材料方法第章紫外可见和荧光.pptVIP

一、紫外-可见吸收光谱的基本概念 1、电子跃迁类型 * 第6章 紫外-可见光谱及荧光光谱 紫外-可见吸收光谱（Ultraviolet and Visible Spectroscopy, UV-VIS）统称为电子光谱。 紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收200～800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。 （1） σ- σ*跃迁。位于σ成键轨道上的电子向σ*反键轨道跃迁。 （2） π -π*跃迁。位于π成键轨道上的电子向π*反键轨道跃迁。 （3） n -π*跃迁。位于n轨道上的电子向π*反键轨道跃迁。 （4） n - σ*跃迁。位于n轨道上的电子向σ*反键轨道跃迁。 电子在不同能级间跃迁类型的比较 C=S C-S C=S C=O C-X C=O C=N C-O C-H C=N C=C C-N C-C 涉及的化学键 250nm 160nm 250nm 150nm 吸收波长 弱 强 弱 强 吸收强度 项目 σ、π和n轨道的能级 2、发色团 分子中能吸收紫外光或可见光的结构系统叫做发色团或色基。象C=C、C=O、C≡C等都是发色团。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。 3、助色团 有些原子或基团，本身不能吸收波长大于200nm的光波，但它与一定的发色团相连时，则可使发色团所产生的吸收峰向长波长方向移动。并使吸收强度增加，这样的原子或基团叫做助色团。 4、红移和蓝移 某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向长波长移动的现象称为长移或红移（red shift），这些基团称为向红基团；相反，使吸收峰向短波长移动的现象称为短移或蓝移（blue shift），引起蓝移效应的基团称为向蓝基团。另外，使吸收强度增加的现象称为浓色效应或增色效应（hyperchromic effect）；使吸收强度降低的现象称为淡色效应（hypochromic effect）。 5、吸收带分类 （1）R—带：n→π* 跃迁产生的吸收带，该带的特点是吸收强度很弱，εmax＜100，吸收波长一般在270nm以上。 （2）K—带：共轭谱带），它是由共轭体系的π→π* 跃迁产生的。它的特点是：跃迁所需要的能量较R吸收带大，摩尔吸收系数εmax＞104。K吸收带是共轭分子的特征吸收带，因此用于判断化合物的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最多的吸收带。 （3）B—带：苯型谱带，它是芳香族化合物的特征吸收带。是苯环振动及π→π* 重叠引起的。在230～270nm之间出现精细结构吸收，又称苯的多重吸收。 （4）E-带：乙烯型谱带，它也是芳香族化合物的特征吸收之一。E带可分为E1及E2两个吸收带，二者可以分别看成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的，也属π→π* 跃迁。 图2.25 苯的紫外吸收光谱（异辛烷） 6、光吸收定律 Beer-Lambert定律 在光谱中，常用投射率T（transmittance）来表示光通过的情况，被定义为 紫外光谱的横坐标表示波长，纵坐标可用吸收强度A（或用ε、lgε）表示，也可用透射率T表示。 二、紫外-可见吸收光谱的基本原理 1、紫外吸收光谱： 分子价电子能级跃迁。 波长范围：4-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3) 可见光区:400-800nm 电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。 2、物质对光的选择性吸收及吸收曲线 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? max 用不同波长的单色光照射，测吸光度; M + h? → M * 基态 激发态 E1 （△E） E2 紫外吸收光谱以波长λ（nm）为横坐标，以吸光度A或吸收系数ε为纵坐标。 最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁时所吸收光线的波长称为λmax和λmax相应的摩尔吸收系数为εmax。εmax＞104为强吸收，εmax＜103为弱吸收。 三、紫外光谱法的特点 1、反映了分子中价电子能级跃迁情况。主要应用于共轭体系（共轭烯