《紫外的光譜法》ppt課件

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1、第二章??紫外光譜法一、概述基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。分為:光譜分析法和非光譜分析法。光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通過測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長和強(qiáng)度來進(jìn)行分析的方法。吸收光譜分析發(fā)射光譜分析分子光譜分析原子光譜分析概述:在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的分析方法稱為吸光光度法,主要有:紅外吸收光譜：分子振動(dòng)光譜，吸收光波長范圍2.5?1000?m,主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。紫外吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長范圍200?400nm（近紫外區(qū)），可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析?？梢娢展庾V：電

2、子躍遷光譜，吸收光波長范圍400?750nm，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。本章主要講授紫外（紫外-可見）光譜。二、紫外可見吸收光譜1．光的基本性質(zhì)光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用波長?、頻率?、光速c、波數(shù)（cm-1）等參數(shù)來描述：??=c；波數(shù)=1/?=?/c光是由光子流組成，光子的能量：E=h?=hc/?（Planck常數(shù)：h=6.626×10-34J×S)按量子力學(xué)，其關(guān)系為：光的波長越短（頻率越高），其能量越大。白光(太陽光)：由各種單色光組成的復(fù)合光。單色光：?jiǎn)尾ㄩL的光(由具有相同能量的光子組成)可見光區(qū)：400-750nm紫外光區(qū)：近紫外區(qū)2

3、00-400nm遠(yuǎn)紫外區(qū)10-200nm（真空紫外區(qū)）微粒性：可用光量子的能量來描述：該式表明：分子吸收電磁波，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，其吸收光的頻率與吸收能量的關(guān)系。由此可見，?與E，v成反比，即?↓，v↑(每秒的振動(dòng)次數(shù)↑)，E↑。遠(yuǎn)紫外區(qū)（10~200nm）：在此波長范圍內(nèi)，大氣有吸收，必須在真空條件下操作，普通儀器觀察不到，對(duì)儀器要求高，遠(yuǎn)紫外也叫真空紫外區(qū)，所以遠(yuǎn)紫外區(qū)在普通有機(jī)化合物機(jī)構(gòu)分析上沒有應(yīng)用。近紫外區(qū)（200~400nm）：在此波長范圍內(nèi)，玻璃有吸收，一般用石英比色器，因此稱近紫外區(qū)為石英紫外區(qū)，近紫外區(qū)最為有用，通常所謂的紫外光譜就是指近紫外區(qū)的

4、光譜。紫外光譜：以波長10~400nm的電磁波照射物質(zhì)分子，即以紫外光照射物質(zhì)分子，由分子的電子能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的光譜叫紫外光譜。紫外光譜是電子光譜的一部分，可見光譜也是電子光譜，電子光譜是由電子躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜的總稱。2.物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線M+熱M+熒光或磷光?E=E2-E1=h?量子化；選擇性吸收;分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長光的吸收程度不同；用不同波長的單色光照射，測(cè)吸光度—吸收曲線與最大吸收波長?max；M+h??M*光的互補(bǔ)：藍(lán)??黃基態(tài)激發(fā)態(tài)E1（△E）E2紫外光譜圖是由橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和吸收曲線組成的。橫坐標(biāo)表示吸收光的波長，用nm（納米）

5、為單位?？v坐標(biāo)表示吸收光的吸收強(qiáng)度，可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透過率)、1-T(吸收率)、?(吸收系數(shù))中的任何一個(gè)來表示。吸收曲線表示化合物的紫外吸收情況。曲線最大吸收峰的橫坐標(biāo)為該吸收峰的位置，縱坐標(biāo)為它的吸收強(qiáng)度。對(duì)甲苯乙酮的紫外光譜圖紫外光譜圖吸收曲線的討論：同一種物質(zhì)對(duì)不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度

6、A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)。1．紫外光譜的產(chǎn)生主要是因?yàn)槲镔|(zhì)分子的能量具有量子化的特征（即物質(zhì)分子的能量具有不連續(xù)的特征）。一個(gè)分子有一系列能級(jí)，其中包括許多電子能級(jí)，分子振動(dòng)能級(jí)以及分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。三．紫外光譜的產(chǎn)生、特征：分子的總能量由以下幾種能量組成：物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式：（1）電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)（2）原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng)（3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)

7、三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量分子的內(nèi)能：電子能量Ee、振動(dòng)能量Ev、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er即E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr紫外-可見光譜屬于電子躍遷光譜。電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。1-20eV0.05-10eV0.05eV以下討論（1）轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差ΔEr：0.005～0.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；（2）振動(dòng)能級(jí)的能量差ΔEv約為：0.05～１eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子