紫外可見分光光度計(UV-Vis)
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UV-Vis
UV-VIS 是紫外可見吸收光譜,屬于電子光譜,它們都是由于價電子的躍遷而產(chǎn)生的。利用物質的分子或離子對紫外和可見光的吸收所產(chǎn)生的紫外可見光譜及吸收程度可以對物質的組成、含量和結構進行分析、測定、推斷。
在有機化合物分子中有形成單鍵的σ電子、有形成雙鍵的л電子、有未成鍵的孤對n電子。當分子吸收一定能量的輻射能時,這些電子就會躍遷到較高的能級,此時電子所占的軌道稱為反鍵軌道,而這種電子躍遷同內部的結構有密切的關系。
在紫外吸收光譜中,電子的躍遷有σ→σ*、n→σ*、π→π和n→π*四種類型,
各種躍遷類型所需要的能量依下列次序減小: σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*
吸收帶 λmax/nm 特征 典型基團 εmax
σ→σ* 遠紫外區(qū) 150 遠紫外區(qū)測定 C-C、C-H(在紫外光區(qū)觀測不到)
n→σ* 端吸收 150 ~ 230 紫外區(qū)短波長端至遠紫外區(qū)的強吸收 -OH、-NH 2 、-X、-S
π→π* E1 帶 < 190 芳香環(huán)的雙鍵吸收 (-C=C-C=C-)n >200
K(E2) 帶 < 217 共軛多烯、-C=C-C=O-等的吸收 >10,000
B 帶 ~250 芳香環(huán)、芳香雜環(huán)化合物的芳香環(huán)吸收。有的具有精細結構 >100
n→π* R 帶 200~400 含CO,NO 2 等n電子基團的吸收 C=O、C=S、-N=O、-N=N-、C=N <100
由于一般紫外可見分光光度計只能提供190-850nm范圍的單色光,因此,我們只能測量n→σ*的躍遷,n→π*躍遷和部分π→π*躍遷的吸收,而對只能產(chǎn)生200nm以下吸收的σ→σ*的躍遷則無法測量。
紫外吸收光譜是帶狀光譜,分子中在些吸收帶已被確認,其中有K帶、R?guī)、B帶、E1?SPAN lang=EN-US> h E2帶等。
。藥 是二個或二個以上比鍵共軛時,π電子向π * 反鍵軌道躍遷的結果,可簡單表示為π→π * 。
。?guī)桥c雙鍵相連接的雜原子(例如C=O、C=N、S=O等)上未成鍵電子的孤對電子向π * 反鍵軌道躍遷的結果,可簡單表示為 n→π * 。
E 1 帶和E 2 帶是苯環(huán)上三個雙鍵共軛體系中的π電子向π * 反鍵軌道躍遷的結果,可簡單表示為 π→π * 。
。聨б彩潜江h(huán)上三個雙鍵共軛體系中的π→π * 躍遷和苯環(huán)的振動相重疊引起的,但相對來說,該吸收帶強度較弱。
以上各吸收帶相對的波長位置大小為:R >B>K、E 1 、E 2 ,但一般K和E帶常合并成一個吸收帶。
與可見光吸收光譜一樣,在紫外吸收光譜分析中,在選定的波長下,吸光度與物質濃度的關系,也可用光的吸收定律即朗伯—比爾定律來描述:
。粒 lg (I 0 /I) = εl c
其中A為溶液吸光度,ε為該溶液摩爾吸光系數(shù), l為溶液厚度,c為溶液濃度。