紫外可见分光光度法及应用知识介绍

1、紫外可见分光光度法及应用知识介绍国家纳米科学中心纳米检测实验來张利平二零零七年三月三十日说明本文件的目的在于结合中心Lambda950UWVIS/NIR紫外/可见分光光度计帮助用户了解和学习紫外/对见分）t比度法和应用知识.不是仪器培训内容。考虑篇幅的限制，文件内容没有面而俱到。山于作昔水平玄限,文件中不妥和错误之处在所难免，敬请各位不吝批评和指IB主要内容紫外可见分光光度法简介紫外可见光谱的产生双光束紫外可见分光光度计各主要结构部件及其作用 Lambda950UV/VIS/NIR紫夕卜/可见分光光度计的技术指标紫外可见分光光度计的应用紫外可见分光光度计仪器及应用的最新发展紫外可见分光光度法简

2、介-紫外可见光谱和紫外可见分光光度法紫外可见分光光度计的发展紫外可见光谱和紫外可见分光光度法紫外可见光洎h分子的价电子在吸收辐射并跃迁到高能级后所产生的 吸收光谱，通常被称为电子光谱，由于其波长范国在可见和紫外光区（波长 180-780nm ）因此电子光谱又称紫外可见迷谱网于分子光itt.每种电子能级的 跃迁会伴随若干振动和转动能级的跃迁，使分子光谗呈现比原子光谱复杂得姜的宽帯 吸收.紫外可见分光光度法：利用被测畫物质分子对紫外可见波段范围駅色辐射的吸 收或发财强度来进行物质的宦性、応St或结构分析的方法称为葉外町见分光光復法紫外可见分光光度计的发展20世纪30毎代；第-台光电比色管出现20世

3、纪40即代：Bakman UV分光光度计出现（枚俊分光）一单光束仪 -束光，个比色皿个光检测器，分光光度法冇厂新的发展操作麻烦.测就误望较大.价格牧低20世纪50年代：出现光IS型光度计一准双光束仪双光束，一个比色011,阿个光检测;S测註沃差较单光束仪小.价格较贯后来的发展：光柵型和棱镜加光栅型光度计女光束，两个比色I1IL,两个光检测器或个检灣码分析渓泾小.动化程度高.操作筒单,价楼随仪器的附件配買而不同紫外可见光谱的产生右机化合物紫外可见光谱的产生和溶剂的影响无机化合物的紫外可见光谱有机化合物紫外可见光谱的产生卫fitji有机化合物的紫外一可 见吸收光谱； 由分了中价电了的跃迁广 生价电

4、子有以下三种 形成单健的。电子 形成秋健的“电子未成健的n电r分子中电子的能级和跃迁有机化合物电子跃迁的主要类型 nf a* n- n*分子中电子的能 级和跃迁liij捉18nn屮电的能级和ht(1)0 - 0 跃迁吸收光波长在180nm 以下，饱和炷只有C H健才有这种跃迁。只有在真空紫外区才 能观察到，无实际应 用.(2) n - o* 跃迁TTKO分中电子的能级碱疋反itliif含有未成健的杂 原子（如S、N、0、Cl、Br.或I等） 的饱和胫衍生物都 会发生这种跃迁 吸收峰在150 250nm之间，在紫 外区仍观察不到这 类跌迁。也无实际 应用。(3) n - n * 跃迁跃迁所需的能

5、量比n八小吸收峰：200nm附近含有c=c或c二c的不饱和有机物都会发生这类跃迁，瓦说0ji7131分门Wilf的能级和臥丄SilWilWit（4） n-八跃迁跃迁所需能量最小吸收峰一般都在近紫外 区，甚至在可见光区， 波长范围在200700nm 内。匕nliitWl连有杂原子的化和物 如：C=O、-C=N,可发 生这种跃迁。溶剂对紫外可见吸收峰产生的影响溶液的极性对吸收峰的位置有不同的彫响 X - 跃迁；极性的溶液能使激发态的能量降低，吸收峰 向长波方向移动（红移） n -贞編跃迁；极性溶液与未成健的电子形成稳定的氢健， 降低了门轨道的能量.使跃迁需要较多的能量.吸收峰向短波方向移动（蓝移）

6、.伽 水和酒梢的蓝務可达30nm以上溶剂还影响吸收峰强度和光谱精细结构.因此，当比较标准 物质和未知物质的紫外吸收光谱时，必须采用同一种溶剂。无机化合物的紫外可见光谱鹹瀚斑吸带，堰磁辐射（200nm 450nm）煦时到爬1化介物持别是配和物时，化舍物住发生电子跃迁的l-JH，nJ能发牛闪电子从体系的部分（虺子给予休）转移到谏体系的7部分C电F払悦体）的变化.山此产L的吸收:匸零用于定嚴分析.如 Fe3* - SCN Fe 女-SCN（给P体）（挂受体）电荷转移的四种类型异核转移：如Fe-Ti间的转移，如蓝宝石、蓝晶石冋核转移：如Fe2* 一 Fe5* .如曾色上兰金属一配位体转移：如FE -S

7、CN配位体一配位体转移：如冒.卫示滦雄色无机化合物的紫外可见光谱翩蹶副觀h过渡伽水育离了或过波金風离门配位伟所彤成祀合物4型 收紫外或可见比厉所形成的吸收允谄比位场理论的解释：过渡金尿辭iW并的d轨道.配体按定的几何形状捋列住过漑金属离/周国.便廉來能级筒井的d轨道分製成能 R不同的能级如果d叽道未充满则电了就会在这些能级之间发工跃迁.G|id-d跃迁，产生吸收比讲应用利用化合物紫外吸收光常的伽來考察佥嵐出了所处的几何环境的准舁.对配介物的立体结构作出推斯稀土离子及其配合物（卄共純体系配体所生成的胆合物）f-f跃迁.（iWi吸收妤，11不哽配体类刑的越响,隙尔吸光系数比d-d跃迁丿、双光束紫外

8、可见分光光度计的主要部件及其作用放大器双光束紫外可见分光光度计的结构图双光束紫外可见分光光度计的主要部件及苴作用光泅：乐灯和卤轉灯笊灯；紫外波段使用,波长范ffls 190 -400nm范围190、360n叫连挟光谢帶卤钩灯（饵灯）匸可见区使用.波氏范用：330-蚯红外，连续光谱分光系统：紫外可见分光光度计的核心部分组成；入射获縫、准肖儀、光栅、物镜和出射狭縫，光植是核心元件，抉定着整机 庾址好坏和水平禹低，；.采用涂SiO2的金息刻线光柵杂族光小.分誹幸閒作用：从连续光源中分肉出所需要的足够窄波段的光柬，其件能将影响测定的 灵唄如逵择件和匸作曲线的线性崗科比色血玻璃：适用用于可见到近红外区石

9、英：适用于紫外区和可见区刃光束紫外可见分光光度计的主要部件及各部件的作用检测器用于检测光们号.并将光信号转变为电信号，广泛使用光电倍増骨PMT*7的PMT是R6872,灵敏度非常高记录显示系统将估号记录和处理对分光光度计进行控制Lambda950主要附件150mm积分球：可测不透明固体样品、粉未样品：200-900nm）的沒反 射光i亂 在材科、牛命科学和肮尺摂术等眦域自巫耍应川.反射附件：闾1犠外和近紅外区以莎种角度测试样品的反射光信Lambda950技术拆标紫外/可児分比光度禹E作原理：取光東光谱仪液 K 范Uih 17&3300nm朵故光：0.00007%T仪器线性范帼？ 8A波长箱阻

10、0.08nm波长施复性2 0.005nmW0.05nm比度计精度版线 f ih 土 0.0008A （200 nm - 3000 nm）喋声水平？ IQ- L- mol1 -cm1便过渡fcWM合物的定尽分析仃祎广泛的应用定量分析方法鍵对方法标他方法比收收系飲法标准曲拔法 I.-解咲立方程法（不常用）最小二柔法示差分光光度法（不常用定量分析的一些应用例子生命科学领域SBJ的定董检测：2B0nm处有绘人吸收核酸的定it检测：260nm处有址大吸收熬基義的定量检测；230nm处有最大吸收稱的定量检测：218nm处有最大吸收（多稱的定就分析正在研究中）计量领域光度准确度检测标准片的测试光度准确度检测

11、标准溶液的测试杂散光检测用的标准溶液的测试杂16光检测用的标准片的测试定量分析的一些应用例子药品分析中的应用维生族、抗生素、犠胺类药、解热药、去痛商、降血药、僧咳药、抗肿溜药等石油油品分析利用特征吸收检测油品的质於环境中有害物质的检测如检测自来水中的木质素、飙宁、酚类、苯胺类、硝基酚类尊农药及其残留的分析（包招农佝廉体、处代谢如降解拘和杂质的检测）如六六大、滴滴涕、有机氯农药、有机硯农商、飙星甲祓篩类农药等水产品的质嵐分析如水产品中苯、总三卤甲烷、甲苯棊三吟、多氯联苯、 二呀英、氟和汞笛定性分析有机化合物分子结构的推断在鉴疋有机化介物时，通常是在相同的条件卜，比较未知 物再C知林准物质的紫外比

12、谱图.若两者的谱W41JI-J则 可认为持测样晶沁知物质財j相同的生色团 嶽外吸收光谱相同，两种化合物有时不 定郴同，任比较 的同 时.还要比较它幻的K仏如果侍测物质和标冷物质的吸收波K、 吸收系数都相同.则可认为两者时同-物质.有机化和物分子结构的推断检出某些官能团化和物在220800nm范围内无吸收峰它可能是脂肪族碳氢化和物：胺、晴、醇、按酸、氯代烧和氛代坯，不含双健或环状共辘体系，没有醛、酮或澳、碘等基团在250nm300nm有中等强度的吸收帶并且有一定的精细结构，则表示有苯环存在如图为苯在乙醉中的紫外光華在乙静中的紫外吸收光讹有机化和物分子结构的推断i些杂芳环化合物的紫外外吸收/nm杂

13、环化介物I|/nm|200I胆郦I262. 317毗咯210. 340220. 275. 314竹52601250? 3801I275. 311mI1販1核酸含氮基的杂芳环紫外吸收1件氯幕/nm；杂环化合物；/nm1盹岭263. 269加靱259. 284叫唆吟248. 275207, 264, 2911帼碳210. 274利用精细结构推断有机物举例苯在入=180nm和204nm 处有两个强吸收带，分别称 为曰和E2吸收带.是由苯环 结构中环状共盘体系的跃迁 产生的.是芳香族化和物的 特征吸收。在230270n m处有较弱的-系列吸收带.称为梢细结 构吸收带.亦称为B吸收带.B吸收带的精细结构

14、常用来辨 认芳香族化和物.利用精细结构推断有机物举例笨环上有助色团 如0H、CI等取 代，由于n-ir*共 純，使E2吸收带向 长波移动，并产生 精细结构，因此可 以从E2和B来确定 某些取代基的存 在。苯在乙醉中的紫外吸收光谱纯度检查痕景杂JK的检田化合物衣紫外区没有吸收蜂,其杂质有较邑吸收,就可方便的检出该化合物中的痕鼠杂质。如鉴定甲醇和乙醇中的杂质苯利用苯在256nm处的B吸收帯,而屮伸或乙醉在此波长儿卩没仃吸 收，如鉴定四氯化碳中有无二硫化碳杂质只要观察在3伽m处有无二硫化碳的吸收峰即可。在溶液平衡研究中的应用络合物组成的确定和稳定常数的测定 岸尔比法導厚尔连续变化法酸碱离解常数的测定紫外可见分光光度计仪器的最新进展仪器的自动化程度大大提高：如，幵机自检，閑时提IW故障有的仪器带冇敷据处用妆件包和自诊断软竹各种附件的开发：如积分球.齐种样品池架.镜而反射附件，品种繁多 的徴凤池等向仪器的小型化（或微型化）、数字化和便携式方向发展向多功能方向发展：常规分析和待、殊分析相结存（如常規+