紫外吸收光谱法实验装置图

⑴ 紫外可见吸收光谱法的基本原理

紫外可见吸收光谱的基本原理是利用在光的照射下待测样品内部的电子跃迁，电子跃迁类型有：
（1）σ→σ* 跃迁 指处于成键轨道上的σ电子吸收光子后被激发跃迁到σ*反键轨道
（2）n→σ* 跃迁 指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向σ*反键轨道的跃迁
（3）π→π* 跃迁 指不饱和键中的π电子吸收光波能量后跃迁到π*反键轨道。
（4）n→π* 跃迁 指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向π*反键轨道的跃迁。
电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同：
σ→σ* ～150nm
n→σ* ～200nm
π→π* ～200nm
n→π* ～300nm
吸收能量的次序为：σ→σ*>n→σ*≥π→π*>n→π*
特殊的结构就会有特殊的电子跃迁，对应着不同的能量（波长），反映在紫外可见吸收光谱图上就有一定位置一定强度的吸收峰，根据吸收峰的位置和强度就可以推知待测样品的结构信息。

⑵ 紫外—可见吸收光谱分析方法

4.3.1.1 定性分析

无机元素的定性分析应用紫外—可见分光光度法比较少，主要采用原子发射光谱法或化学分析法。在有机化合物的定性分析鉴定及结构分析方面，由于紫外-可见吸收光谱较为简单，光谱信息少，特征性不强，并且不少简单官能团在近紫外光区及可见光区没有吸收或吸收很弱，在应用时也有较大的局限性。但是，这种方法可适用于不饱和有机化合物，尤其是共轭体系的鉴定，以此推断未知物的骨架结构。此外，还可配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等常用的结构分析法进行定性鉴定和结构分析，不失为一种有利的辅助方法。

吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，是定性分析的光谱依据，而最大吸收波长λ_max及相应的ε_max是定性分析的最主要参数。比较法有标准物质比较法和标准谱图比较法两种。利用标准物质比较，在相同的测量条件下，测定和比较未知物与已知标准物的吸收光谱曲线，如果两者的光谱完全一致，则可以初步认为它们是同一类化合物；利用标准谱图或光谱数据比较，对于没有标准物质或标准物质难于得到的物质，此方法适用。

4.3.1.2 结构分析

紫外—可见分光光度法可以进行化合物某些基团的判别，共轭体系及构型、构象的判断。

(1)某些特征基团的判别

有机物的不少基团(生色团)，如羰基、苯环、硝基、共轭体系等，都有其特征的紫外或可见光吸收带，紫外-可见分光光度法在判别这些基团时，有时是十分有用的。如在270～300nm处有弱的吸收带，且随溶剂极性增大而发生蓝移，就是羰基产生吸收带的有力证据；在184nm附近有强吸收带、204nm附近有中强吸收带、260nm附近有弱吸收带且有精细结构，则是苯环的特征吸收，等等。

(2)共轭体系的判断

共轭体系会产生很强的K吸收带，通过绘制吸收光谱，可以判断化合物是否存在共轭体系或共轭的程度。如果一化合物在210nm以上无强吸收带，可以认定该化合物不存在共轭体系；若215～250nm区域有强吸收带，则该化合物可能有两至三个双键的共轭体系，如1，3-丁二烯，λ_max为217nm，ε_max为21000；若260～350nm区域有很强的吸收带，则可能有三至五个双键的共轭体系，如癸五烯有五个共轭双键，λ_max为335nm，ε_max为118000。

(3)异构体的判断

包括顺反异构及互变异构两种情况的判断。

顺反异构体的判断：生色团和助色团处于同一平面时，会产生最大的共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小，分子的平面性较好，共轭效应强，因此λ_max及ε_max都大于顺式异构体。

互变异构体的判断：某些有机化合物在溶液中可能有两种以上的互变异构体处于动态平衡中，这种异构体的互变过程常伴随有双键的移动及共轭体系的变化，因此会产生吸收光谱的变化。最常见的是某些含氧化合物的酮式与烯醇式异构体之间的互变。例如，乙酰乙酸乙酯就是酮式和烯醇式两种互变异构体，它们的吸收特性不同，酮式异构体在近紫外光区时λ_max为272nm(ε_max为16000)；烯醇式异构体的λ_max则为243nm(ε_max为16000)。两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系，在像水这样的极性溶剂中，由于羰基可能与H₂O形成氢键以降低能量达到稳定状态，所以酮式异构体占优势；而在像乙烷这样的非极性溶剂中，则形成分子内的氢键且形成共轭体系，以使能量降低达到稳定状态，所以烯醇式异构体比率上升。

此外，紫外—可见分光光度法还可以判断某些化合物的构象(如取代基是平伏键还是直立键)及旋光异构体等。

4.3.1.3 定量分析

紫外—可见分光光度法定量分析的常见方法有以下几种。

(1)单组分的定量分析

如果在一个试样中只要测定一种组分，且在选定的测量波长下，试样中其他组分对该组分不干扰，那么进行单组分的定量分析较为简单。一般有标准对照法和标准曲线法两种。

标准对照法：在相同条件下，平行测定试样溶液和某一浓度c_S(应与试液浓度接近)的标准溶液的吸光度A_x和A_S，则由c_S可计算出试样溶液中被测物质的浓度c_x。

A_S=Kc_S，A_x=Kc_x，c_x=c_SA_x/A_S

由于标准对照法仅使用单个标准，引起误差的偶然因素较多，故结果往往较不可靠。

标准曲线法：是实际分析工作中最常用的一种方法。配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液作为参比，测定标准系列溶液的吸光度，绘制吸光度-浓度曲线，称为校准曲线(包括标准曲线或工作曲线)。在相同条件下测定试样溶液的吸光度，从校准曲线上找出与之对应的未知组分的浓度。

此外，有时还可以采用标准加入法(做法与原子吸收光谱法相同)。

(2)多组分的定量分析

根据吸光度具有加和性的特点，在同一试样中可以同时测定两种或两种以上的组分。假设要测定试样中的两种组分为A、B，如果分别绘制A、B两纯物质的吸收光谱，可能有三种情况，如图4.12所示。图4.12 a表明两组分互不干扰，可以用测定单组分的方法分别在λ₁、λ₂测定A、B两种组分；图4.12 b表明A组分对B组分的测定有干扰，而B组分对A组分的测定无干扰，则可以在λ₁处单独测量A组分，求得A组分的浓度c_A，然后在λ₂处测量溶液的吸光度及A、B纯物质的和，根据吸光度的加和性则可以求出c_B；图4.12c表明两组分彼此互相干扰，此时在λ₁、λ₂处分别测定溶液的吸光度

及

，而且同时测定A、B纯物质的

、

及

、

，然后列出联立方程，解得c_A、c_B。

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式中：M_r为衍生物的相对分子质量，扣除生色团的相对分子质量后得到该化合物的相对分子质量；l为吸收介质厚度(cm)。

(2)氢键强度的测定

溶剂效应对吸收光谱的影响表明，溶剂极性增大，会引起吸收带的蓝移和红移，主要是由于溶质分子与溶剂分子的相互作用而引起的，如果它们之间具有可形成氢键的基团，则是由于形成氢键所引起的，因而可以通过吸收波长的移动程度来测定氢键的强度。

(3)在电化学研究方面的应用

分光光度法与电化学结合，构成了一个崭新的研究领域——光谱电化学。光谱电化学技术包括透射技术、镜反射技术和内反射技术三种。以分光光度法为测量手段，研究某些无机物、有机物和生物物质在电极上的电化学行为，可以同时获得氧化还原体系的吸收光谱和氧化还原电位，以此研究所发生的电化学反应的历程及动力学；还可以测定发生电化学反应所转移的电子数、标准电位、摩尔吸光系数以及反应中间产物或最终产物的扩散系数等。光谱电化学发展很快，在研究无机、有机和生物化学氧化还原机理和均相反应动力学等方面将会发挥极大的作用。

⑶ 紫外可见吸收光谱法的简介

分子的紫外可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。如，胆甾酮（a）与异亚丙基丙酮（b）分子结构差异很大，但两者具有相似的紫外吸收峰。两分子中相同的O=C-C=C共轭结构是产生紫外吸收的关键基团。
紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图4.4所示。紫外-可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在200-380 nm的近紫外光区和/或380-780 nm的可见光区有吸收。紫外-可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单,应用十分广泛。如医院的常规化验中，95%的定量分析都用紫外-可见分光光度法。在化学研究中，如平衡常数的测定、求算主-客体结合常数等都离不开紫外-可见吸收光谱。

⑷ 紫外光谱的光谱图

右图是乙酸苯酯的紫外光谱图。
紫外光谱图提供两个重要的数据：吸收峰的位置和吸收光谱的吸收强度。从图中可以看出，化合物对电磁辐射的吸收性质是通过一条吸收曲线来描述的。图中以波长（单位nm）为横坐标，它指示了吸收峰的位置在260 nm处。纵坐标指示了该吸收峰的吸收强度，吸光度为0.8。
吸收光谱的吸收强度是用Lambert（朗伯）—Beer（比尔）定律来描述的，这个定律可以用下面的公式来表示：
A=lg(I0/I)=kcl=lg(1/T)
式中A称为吸光度(absorbance)。I0是入射光的强度，I是透过光的强度，T=I/I0为透射比(transmiπance)，又称为透光率或透过率，用百分数表示。l是光在溶液中经过的距离（一般为吸收池的长度）。c是吸收溶液的浓度。κ=A/(cl)，称为吸收系数(absorptivity)。若c以mol/L为单位，l以cm为单位，则κ称为摩尔消光系数或摩尔吸收系数，单位为c㎡·mol（通常可省略）。
A，T，(1-T)（吸收率），κ，lgκ都能作为紫外光谱图的纵坐标，但最常用的是κ，lgκ。上图是以吸光度A为纵坐标的紫外光谱图，下面四幅图是以T，1-T，κ，lgκ为纵坐标的紫外光谱图。由图可知，透过率与吸收率正好相反，如吸收率为20%，透过率恰好为80%。 最大吸收时的波长（λmax）为紫外的吸收峰，在以吸光度、κ，lgκ、吸收率为纵坐标的谱图中，λmax处于吸收曲线的最高峰顶，而在以透过率为纵坐标的谱图中，λmax处于曲线的最低点。紫外吸收的强度通常都用最大吸收峰的κ值即κmax来衡量。在多数文献报告中，并不绘制出紫外光谱图，只是报道化合物最大吸收峰的波长及与之相应的摩尔消光系数。例如CH₃I的紫外吸收数据为λmax 258 nm(365)，这表示吸收峰的波长为258 nm，相应的摩尔消光系数为365。
紫外光谱的测定大都是在溶液中进行的，绘制出的吸收带大都是宽带，这是 因为分子振动能级的能级差为0.05～1 eV，转动能级的能差小于0.05 eV，都远远低于电子能级的能差，因此当电子能级改变时，振动能级和转动能级也不可避免地会有变化，即电子光谱中不但包括电子跃迁产生的谱线，也有振动谱线和转动谱线，分辨率不高的仪器测出的谱图，由于各种谱线密集在一起，往往只看到一个较宽的吸收带。若紫外光谱在惰性溶剂的稀溶液或气态中测定，则图谱的吸收峰上因振动吸收而会表现出锯齿状精细结构。降低温度可以减少振动和转动对吸收带的贡献， 因此有时降温可以使吸收带呈现某种单峰式的电子跃迁。溶剂的极性对吸收带的形状也有影响，通常的规律是溶剂从非极性变到极性时，精细结构逐渐消失，图谱趋向平滑。

⑸ 在紫外光谱分析中，什么是吸收光谱曲线什么是标准曲线

以A为吸光度做纵坐标，以入射光波长为横坐标，在一定温度，浓度，液层厚度条件下测量，所得曲线为光吸收曲线。是选择最大吸收入射光波长的依据。
固定液层厚度和入射光波长，测定一系列标准溶液的吸光度A，以A为纵坐标，以对应的标准溶液浓度c为横坐标，所得通过原点的直线称为标准曲线。是吸光光度法一种定量方法。
吸收曲线表示同一溶液对不同波长的吸光度，能找出最大吸收波长，便于用最大吸收波长作为吸收光进行定量，减小误差。‍然而，吸光度的大小只能表示物质的相对浓度，于是，需用已知浓度的标准溶液绘制标准曲线，根据未知溶液的吸光度就能知道绝对浓度了。

⑹ 红外吸收光谱法和紫外可见分子吸收光谱法的区别

1、吸收的波长不一样。红外吸收光谱法中，样品吸收的是红外波段的电磁辐射；紫外可见光谱法中，样品吸收的是紫外-可见波段的电磁辐射。

2、仪器原理有区别。红外光谱法应用的是傅立叶变换红外光谱，红外光经过迈克尔逊干涉仪发生干涉后照射样品，采集到样品的干涉图再经过傅立叶变换得到样品的光谱； 而紫外-可见吸收光谱是用双光路分别检测样品和参比的透过光强，然后做差得到的样品光谱。

3、光谱反映的意义不同。红外吸收光谱能给出样品分子的振-转结构信息，可以用于鉴定分子结构； 紫外-可见光谱给出的是分子的电子态跃迁信息，用于确定分子的激发性质。

(6)紫外吸收光谱法实验装置图扩展阅读：

物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色团的特征，而不是整个分子的特征。如果物质组成的变化不影响生色团和助色团，就不会显著地影响其吸收光谱，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光谱。

另外，外界因素如溶剂的改变也会影响吸收光谱，在极性溶剂中某些化合物吸收光谱的精细结构会消失，成为一个宽带。所以，只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，还必须与红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学、物理方法共同配合才能得出可靠的结论。

⑺ 紫外可见吸收光谱法的工作原理

紫外-可见吸收光谱的产生及基本原理
2.1 物质对光的选择性吸收
分子的紫外-可见吸收光谱是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析方法。当某种物质受到光的照射时，物质分子就会与光发生碰撞，其结果是光子的能量传递到了分子上。这样，处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态，即激发态：

M（基态）+hv------M*（激发态）

这就是对光的吸收作用。

由于物质的能量是不连续的，即能量上一量子化的。只有当入射光的能量（hv）与物质分子的激发态和基态的能量差相等时才能发生吸收
△E=E2-E1= hv=hc/λ
而不同的物质分子因其结构的不同而具有不同的量子化能级，即△E不同，故对光的吸收也不同。

名词：吸收光谱曲线（光吸收曲线）PPP7：它反映了物质对不同波长光的吸收情况。PPP7图2-1表示不同浓度的高锰酸钾溶液的吸收光谱。

紫外-可见吸收光谱定性分析的依据：光吸收程度最大处的波长叫做最大吸收波长，用λmax表示，同一种吸光物质，浓度不同时，吸收曲线的形状不同，λmax不变，只是相应的吸光度大小不同，这是定性分析的依据。

紫外-可见吸收光谱定量分析的依据：朗伯-比尔定律。
2.2 朗伯-比尔定律。
紫外-可见分光光度计的定量分析的依据是朗伯-比尔定律。
当单色光通过液层厚度一定的含吸光物质的溶液后，溶液的吸光度A与溶液的浓度c成正比，此公式的物理意义是，当一束平行的单色光通过均匀的含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光物质浓度及吸收层厚度成正比。

2.3 偏离比尔定律的原因
主要原因：目前仪器还不能提供真正的单色光以及吸光物质性质的改变。
（1）非单色光引起的偏离
（2）由于溶液本身的化学和物理因素引起的偏离

⑻ 紫外可见吸收光谱法测定的是多少nm波段电磁波

紫外光波长:400nm以下,可见光波长:400-760nm,红外光:大于760nm 详细介绍：可见光通常指波长范围为:390nm - 780nm 的电磁波.人眼可见范围为:312nm - 1050nm 紫外光波长比可见光短,但比X射线长的电磁辐射.紫外光在电磁波谱中范围波长为10-400 nm.这范围内开始于可见光的短波极限,而与长波X 射线的波长相重迭.紫外光被划分为A 射线、B 射线和C 射线(简称UVA、UVB 和UVC),波长范围分别为400-315nm,315-280nm,280-190nm.

⑼ 紫外可见吸收光谱的形成原理

原理：

在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。

在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种类型，

各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小： σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*

由于一般紫外可见分光光度计只能提供190～850nm范围的单色光，因此，我们只能测量n→σ*的跃迁，n→π*跃迁和部分π→π*跃迁的吸收，而对只能产生200nm以下吸收的σ→σ*的跃迁则无法测量。

(9)紫外吸收光谱法实验装置图扩展阅读：

在数值上等于1mol/L的吸光物质在1cm光程中的吸光度，ε= A/CL，与入射光波长、溶液的性质及温度有关。

（1）吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特征常数，定性的主要依据。

（2）值愈大，方法的灵敏度愈高。

物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色团的特征，而不是整个分子的特征。如果物质组成的变化不影响生色团和助色团，就不会显著地影响其吸收光谱，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光谱。

另外，外界因素如溶剂的改变也会影响吸收光谱，在极性溶剂中某些化合物吸收光谱的精细结构会消失，成为一个宽带。所以，只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，还必须与红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学、物理方法共同配合才能得出可靠的结论。

吸收与色散是相互依赖的，这是一种普遍的物理规律。有吸收就有色散，远离共振的低频区，吸收弱，则是正常色散；在共振区，有强烈吸收，表现为反常色散。经典电子论解释了色散与吸收的规律，定性地与实验结果一致。但是，定量的关系应当建立在量子论的基础之上。