《紫外可见光谱分析》课件.ppt

紫外可见光谱分析

课程介绍：光谱分析的重要性核心作用光谱分析作为一种重要的分析手段，在科学研究和工业生产中发挥着关键作用。它能够快速、准确地测定物质的成分和含量，为质量控制、产品研发和过程优化提供有力支持。光谱分析的应用领域非常广泛，涵盖化学、物理、生物、材料等多个学科。应用领域

紫外可见光谱的基本原理1分子吸收紫外可见光谱基于分子对紫外和可见光的选择性吸收。当光线通过样品时，分子会吸收特定波长的光，导致透射光的强度降低。通过分析吸收光谱，我们可以获得关于分子结构和性质的信息。2能级跃迁分子吸收光子的能量会导致电子从基态跃迁到激发态。不同的分子具有不同的能级结构，因此吸收特定波长的光的能力也不同。这种选择性吸收是紫外可见光谱分析的基础。光谱特征

电磁辐射与物质的相互作用电磁波电磁辐射是一种能量传播的形式，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。每种辐射类型具有不同的波长和频率。物质结构物质由原子和分子组成，它们具有特定的能级结构。当电磁辐射与物质相互作用时，如果辐射的能量与物质的能级跃迁能量相匹配，就会发生能量的吸收或发射。相互作用电磁辐射与物质的相互作用包括吸收、发射、散射和反射等过程。这些过程取决于辐射的性质和物质的结构。紫外可见光谱主要关注物质对紫外和可见光的吸收。

紫外可见光的定义与性质定义紫外光和可见光是电磁波谱中的一部分。紫外光波长范围约为10-400纳米，而可见光波长范围约为400-780纳米。紫外光能量较高，可见光能量较低。性质紫外可见光具有波动性和粒子性。它们可以发生干涉、衍射和偏振等现象，同时也可以被物质吸收或发射，表现出粒子性。物质对紫外可见光的吸收与分子的电子结构有关。应用紫外可见光广泛应用于光谱分析、光化学反应、光疗等领域。在光谱分析中，通过测量物质对紫外可见光的吸收，可以进行物质的定性和定量分析。

分子能级跃迁电子跃迁分子吸收紫外可见光后，价电子会从基态跃迁到激发态。这种跃迁需要吸收特定能量的光子，能量的大小取决于分子能级之间的差异。不同类型的分子跃迁对应不同的吸收波长。1振动跃迁除了电子跃迁，分子还会发生振动跃迁。振动跃迁通常发生在红外区域，但在紫外可见光谱中，振动跃迁会影响吸收峰的形状，使其变宽或出现振动结构。2转动跃迁分子还可以发生转动跃迁。转动跃迁能量较低，通常发生在微波区域。与振动跃迁类似，转动跃迁也会影响紫外可见光谱的吸收峰形状。3

电子跃迁类型(σ→σ*,n→σ*,π→π*,n→π*)σ→σ*σ→σ*跃迁是指电子从σ成键轨道跃迁到σ*反键轨道。这种跃迁需要较高的能量，通常发生在远紫外区。饱和烃类化合物的吸收主要来自σ→σ*跃迁。n→σ*n→σ*跃迁是指电子从非键轨道(n轨道)跃迁到σ*反键轨道。这种跃迁能量较低，通常发生在近紫外区。含有杂原子(如氧、氮、硫)的化合物可能发生n→σ*跃迁。π→π*π→π*跃迁是指电子从π成键轨道跃迁到π*反键轨道。这种跃迁能量适中，通常发生在紫外可见区。含有不饱和键(如双键、三键、苯环)的化合物会发生π→π*跃迁。n→π*n→π*跃迁是指电子从非键轨道(n轨道)跃迁到π*反键轨道。这种跃迁能量最低，通常发生在可见区。含有羰基(C=O)等基团的化合物可能发生n→π*跃迁。

光谱仪的组成部分光源提供稳定的紫外可见光辐射。单色器将复合光分解为单色光。样品池盛放待测样品。检测器测量透射光的强度。数据处理分析和显示光谱数据。

光源：氘灯，钨灯氘灯氘灯是一种常用的紫外光源，其发射波长范围为160-400纳米。氘灯利用氘气放电产生连续的紫外辐射。氘灯发出的光强度较高，适用于紫外区域的分析。钨灯钨灯是一种常用的可见光源，其发射波长范围为320-2500纳米。钨灯利用电流加热钨丝产生连续的可见光和近红外辐射。钨灯发出的光强度较高，适用于可见区域的分析。选择在选择光源时，需要考虑光源的波长范围、光强度、稳定性和寿命等因素。对于紫外可见光谱分析，通常需要同时使用氘灯和钨灯，以覆盖整个紫外可见区域。

单色器：棱镜，光栅棱镜棱镜单色器利用棱镜对不同波长的光具有不同的折射率，从而将复合光分解为单色光。棱镜单色器的优点是结构简单，但其色散能力有限，分辨率较低。光栅光栅单色器利用光栅的衍射作用将复合光分解为单色光。光栅单色器的优点是色散能力强，分辨率高，但其结构较为复杂。选择在选择单色器时，需要考虑单色器的分辨率、色散能力、波长范围和杂散光等因素。对于高分辨率的光谱分析，通常选择光栅单色器。

样品池：石英，玻璃石英样品池石英样品池具有良好的紫外透射性能，适用于紫外区域的光谱分析。石英样品池的透射波长范围为190-2500纳