紫外可見光譜測(cè)試什么？今天鑠思百檢測(cè)小編帶大家詳細(xì)了解一下吧，先來看看紫外可見光譜測(cè)試原理~
一、紫外可見光譜測(cè)試原理
在有機(jī)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(duì)n電子。當(dāng)分子吸收一定能量的輻射能時(shí)，這些電子就會(huì)躍遷到較高的能級(jí)，此時(shí)電子所占的軌道稱為反鍵軌道，而這種電子躍遷同內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。
UV-Vis光譜是由分子外層電子躍遷所產(chǎn)生的，屬于電子光譜。同時(shí)，還伴有分子內(nèi)部振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，從而使譜帶變寬。因此，UV-Vis光譜是帶狀光譜。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*。此躍遷所需能量最大，輻射波長最短，吸收峰在遠(yuǎn)紫外區(qū)(真空紫外區(qū))，波長一般小于150 nm。飽和烴中的C-C鍵屬于這類躍遷，例如乙烷的最大吸收波長為135 nm。此躍遷所需能量比較低，吸收峰一般在200 nm附近，落于遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)。具有未共享電子對(duì)的一些取代基的飽和有機(jī)物都會(huì)產(chǎn)生此躍遷。如CH3OH和CH3NH2的n→σ*躍遷產(chǎn)生的吸收分別為183 nm和213 nm。此躍遷所需能量較小，孤立的π→元吸收峰在200 nm附近，吸收強(qiáng)度大(ε>104)。含有不飽和基團(tuán)的有機(jī)物都會(huì)產(chǎn)生此躍遷。如乙烯(蒸氣)的最大吸收波長λmax為162 nm。分子中若有共軛雙鍵，躍遷所需能量降低， λmax增加;共軛系統(tǒng)越長，躍遷所需能量越低， λmax增加到210 nm以上。此躍遷所需能量最小，輻射波長最長，吸收峰一般都在近紫外區(qū)，甚至在可見區(qū)。它是含雜原子的不飽和基團(tuán)如羰基、硝基等中的孤對(duì)電子向反鍵軌道躍遷。其特點(diǎn)是吸收強(qiáng)度弱(ε在10~100之間)，屬于禁阻躍遷。所謂電荷遷移躍遷是指用電磁輻射照射化合物時(shí)電子從給予體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷。因此，電荷遷移躍遷實(shí)質(zhì)是一個(gè)內(nèi)氧化-還原的過程，而相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷遷移吸收光譜。如苯酰基取代物在光作用下的異構(gòu)反應(yīng)。電荷遷移吸收帶的譜帶較寬，吸收強(qiáng)度較大(εmax>104)。配位場躍遷包括d-d躍遷和f-f躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場作用下才可能發(fā)生，因此又稱為配位場躍遷。吸收峰強(qiáng)烈受配位環(huán)境的影響。例如Cu2+以水為配位體，吸收峰在794 nm處，而以氨為配位體，吸收峰在663 nm處。此類光譜吸收強(qiáng)度弱，較少用于定量分析。1)與其它光譜分析方法相比，其儀器設(shè)備和操作都比較簡單，費(fèi)用少，分析速度快。紫外可見吸收光譜應(yīng)用廣泛，不僅可進(jìn)行定量分析，還可利用吸收峰的特性進(jìn)行定性分析和簡單的結(jié)構(gòu)分析，測(cè)定一些平衡常數(shù)、配合物配位比等；也可用于無機(jī)化合物和有機(jī)化合物的分析，對(duì)于常量、微量、多組分都可測(cè)定。物質(zhì)的紫外吸收光譜基本上是其分子中生色團(tuán)及助色團(tuán)的特征，而不是整個(gè)分子的特征。如果物質(zhì)組成的變化不影響生色團(tuán)和助色團(tuán)，就不會(huì)顯著地影響其吸收光譜，如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光譜。另外，外界因素如溶劑的改變也會(huì)影響吸收光譜，在極性溶劑中某些化合物吸收光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)消失，成為一個(gè)寬帶。所以，只根據(jù)紫外光譜是不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，還必須與紅外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜以及其他化學(xué)、物理方法共同配合才能得出可靠的結(jié)論。利用紫外光譜可以推導(dǎo)有機(jī)化合物的分子骨架中是否含有共軛結(jié)構(gòu)體系，如C=C－C=C、C=C－C=O、苯環(huán)等。利用紫外光譜鑒定有機(jī)化合物遠(yuǎn)不如利用紅外光譜有效，因?yàn)楹芏嗷衔镌谧贤鉀]有吸收或者只有微弱的吸收，并且紫外光譜一般比較簡單，特征性不強(qiáng)。利用紫外光譜可以用來檢驗(yàn)一些具有大的共軛體系或發(fā)色官能團(tuán)的化合物，可以作為其他鑒定方法的補(bǔ)充。（1）如果一個(gè)化合物在紫外區(qū)是透明的，則說明分子中不存在共軛體系，不含有醛基、酮基或溴和碘?？赡苁侵咀逄?xì)浠衔铩?、腈、醇等不含雙鍵或環(huán)狀共軛體系的化合物。（2）如果在210～250 nm有強(qiáng)吸收，表示有K吸收帶，則可能含有兩個(gè)雙鍵的共軛體系，如共軛二烯或α，β-不飽和酮等。同樣在260，300，330 nm處有高強(qiáng)度K吸收帶，在表示有三個(gè)、四個(gè)和五個(gè)共軛體系存在。（3）如果在260～300 nm有中強(qiáng)吸收（ε=200～1000），則表示有B帶吸收，體系中可能有苯環(huán)存在。如果苯環(huán)上有共軛的生色基團(tuán)存在時(shí)，則ε可以大于10000。（4）如果在250～300nm有弱吸收帶（R吸收帶），則可能含有簡單的非共軛并含有n電子的生色基團(tuán)，如羰基等。如果有機(jī)化合物在紫外可見光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而雜質(zhì)在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收，則可利用紫外光譜檢驗(yàn)化合物的純度。對(duì)于異構(gòu)體的確定，可以通過經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算出λmax值，與實(shí)測(cè)值比較，即可證實(shí)化合物是哪種異構(gòu)體。如:乙酰乙酸乙酯的酮-烯醇式互變異構(gòu)。由于位阻作用會(huì)影響共軛體系的共平面性質(zhì)，當(dāng)組成共軛體系的生色基團(tuán)近似處于同一平面，兩個(gè)生色基團(tuán)具有較大的共振作用時(shí)，λmax不改變，εmax略為降低，空間位阻作用較小；當(dāng)兩個(gè)生色基團(tuán)具有部分共振作用，兩共振體系部分偏離共平面時(shí)，λmax和εmax略有降低；當(dāng)連接兩生色基團(tuán)的單鍵或雙鍵被扭曲得很厲害，以致兩生色基團(tuán)基本未共軛，或具有極小共振作用或無共振作用，劇烈影響其UV光譜特征時(shí)，情況較為復(fù)雜化。在多數(shù)情況下，該化合物的紫外光譜特征近似等于它所含孤立生色基團(tuán)光譜的“加合”。溶劑分子與溶質(zhì)分子締合生成氫鍵時(shí)，對(duì)溶質(zhì)分子的UV光譜有較大的影響。對(duì)于羰基化合物，根據(jù)在極性溶劑和非極性溶劑中R帶的差別，可以近似測(cè)定氫鍵的強(qiáng)度。朗伯-比爾定律是紫外-可見吸收光譜法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: A = ε b c
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