 重点：紫外-可见吸收光谱法的特点、基本原理及基本部件

紫外-可见吸收光谱法

• 概述
  • 定义
    • 基于分子的价电子跃迁吸收紫外-可⻅光来研究物质的组成、含量和结构的方法
  • 特点
    • 灵敏度较高、准确度较好、选择性较好、应用广泛、操作简单
  • 波长范围10-780nm
• 基本原理
  • 产生
    • 分子能级
      • 分子中电子、振动和转动能级
  • 分子轨道理论
    • 一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上
  • 跃迁
    • σ→σ*跃迁
      • 吸收波⻓λ < 200 nm）
    • n→σ*跃迁
      • λ:150-250nm
    • π→π*跃迁
      • λmax一般大于 200nm
      • 含有不饱和基团(—C=C—，—C = O )有机化合物含有π电子，可发生π→π*跃迁
    • n→π*跃迁
      • λ max一般大于 200nm
      • 含杂原子不饱和基团(n 电子) ，(—C ≡N, C= O )有机化合物可发生n →π*跃迁
  • 生色团
    • 含有π键的不饱和基团(如 —C=C—，—C=O)
  • 助色团
    • 含有n电子的基团(如—OH、—NH2、 —X等)
  • 共轭效应
    • 当分子含有多个π键，并且被单键隔开时，共轭效应增加， π→π*跃迁能量更低，吸收光谱λmax向⻓波方向移动，摩 尔吸收系数κ增大
  • 红移
    • λmax向⻓波方向移动
  • 蓝移
    • λmax向短波方向移动
  • 增色效应
    • 吸收强度即摩尔吸光系数κ增大
  • 减色效应
    • 吸收强度即摩尔吸光系数κ减弱
  • 溶剂对吸收光谱的影响
    • 对λmax的影响
      • n-π*跃迁:溶剂极性 ↑，λmax↓蓝移
      • π-π*跃迁:溶剂极性↑ ，λmax↑红移
    • 对吸收光谱精细结构和吸收强度影响
      • 溶剂极性↑，苯环精细结构消失
    • 溶剂的选择原则:
      • 比较未知物质和已知物质的吸收光谱时，用相同的溶剂；尽可能用非极性溶剂；所选溶剂在测定范围无吸收或吸收很小
• 仪器
  • 光源
    • 可见光区
      • 钨灯、卤钨灯
    • 紫外区
      • 氢灯
      • 氘灯
  • 单色器
    • 置于吸收池前
    • 棱镜或光栅
  • 吸收池
    • 紫外区
      • 石英池
    • 可见区
      • 玻璃池或石英池
  • 检测器
    • 光电管、光电倍增管、光二极管阵列检测器
  • 信号处理显示器
    • 检流计、电位计、微机进行仪器自动控制和结果处