紫外光譜講議

紫外光譜講議第一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三一、概述光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通過測量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長和強度來進行分析的方法。在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對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：分子振動光譜，吸收光波長范圍2.51000m,主要用于有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定。

紫外吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長范圍200400nm（近紫外區(qū)），可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。

可見吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長范圍400750nm，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。本章主要講授紫外可見吸光光度法。第二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三二紫外吸收光譜研究物質(zhì)在紫外、可見光區(qū)的分子吸收光譜的分析方法稱為紫外-可見分光光度法。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷，因此又稱電子光譜。波長范圍10－800nm。該波段可以分為:紫外光區(qū)：遠紫外區(qū)：10-200nm（真空紫外區(qū)）

近紫外區(qū)：200-400nm芳香族化合物或具有共軛體系的物質(zhì)在此區(qū)域有吸收。可見光區(qū)：400-800nm有色物質(zhì)在這個區(qū)域有吸收。與其它光譜測定方法相比，紫外—可見分光光度法具有儀器價格較低，操作簡便的優(yōu)點，廣泛用于無機和有機物質(zhì)的定性和定量測定。主要用于有機化合物共軛發(fā)色基團的鑒定，成分分析，平衡常數(shù)測定、互變異構(gòu)體的測定、氫鍵強度的測定等，是一種有力的分析測試手段。。第三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三三、紫外吸收光譜的產(chǎn)生與電子躍遷1．紫外—可見吸收光譜

有機化合物的紫外—可見吸收光譜，是其分子中外層價電子躍遷的結(jié)果,在有機化合物中的價電子,根據(jù)在分子中成鍵的類型不同分為三種：形成單鍵的σ電子、形成不飽和π電子、和雜原子上為成鍵n電子。分子軌道理論：一個成鍵軌道必定有一個相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處于分子軌道的基態(tài)，即成鍵軌道或非鍵軌道上。當外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量ΔΕ大小順序為：n→π＊

<π→π＊

<n→σ＊

<σ→σ＊

第四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三⑴σ→σ＊躍遷

所需能量最大，σ電子只有吸收遠紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外區(qū)(吸收波長λ<200nm，只能被真空紫外分光光度計檢測到)。如甲烷的λmax為125nm,乙烷λmax為135nm。因碳氫化合物在近紫外區(qū)無吸收,可作紫外測量的溶劑。⑵n→σ＊躍遷所需能量較大。吸收波長為150～250nm，大部分在遠紫外區(qū)，近紫外區(qū)仍不易觀察到。含非鍵電子的飽和烴衍生物(含N、O、S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ躍遷。如甲醇、三甲基胺n→σ躍遷的λmax分別為173nm、183nm和227nm。⑶π→π＊躍遷所需能量較小，吸收波長處于遠紫外區(qū)的近紫外端或近紫外區(qū)，摩爾吸光系數(shù)εmax一般在10４L·mol－１·cm－１以上，屬于強吸收。不飽和烴、共軛烯烴和芳香烴類均可發(fā)生該類躍遷。如乙烯π→π躍遷的λmax為162nm，εmax為:1×10４L·mol-１·cm－１。第五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三⑷n→π＊躍遷

需能量最低，吸收波長λ>200nm。這類躍遷在躍遷選律上屬于禁阻躍遷，摩爾吸光系數(shù)一般為10～100Ｌ·mol－１

·cm－１，吸收譜帶強度較弱。分子中孤對電子和π鍵同時存在時發(fā)生n→π＊躍遷。丙酮n→π＊躍遷的λmax為275nmεmax為22L·mol－１

·cm－１（溶劑環(huán)己烷)。紫外光譜電子躍遷類型：n—π*躍遷

π—π*躍遷飽和化合物無紫外吸收電子躍遷類型與分子結(jié)構(gòu)及存在基團有密切聯(lián)系根據(jù)分子結(jié)構(gòu)→推測可能產(chǎn)生的電子躍遷類型；根據(jù)吸收譜帶波長和電子躍遷類型→推測分子中可能存在的基團（分子結(jié)構(gòu)鑒定）第六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三四、紫外吸收曲線及光的選擇性吸收紫外光譜是由于分子在入射光的作用下，發(fā)生了價電子的躍遷產(chǎn)生的。當以一定波長范圍的連續(xù)光源照射樣品時，一定波長的光被吸收，使透射光強度發(fā)生改變，以波長為橫坐標，百分透過率T％或吸光度（A）為縱坐標即可得被測化合物的吸收光譜。吸收光譜又稱吸收曲線，最大吸收值所對應(yīng)的波長為最大吸收波長

max，在吸收曲線的波長最短一端，吸收相當大但不成峰形的部分稱為末端吸收。整個吸收光譜的位置、強度和形狀是鑒定化合物的標志。

光的互補：藍黃第七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三圖示第八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三吸收曲線的討論：①同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變。而對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。③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)。第九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三五紫外光譜中常用的術(shù)語生色團：從廣義來說，所謂生色團，是指分子中可以吸收光子而產(chǎn)生電子躍遷的原子基團。但是，人們通常將能吸收紫外、可見光的原子團或結(jié)構(gòu)系統(tǒng)定義為生色團。有機化合物：具有不飽和鍵和未成對電子的基團具n電子和π電子的基團產(chǎn)生n→π*躍遷和π→π*躍遷躍遷E較低例：C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—注：當出現(xiàn)幾個發(fā)色團共軛，則幾個發(fā)色團所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長將比單個發(fā)色團的吸收波長長，強度也增強。

第十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三某些常見生色團的吸收光譜第十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三3紫外光譜中常用的術(shù)語助色團：助色團是指帶有非鍵電子對的基團。有機物：連有雜原子的飽和基團，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等，它們本身不能吸收大于200nm的光，但是當它們與生色團相連時，會使生色團的吸收峰向長波方向移動，并且增加其吸光度。紅移與藍移（紫移）有機化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLλmax和吸收強度發(fā)生變化:某些有機化合物經(jīng)取代反應(yīng)引入含有未共享電子對的基團（-OH、-OR、-NH2、-SH、-Cl、-Br、-SR、-NR2

）之后，吸收峰的波長將向長波方向移動，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)。在某些生色團如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波長會向短波方向移動，這種效應(yīng)稱為藍移（紫移）效應(yīng)。如-CH2、-CH2CH3、-OCOCH3。第十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三六、吸收帶類型和影響因素1．R帶：由含雜原子的不飽和基團的n→π*躍遷產(chǎn)生C＝O；C＝N；—N＝N—E小，λmax250~400nm，εmax<100溶劑極性↑，λmax↓→藍移（短移）2．K帶：由共軛雙鍵的π→π*躍遷產(chǎn)生(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—λmax>200nm，εmax>104共軛體系增長，λmax↑→紅移，εmax↑溶劑極性↑，對于—(—CH＝CH—)n—λmax不變對于—CH＝C—CO—λmax↑→紅移第十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前3．B帶：由π→π*躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的主要特征吸收帶λmax=254nm，寬帶，具有精細結(jié)構(gòu)；εmax=200極性溶劑中，或苯環(huán)連有取代基，其精細結(jié)構(gòu)消失4．E帶：由苯環(huán)環(huán)形共軛系統(tǒng)的π→π*躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的特征吸收帶E1180nmεmax>104

（常觀察不到）E2200nmεmax=7000強吸收苯環(huán)有發(fā)色團取代且與苯環(huán)共軛時，E2帶與K帶合并一起紅移（長移）第十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三圖示第十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三圖示第十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前影響吸收帶位置的因素：1．溶劑效應(yīng)：對λmax影響：n-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓藍移

π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑紅移對吸收光譜精細結(jié)構(gòu)影響溶劑極性↑，苯環(huán)精細結(jié)構(gòu)消失溶劑的選擇——極性；純度高；截止波長<λmaxPH值對紫外光譜的影響PH值的改變可能引起共軛體系的延長或縮短，從而引起吸收峰位置的改變，對一些不飽和酸、烯醇、酚及苯胺類化合物的紫外光譜影響很大，如果化合物溶液變?yōu)閴A性時，吸收峰發(fā)生紅移，表明該化合物為酸性物質(zhì)。如果變?yōu)閴A性，發(fā)生藍移，可能為芳胺。第十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三發(fā)生π→π＊躍遷的分子激發(fā)態(tài)的極性總大于基態(tài)，在極性溶劑的作用下，激發(fā)態(tài)能量降低的程度大于基態(tài)，從而使基態(tài)到激發(fā)態(tài)躍遷所需的能量變小，使吸收帶發(fā)生紅移。發(fā)生n→π＊躍遷的分子都含有未成鍵的孤對電子，與極性溶劑形成氫鍵，使得分子的非鍵軌道能量有較大程度的降低，使n→π＊躍遷所需的能量相應(yīng)增大，致使吸收譜帶發(fā)生藍移。第十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三第十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。選擇溶劑時注意下列幾點：（1）溶劑應(yīng)能很好地溶解被測試樣，溶劑對溶質(zhì)應(yīng)該是惰性的。即所成溶液應(yīng)具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性。（2）在溶解度允許的范圍內(nèi)，盡量選擇極性較小的溶劑。（3）溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)應(yīng)無明顯吸收第二十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三2PH值對紫外光譜的影響PH值的改變可能引起共軛體系的延長或縮短，從而引起吸收峰位置的改變，對一些不飽和酸、烯醇、酚及苯胺類化合物的紫外光譜影響很大，如果化合物溶液變?yōu)閴A性時，吸收峰發(fā)生紅移，表明該化合物為酸性物質(zhì)。如果變?yōu)閴A性，發(fā)生藍移，可能為芳胺。第二十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三有機化合物紫外-可見吸收光譜1，飽和烴及其取代衍生物飽和烴類分子中只含有鍵，因此只能產(chǎn)生*躍遷，即電子從成鍵軌道（）躍遷到反鍵軌道（*）。飽和烴的最大吸收峰一般小于150nm，已超出紫外、可見分光光度計的測量范圍。飽和烴的取代衍生物如鹵代烴，其鹵素原子上存在n電子，可產(chǎn)生n*的躍遷。n*的能量低于*。例如，CH3Cl、CH3Br和CH3I的n*躍遷分別出現(xiàn)在173、204和258nm處。這些數(shù)據(jù)不僅說明氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相應(yīng)的吸收波長發(fā)生了紅移，顯示了助色團的助色作用。直接用烷烴和鹵代烴的紫外吸收光譜分析這些化合物的實用價值不大。但是它們是測定紫外和（或）可見吸收光譜的良好溶劑。第二十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三不飽和烴及共軛烯烴2，不飽和烴及共軛烯烴

在不飽和烴類分子中，除含有鍵外，還含有鍵，它們可以產(chǎn)生*和*兩種躍遷。*躍遷的能量小于*躍遷。例如，在乙烯分子中，*躍遷最大吸收波長為180nm

在不飽和烴類分子中，當有兩個以上的雙鍵共軛時，隨著共軛系統(tǒng)的延長，*躍遷的吸收帶將明顯向長波方向移動，吸收強度也隨之增強。在共軛體系中，*躍遷產(chǎn)生的吸收帶又稱為K帶。第二十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三羰基化合物3，羰基化合物羰基化合物含有C=O基團。C=O基團主要可產(chǎn)生*、n*、n*三個吸收帶，n*吸收帶又稱R帶，落于近紫外或紫外光區(qū)。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮這類物質(zhì)與羧酸及羧酸的衍生物在結(jié)構(gòu)上的差異，因此它們n*吸收帶的光區(qū)稍有不同。羧酸及羧酸的衍生物雖然也有n*吸收帶，但是，羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接連結(jié)含有未共用電子對的助色團，如-OH、-Cl、-OR等，由于這些助色團上的n電子與羰基雙鍵的電子產(chǎn)生n共軛，導(dǎo)致*軌道的能級有所提高，但這種共軛作用并不能改變n軌道的能級，因此實現(xiàn)n*躍遷所需的能量變大，使n*吸收帶藍移至210nm左右。第二十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三苯及其衍生物4，苯及其衍生物

苯有三個吸收帶，它們都是由*躍遷引起的。E1帶出現(xiàn)在180nm（MAX=60，000）；E2帶出現(xiàn)在204nm（MAX=8000）；B帶出現(xiàn)在255nm（MAX=200）。在氣態(tài)或非極性溶劑中，苯及其許多同系物的B譜帶有許多的精細結(jié)構(gòu)，這是由于振動躍遷在基態(tài)電子上的躍遷上的疊加而引起的。在極性溶劑中，這些精細結(jié)構(gòu)消失當苯環(huán)上有取代基時，苯的三個特征譜帶都會發(fā)生顯著的變化，其中影響較大的是E2帶和B譜帶。5，稠環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物

稠環(huán)芳烴，如奈、蒽、芘等，均顯示苯的三個吸收帶，但這三個吸收帶均發(fā)生紅移，且強度增加。隨著苯環(huán)數(shù)目的增多，吸收波長紅移越多，吸收強度也相應(yīng)增加。當芳環(huán)上的-CH基團被氮原子取代后，則相應(yīng)的氮雜環(huán)化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光譜，與相應(yīng)的碳化合物極為相似，即吡啶與苯相似，喹啉與奈相似。此外由于引入含有n電子的N原子的，這類雜環(huán)化合物還可能產(chǎn)生n*吸收帶。第二十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三七紫外光譜的應(yīng)用

7.1化合物的定性分析

利用紫外光譜可以推導(dǎo)有機化合物的分子骨架中是否含有共軛結(jié)構(gòu)體系,如C=C－C=C、C=C－C=O、苯環(huán)等。利用紫外光譜鑒定有機化合物遠不如利用紅外光譜有效，因為很多化合物在紫外沒有吸收或者只有微弱的吸收，并且紫外光譜一般比較簡單，特征性不強。利用紫外光譜可以用來檢驗一些具有大的共軛體系或發(fā)色官能團的化合物，可以作為其他鑒定方法的補充。鑒定化合物主要是根據(jù)光譜圖上的一些特征吸收，特別是最大吸收波長λmax即摩爾吸光系數(shù)ε值，來進行鑒定。第二十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三鑒定的方法有兩種：（1）與標準物、標準譜圖對照：將樣品和標準物以同一溶劑配制相同濃度溶液，并在同一條件下測定，比較光譜是否一致。如果兩者是同一物質(zhì)，則所得的紫外光譜應(yīng)完全一致。如果沒有標準用品，可以與標準譜圖進行對比，但要求測定的條件要與標準譜圖完全相同，否則可靠性較差。（2）吸收波長和摩爾吸光吸收：由于不同的化合物，如果具有相同的發(fā)色基團，也可能具有相同的紫外吸收波長，但是它們的摩爾消光吸收是有差別的。如果樣品和標準物的吸收波長相同，摩爾吸光吸收也相同，可以認為樣品和標準物是同一物質(zhì)。第二十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三第二十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三第二十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三如果一個化合物在紫外區(qū)是透明的，則說明分子中不存在共軛體系，不含有醛基、酮基或溴和碘。可能是脂肪族碳氫化合物、胺、腈、醇等不含雙鍵或環(huán)狀共軛體系的化合物。如果在210～250nm有強吸收，表示有K吸收帶，則可能含有共軛體系，如共軛二烯或α，β－不飽和酮等。同樣在260，300，330nm處有高強度K吸收帶，則表示有三個、四個和五個共軛體系存在。如果在260～300nm有中強吸收（ε＝200～1000），則表示有B帶吸收，體系中可能有苯環(huán)存在。如果苯環(huán)上有共軛的生色基團存在時，則ε可以大于10000。結(jié)構(gòu)分析第三十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三如果在250～300nm有弱吸收帶（R吸收帶），則可能含有簡單的非共軛并含有n電子的生色基團，如羰基等。如果化合物呈現(xiàn)許多吸收帶，甚至延伸到可見光區(qū)，則可能含有一長鏈共軛體系或多環(huán)芳香性生色團。若化合物具有顏色，則分子中含有的共軛生色團或助色團至少有四個，一般在五個以上（偶氮化合物除外）。但是物質(zhì)的紫外光譜所反映的實際上是分子中發(fā)色基團和助色基團的特性，而不是整個分子的特性，所以，單獨從紫外吸收光譜不能完全確定化合物的分子結(jié)構(gòu)，必須與紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜及其他方法相配合，方能得出可靠的結(jié)論。但是紫外光譜在推測化合物結(jié)構(gòu)時，也能提供一些重要的信息，如發(fā)色官能團，結(jié)構(gòu)中的共軛關(guān)系，共軛體系中取代基的位置、種類和數(shù)目等。

第三十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三有機化合物結(jié)構(gòu)輔助解析1）可獲得的結(jié)構(gòu)信息（1）200-400nm

無吸收峰。飽和化合物，單烯。（2）270-350nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n→π*躍遷產(chǎn)生的R

帶。（3）250-300nm

有中等強度的吸收峰（ε=200-2000），芳環(huán)的特征吸收（具有精細解構(gòu)的B帶）。（4）200-250nm有強吸收峰（ε104），表明含有一個共軛體系（K）帶。共軛二烯：K帶（230nm）；不飽和醛酮：K帶230nm，R帶310-330nm260nm，300nm，330nm有強吸收峰——3,4,5個雙鍵的共軛體系。

第三十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三7.2純度檢查

如果有機化合物在紫外可見光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強的吸收，則可利用紫外光譜檢驗化合物的純度。如果用品本身有紫外吸收，則可以通過差示法進行檢驗，即取相同濃度的純品在同一溶劑中測定作空白對照，樣品與純品之間的差示光譜就是樣品中含有的雜質(zhì)的光譜。如生產(chǎn)無水乙醇時通常加入苯進行蒸餾，因此無水乙醇中常常帶有少量的苯，而乙醇在紫外光譜中沒有吸收，苯的λmax為256nm，利用苯的消光系數(shù)，即可計算乙醇的純度。第三十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三7.3異構(gòu)體的確定對于構(gòu)造異構(gòu)體，可以通過經(jīng)驗規(guī)則計算出λmax值與實測值比較，即可證實化合物是哪種異構(gòu)體。對于順反異構(gòu)體，一般來說，某一化合物的反式異構(gòu)體的λmax和εmax大于順式異構(gòu)體，如前所述的1，2－二苯乙烯。另外還有互變異構(gòu)體，常見的互變異構(gòu)體有酮－烯醇式互變異構(gòu)，如乙酰乙酸乙酯的酮－烯醇式互變異構(gòu)。第三十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三

在酮式中，兩個雙鍵未共軛，λmax＝204nm,而在烯醇式中，雙鍵共軛。吸收波長較長，λmax＝243nm。通過紫外光譜的譜峰強度可知互變異構(gòu)體的大致含量。不同極性的溶劑中，酮式和烯醇式所占的比例不同，乙酰乙酸乙酯在己烷種烯醇式含量最高，而在水λmax和εmax中的含量最低。第三十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三7.4位阻作用的測定

由于位阻作用會影響共軛體系的共平面性質(zhì)，當組成共軛體系的生色基團近似處于同一平面，兩個生色基團具有較大的共振作用時，λmax不改變，εmax略微降低，空間位阻作用較??；當兩個生色基團具有部分共振作用兩共振體系部分偏離共平面時，λmax和εmax略有降低；當連接兩生色基團的單鍵或雙鍵被扭曲得很厲害，以致兩生色基團基本未共軛，或具有極小共振作用，劇烈影響其UV光譜特征時，情況較為復(fù)雜化。在很多情況下，該化合物的紫外光譜特征近似等以它所含孤立生色基團光譜的“加合”。第三十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三7.5氫鍵強度的測定

溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時，對溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的影響。對于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似測定氫鍵的強度。以丙酮為例，當丙酮在極性溶劑如水中時，羰基的n電子可以與水分子形成氫鍵。λmax＝264.5nm，當分子受到輻射，n電子實現(xiàn)n到π＊躍遷時，氫鍵斷裂，所吸收的能量一部分用于躍遷，一部分用于破壞氫鍵，而在非極性溶劑中，不形成氫鍵，吸收波長紅移，λmax＝279nm。這一能量降低值與氫鍵的能量相等。第三十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三

λmax＝264.5nm，對應(yīng)的能量為452.53KJ/mol，λmax＝279nm，對應(yīng)的能量為428.99KJ/mol，因此，氫鍵的強度或鍵能為452.53－428.99＝23.54KJ/mol，這一數(shù)值與氫鍵鍵能的已知值基本符合。

第三十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三7.6成分分析

紫外光譜在有機化合物的成分分析方面的應(yīng)用比其在化合物定性鑒定方面具有更大的優(yōu)越性，方法的靈敏度高，準確性和重現(xiàn)性都很好，應(yīng)用非常廣泛。只要對近紫外有吸收或可能有吸收的化合物，均可用紫外分光光度法進行測定。定量分析的方法與可見分光光度法相同。定量基礎(chǔ)朗伯-比爾定律第三十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三八、光的吸收定律

1.朗伯—比耳定律布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。A∝b1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A∝c二者的結(jié)合稱為朗伯—比耳定律，其數(shù)學(xué)表達式為：

A＝lg（I0/It)=εbc

式中A：吸光度；描述溶液對光的吸收程度；

b：液層厚度(光程長度)，通常以cm為單位；

c：溶液的摩爾濃度，單位mol·L－１；

ε：摩爾吸光系數(shù)，單位L·mol－１·cm－１；或:A＝lg（I0/It)=abc

c：溶液的濃度，單位g·L－１

a：吸光系數(shù)，單位L·g－１·cm－１

a與ε的關(guān)系為：a=ε/M

（M為摩爾質(zhì)量）第四十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三透光度(透光率)T透過度T:描述入射光透過溶液的程度:

T=It/I0吸光度A與透光度T的關(guān)系:

A

＝－lgT

朗伯—比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測定的依據(jù)。廣泛地應(yīng)用于紫外光、可見光、紅外光區(qū)的吸收測量；

摩爾吸光系數(shù)ε在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。吸光系數(shù)a(L·g-1·cm-1）相當于濃度為1g/L，液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。第四十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三2.摩爾吸光系數(shù)ε的討論吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)，不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時，ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)?？勺鳛槎ㄐ澡b定的參數(shù)。

同一吸收物質(zhì)在不同波長下的ε值是不同的。在最大吸收波長λmax處的摩爾吸光系數(shù)，常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度。

εmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。ε>105：超高靈敏；

ε=(6～10）×104：高靈敏；

ε<2×104：不靈敏。ε在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。第四十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三吸光度的加合性如果溶液中含有n種彼此間不相互作用的組分，它們對某一波長的光都產(chǎn)生吸收，那么溶液對該波長光總吸光度A總應(yīng)等于溶液中幾種組分的吸光度之和，也就是說吸光度具有加和性。A總=εabCa

＋ε2bCb＋ε3bCc＋…+εnbCn吸光度的加和性對多組分同時定量測定，校正干擾等極為有用。多組分的同時測定

⑴若各組分的吸收曲線互不重疊，則可在各自最大吸收波長處分別進行測定。這本質(zhì)上與單組分測定沒有區(qū)別。

⑵若各組分的吸收曲線互有重疊，則可根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出各組分的含量。Aλ1=εaλ1bCa

＋εbλ1bCb

Aλ2=εaλ2bCa

＋εbλ2bCb

第四十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三3.偏離朗伯—比耳定律的原因標準曲線法測定未知溶液的濃度時，發(fā)現(xiàn)：標準曲線常發(fā)生彎曲（尤其當溶液濃度較高時），這種現(xiàn)象稱為對朗伯—比耳定律的偏離。

引起這種偏離的因素（兩大類）：一類是物理性因素，即儀器的非理想引起的；另一類是化學(xué)性因素。（1）物理性因素朗—比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。

也難以獲得真正的純單色光。分光光度計只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對朗伯—比耳定律的正或負偏離。非單色光、雜散光、非平行入射光都會引起對朗伯—比耳定律的偏離，最主要的是非單色光作為入射光引起的偏離。第四十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三非單色光作為入射光引起的偏離假設(shè)由波長為λ1和λ2的兩單色光組成的入射光通過濃度為c的溶液，則：

Ａ1＝lg（Ｉo1/Ｉt1

）＝ε1bc

Ａ2＝lg(Ｉo2/Ｉt2

）＝ε2bc故：Ｉt1＝Ｉo110－ε1bc；Ｉt2

＝Ｉo210－ε2bc式中Ｉo1、Ｉo2分別為λ1、λ2的入射光強度；

Ｉt1、Ｉt2分別為λ1、λ2的透射光強度；

ε1、ε2分別為λ1、λ2的摩爾吸光系數(shù)；因?qū)嶋H上只能測總吸光度A總，并不能分別測得A1和A2，故

A總＝lg（Ｉo總/Ｉt總)＝lg(Io1＋Ｉo2)/(Ｉt1＋Ｉt2）

＝lg(Io1＋Ｉo2)/(Ｉo110－ε1bc

＋Ｉo210－ε2bc

）令：ε1-ε2＝ε；設(shè)：Ｉo1＝Ｉo2A總＝lg(2Io1)/Ｉt1(1＋10－ε2bc

）

=A+lg2-lg(1＋10－ε2bc

)

第四十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期三討論:A總=A1+lg2-lg(1＋10－εbc

)

Δε=0；即：ε1=ε2=ε

則：

A總

＝lg（Ｉo/Ｉt）＝εbc

Δε≠0

若Δε<0；即ε2<ε1

；－Δεbc>0,lg（１＋10Δεbc

）值隨c值增大而增大，則標準曲線偏離直線向c軸彎曲，即負偏離；反之，則向A軸彎曲，即正偏離。

｜Δε｜很小時，即ε1≈ε2：則可近似認為是單色光。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。若濃度較高，即使｜Δε｜很小，A總≠Ａ1，且隨著c值增大，