光谱分析概论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十四章 紫外,-,可见 分光光度法,第一节,光学分析概论,一、电磁辐射和电磁波谱,二、光学分析法及其分类,三、光谱法仪器,分光光度计,一、电磁辐射和电磁波谱,1,电磁辐射（电磁波，光）：以巨大速度通过空间、,不需要任何物质作为传播媒介的一种能量,2,电磁辐射的性质：具有波、粒二向性,波动性：,粒子性：,高能辐射区,射线 能量最高，来源于核能级跃迁,射线 来自内层电子能级的跃迁,光学光谱区 紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁,可见光,红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁,波谱区 微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁,无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁,续前,3,电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称,。,射线,X,射线,紫外光,可见光,红外光,微波,无线电波,波长,长,二、光学分析法及其分类,（一）光学分析法,依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互,作用而建立起来的各种分析法的统称,。,（二）分类：,1,光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部,发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射,辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量,分析方法,按能量交换方向分 吸收光谱法,发射光谱法,按作用结果不同分 原子光谱,线状光谱,分子光谱,带状光谱,续前,2,非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定,电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基,本性质变化的分析方法,分类：折射法、旋光法、比浊法、,射线衍射法,3,光谱法与非光谱法的区别：,光谱法：内部能级发生变化,原子吸收,/,发射光谱法：原子外层电子能级跃迁,分子吸收,/,发射光谱法：分子外层电子能级跃迁,非光谱法：内部能级不发生变化,仅测定电磁辐射性质改变,续前,（三）发射光谱,（四）吸收光谱,例：,-,射线；,x-,射线；荧光,例：原子吸收光谱，分子吸收光谱,三、光谱法仪器,分光光度计,主要特点：五个单元组成,光源,单色器,样品池,检测器,记录装置,第二节 紫外,-,可见,吸收光谱,一、紫外,-,可见吸收光谱的产生,二、紫外,-,可见吸收光谱的电子跃迁类型,三、相关的基本概念,四、吸收带类型和影响因素,一、紫外,-,可见吸收光谱的产生,1,分子吸收光谱的产生,由能级间的跃迁引起,能级：电子能级、振动能级、转动能级,跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程,若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的,光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强,度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱,续前,2,分子吸收光谱的分类：,分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序,3,紫外,-,可见吸收光谱的产生,由于分子吸收紫外,-,可见光区的电磁辐射，分子中,价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生,（吸收能量,=,两个跃迁能级之差）,二、紫外,-,可见吸收光谱的电子跃迁类型,预备知识：,价电子：,电子,饱和的,键,电子 不饱和的,键,n,电子,轨道：,电子围绕原子或分子运动的几率,轨道不同，电子所具有能量不同,基态与激发态：,电子吸收能量，由基态,激发态,c,成键轨道与反键轨道：,n,*,*,图示,b,电子跃迁类型：,1.,*,跃迁：,饱和烃,（,甲烷，乙烷）,E,很高，,n ,*,*,n,*,图示,续前,注：,紫外光谱电子跃迁类型 ：,n,*,跃迁,*,跃迁,饱和化合物无紫外吸收,电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系,根据分子结构,推测可能产生的电子跃迁类型；,根据吸收谱带波长和电子跃迁类型,推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）,三、相关的基本概念,1,吸收光谱（吸收曲线）：,不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同,以,A,作图,next,2,吸收光谱特征：定性依据,吸收峰,max,吸收谷,min,肩峰,sh,末端吸收,饱和,-,跃迁产生,图示,back,续前,3,生色团（发色团）：,能吸收紫外,-,可见光的基团,有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团,具,n,电子和,电子的基团,产生,n,*,跃迁和,*,跃迁,跃迁,E,较低,例：,C,C,；,C,O,；,C,N,；,N,N,4,助色团：,本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收,峰加强同时使吸收峰长移的基团,有机物：连有杂原子的饱和基团,例：,OH,，,OR,，,NH,，,NR,2,，,X,注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的,吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波,长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强,续前,5,红移和蓝移：,由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）,或采用不同溶剂后,吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移,（长移）,吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移,（紫移，短移）,6,增色效应和减色效应,增色效应：吸收强度增强的效应,减色效应：吸收强度减小的效应,7,强带和弱带：,max,10,5,强带,min,10,3,弱带,四、吸收带类型和影响因素,1,R,带：由含杂原子的不饱和基团的,n,*,跃迁产生,C,O,；,C,N,；,N,N,E,小，,max,250400nm,，,max,200nm,，,max,10,4,共轭体系增长，,max,红移，,max,溶剂极性,，对于,(CH,CH),n,max,不变,对于,CH,CCO,max,红移,续前,3,B,带：由,*,跃迁产生,芳香族化合物的主要特征吸收带,max,=,254nm,，,宽带，具有精细结构；,max,=200,极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失,4,E,带：由苯环环形共轭系统的,*,跃迁产生,芳香族化合物的特征吸收带,E,1,180nm ,max,10,4,（,常观察不到）,E,2,200nm ,max,=7000,强吸收,苯环有发色团取代且与苯环共轭时，,E,2,带与,K,带合并,一起红移（长移）,图示,图示,图示,续前,影响吸收带位置的因素：,1,溶剂效应：,对,max,影响：,next,n-,*,跃迁：溶剂极性,，,max,蓝移,-,*,跃迁：溶剂极性,，,max,红移,对吸收光谱精细结构影响,next,溶剂极性,，苯环精细结构消失,溶剂的选择,极性；纯度高；截止波长,max,2,pH,值的影响：影响物质存在型体，影响吸收波长,图示,back,图示,back,