紫外-可见光谱(二):原理与吸收定律
一、紫外可见吸收光谱产生的原理
紫外可见吸收光谱是由于分子(或离子)吸收紫外或者可见光(通常200-800 nm)后发生价电子的跃迁所引起的。由于电子间能级跃迁的同时总是伴随着振动和转动能级间的跃迁,因此紫外可见光谱呈现宽谱带。
紫外可见吸收光谱的横坐标为波长(nm),纵坐标为吸光度。紫外可见吸收光谱有两个重要的特征:最大吸收峰位置(λmax)以及最大吸收峰的摩尔吸光系数(κmax)。最大吸收峰所对应的波长代表着化合物在紫外可见光谱中的特征吸收。而其所对应的摩尔吸收系数是定量分析的依据。
紫外可见吸收光谱中重要的概念:
1)蓝移:最大吸收峰向短波长方向移动。增(减)色效应:使吸收强度增强(减弱)的效应;
2)红移:最大吸收峰向长波长方向移动。
3)助色团:本身无紫外吸收,但可以使生色团吸收峰加强或(和)使吸收峰红移的基团,如OH,Cl等。
4)生色团:产生紫外或者可见吸收的不饱和基团,一般是具有n电子和π电子的基团,如C=O, C=N等。当出现几个生色团共轭时,几个生色团所产生的吸收带将消失,取而代之的是新的共轭吸收带,其波长比单个生色团的吸收波长长,强度也增强。
二、定量分析-朗伯比尔定律
朗伯比尔定律:
当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比. 比尔—朗伯定律数学表达式:A=lg(1/T)=Kbc A为吸光度,T为透射比,是透射光强度比上入射光。
吸收定律的适用性
吸收定律俗称比尔定律,其成立条件是待测物为均一的稀溶液、气体等,无溶质、溶剂及悬浊物引起的散射;入射光为单色平行。
注意:运用朗伯比尔定律时,溶液一定要是稀溶液。
1) 比尔定律在有化学因素影响时不成立;
2)解离、缔合、生成络合物或溶剂化等会对比尔定律产生偏离;
3)比尔定律在有仪器因素影响时也不成立;
4)非单色光对比尔定律产生偏离;
5)杂散光(非吸收光)也会对比尔定律产生影响;
6)其他影响因素包括溶剂、光效应等也应考虑。