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第6章 光谱分析 化工学院 陆馨 华东理工大学《材料结构表征及应用》 华东理工大学《材料结构表征及应用》 6.1 吸收光谱分类及基本原理 光谱分析依赖于样品对电磁辐射的吸收或发 射。光谱实验通常是测定两个参数：样品所 吸收或发射的电磁辐射的频率以及吸收或发 射的强度。 电磁波区域范围很广，其波长（λ）越短， 则频率（ν）越高，具有能量（ΔE ）越大。 2 华东理工大学《材料结构表征及应用》 由于分子吸收辐射光的能量是量子化的，只有 当光子的能量恰好等于两个能级之间的能量差 时，才能被分子吸收。因此对某一分子来说， 它只能吸收某一特定频率的辐射能量。 吸收的能量引起分子中价电子跃迁而产生的吸 收光谱叫紫外光谱； 引起分子中成键原子振动能级的跃迁而产生的 光谱，叫红外光谱； 引起分子中核自旋能级跃迁而产生的光谱叫核 磁共振谱。 3 华东理工大学《材料结构表征及应用》 6.2 紫外光谱 6.2.1 概述 紫外光谱的波长范围是200～400 nm ，常用的 紫外光谱仪测试范围可扩展到可见光区域，包括 400～800 nm 的波长区域。 紫外光谱可提供化合物中多重键和芳香共轭性方 面的有关信息，并包括那些能使化合物分子中某 些多重键体系共轭性得以扩展的氧、氮、硫原子 上非键合电子的信息。 4 华东理工大学《材料结构表征及应用》 6.2.1 紫外吸收光谱的产生 σ键电子 价电子 π键电子 未成对的孤对电子 （n 电子） ΔE大小顺序为： σ→σ*n→σ* π→π* n→π* 5 华东理工大学《材料结构表征及应用》 1. σ→σ* 跃迁 饱和烃中的C-C 键是σ键，吸收波长200 nm ， 在紫外光谱区观察不到。 2. n →σ*跃迁 含有非键合电子（即n 电子）的杂原子（如O、 N 、S、卤素等）的饱和烃衍生物都可发生跃迁。 吸收波长为150～250nm 的区域，不易在近紫外 区观察到。 6 华东理工大学《材料结构表征及应用》 3. π→π* 跃迁 不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类的吸收波长大 多在紫外区（其中孤立的双键的最大吸收波长 小于200 nm ），吸收峰的吸收系数ε很高。 4. n →π* 跃迁 在分子中同时存在孤对电子和π键时，会发生 n →π* 跃迁，吸收波长大于200nm，但吸收 峰的吸收系数ε很小，一般为10～100。