第六章可见紫外分光光度法 一、 分光光度法的基本概念 ,二、可见紫外分光光度计 ·三、分光光度法的基本定律 。四、分子结构与电子光谱 。五、定量分析 。六、在农药分析中的应用
第六章 可见紫外分光光度法 ❖ 一、分光光度法的基本概念 ❖ 二、可见紫外分光光度计 ❖ 三、分光光度法的基本定律 ❖ 四、分子结构与电子光谱 ❖ 五、定 量 分 析 ❖ 六、在农药分析中的应用
一、分光光度法的基本概念 分光光度法是根据物质对光具有选择性的吸收特征而建立起来的 一种分析方法，通常又称吸收光谱法。吸收光谱是可见光谱、紫外光 谱和红外光谱的统称。 吸收光谱是由物质吸收光能而产生。光具有波粒二重性，它既是 电磁波又是辐射能。 (一)光的波动性 光作为电磁波，具有波动性的特征，可用波长（入）、频率() 及波数（σ）来表示。三者的关系可用以下表示。 =9 C 式中：入—波长 C 光速 V 频率 波数，为每厘米长度中波的数目，即波长的倒数，单位为 1/cm
一、分光光度法的基本概念 分光光度法是根据物质对光具有选择性的吸收特征而建立起来的 一种分析方法，通常又称吸收光谱法。吸收光谱是可见光谱、紫外光 谱和红外光谱的统称。 吸收光谱是由物质吸收光能而产生。光具有波粒二重性，它既是 电磁波又是辐射能。 （一）光的波动性 光作为电磁波，具有波动性的特征，可用波长（λ）、频率（v） 及波数（σ）来表示。三者的关系可用以下表示。 式中：λ——波长 c——光速 v——频率 σ——波数，为每厘米长度中波的数目，即波长的倒数，单位为 1/cm。 c v ＝ c v ＝ 1 ＝
(二)光的微粒性一普朗克公式 光作为辐射能又具有微粒性的特征。所谓微粒性，即指光是由光 量子（或光子）的一种粒子组成。光辐射的能量是一份一份的。单个 光量子的能量与波长的关系可用普朗克(plank)公式表示 E=hv=h C=hc 式中：E一能量； h- 普朗克常量 从公式可见，光量子的波长与其能量成反比，波长愈长，能量愈小。 (三)可见紫外、 红外光区的划分 根据电磁波具有波粒二重性的特点，可把自然界存在的各种电磁 波按波长顺序排列成谱，称为电磁波谱，如表6-1所示
（二）光的微粒性——普朗克公式 光作为辐射能又具有微粒性的特征。所谓微粒性，即指光是由光 量子（或光子）的一种粒子组成。光辐射的能量是一份一份的。单个 光量子的能量与波长的关系可用普朗克（plank）公式表示 式中：E——能量； h——普朗克常量 从公式可见，光量子的波长与其能量成反比，波长愈长，能量愈小。 （三）可见紫外、红外光区的划分 根据电磁波具有波粒二重性的特点，可把自然界存在的各种电磁 波按波长顺序排列成谱，称为电磁波谱，如表6－1所示。 c 1 E hv h hc ＝ ＝ ＝
表6-1电磁波谱 光谱区 波长范围 能最 (ev) 动形式 X-射线 0.1-10nm 10 原子内县电子跃迁 远紫外或真空紫外 10-200nm 124 分子中原子中层电子跃迁 紫外光区 200一400atm 4,1 分子中原子外层电子跃迁 可见光区 400-750nm 2.1 分了中原子外层电子跃迁 近红外光区 0.75一2.5m 1.2 分予中涉及氢原子的振动 红外光区 2.5-50um 0.12 分子中原子的振动及分子转动 远红外光区 50一1000μm 10-￥ 分子的转动 微波区 1000-3×10μm 10-3 分子的转动
可将电磁波波长划分为若干波段区域，如X射线区、远 紫外区、可见光区和红外光区等，从表6一1可以看出各区 的波长一次上升，而其能量测依次下降，各波段能量不同， 引起物质运动的形式亦不同。物质吸收紫外光和可见光则 引起分子中价电子的跃迁；物质吸收红外光则引起分子振 动，因此可见紫外光谱又称为电子光谱，红外光谱又称为 分子振动光谱。 本章讨论可见及紫外分光光度法，由于可见紫外吸收 光谱是由电子跃迁产生的，因此波长为100一800nm的光 线才有足够的能量引起电子跃迁。在这个范围内又可分为 三个区域，100一200nm为远紫外区；200一400nm为近 紫外区；400一800nm为可见光区域
可将电磁波波长划分为若干波段区域，如X射线区、远 紫外区、可见光区和红外光区等，从表6－1可以看出各区 的波长一次上升，而其能量则依次下降，各波段能量不同， 引起物质运动的形式亦不同。物质吸收紫外光和可见光则 引起分子中价电子的跃迁；物质吸收红外光则引起分子振 动，因此可见紫外光谱又称为电子光谱，红外光谱又称为 分子振动光谱。 本章讨论可见及紫外分光光度法，由于可见紫外吸收 光谱是由电子跃迁产生的，因此波长为100－800nm的光 线才有足够的能量引起电子跃迁。在这个范围内又可分为 三个区域，100－200nm为远紫外区；200－400nm为近 紫外区；400－800nm为可见光区域
二、 可见紫外分光光度计 分光光度法使用的仪器是分光光度计。分光光度 计的种类很多，其仪器结构的主要部件都是由光源、 分光系统（单色器）、吸收池、检测器和记录仪所组 成。见图6一1
二、可见紫外分光光度计 分光光度法使用的仪器是分光光度计。分光光度 计的种类很多，其仪器结构的主要部件都是由光源、 分光系统（单色器）、吸收池、检测器和记录仪所组 成。见图6－1
单色器 M M 品 P.M 图6-1可见紫外分光光度计光路示意图 (UV-240分光光度计) D,—氘灯：F—滤光片：G一光協；Sam 样品池，P.M—光电倍增管，WI—钨灯，S、 S—连线变化狭缝，M,一M1:一一反射镜，Ref.一 参比池
(一)光源 在可见紫外分光光度计上常用的光源是钨丝 灯和氢弧灯（或氘灯） 可见光区用钨丝白炽灯，其波长在320一 2500nm之间。 紫外光区用氢弧灯或氘灯，其波长在180 375nm。 用氢灯或氘灯作为光源，灯管上必须装有石 英窗（因玻璃对紫外光有吸收）
（一）光源 在可见紫外分光光度计上常用的光源是钨丝 灯和氢弧灯(或氘灯) 可见光区用钨丝白炽灯，其波长在320－ 2500nm之间。 紫外光区用氢弧灯或氘灯，其波长在180－ 375nm。 用氢灯或氘灯作为光源，灯管上必须装有石 英窗（因玻璃对紫外光有吸收）
(二)单色器 单色器是指能将不同波长的入射光分散为单色光的装 置，主要由透镜（聚焦作用）、输入输出狭缝（阻挡不需 要的光)和散射装置（把白色光散成不同波长的光，是一 种分辨器)组成。散射器是单色器的核心，由棱镜或衍射 光栅组成。玻璃棱镜只能用于可见光区；石英棱镜或反射 光栅可用于紫外、可见及近红外光区。 棱镜的色散原理：不同波长的光在玻璃或石英中的折 射率不同，波长短的光折射率大，波长长的光折射率小， 当平行的混合光经过棱镜后，就会使不同波长的光按次序 偏折分开，而成光谱。其光波由紫外线到长波方向越来越 密
（二）单色器 单色器是指能将不同波长的入射光分散为单色光的装 置，主要由透镜（聚焦作用）、输入输出狭缝（阻挡不需 要的光）和散射装置（把白色光散成不同波长的光，是一 种分辨器）组成。散射器是单色器的核心，由棱镜或衍射 光栅组成。玻璃棱镜只能用于可见光区；石英棱镜或反射 光栅可用于紫外、可见及近红外光区。 棱镜的色散原理：不同波长的光在玻璃或石英中的折 射率不同，波长短的光折射率大，波长长的光折射率小， 当平行的混合光经过棱镜后，就会使不同波长的光按次序 偏折分开，而成光谱。其光波由紫外线到长波方向越来越 密
光栅的色散原理：光栅是在石英或玻璃表面上刻划 许多等距离的平行线，大约每2.45cm刻15000一30000条 线。刻线处不透光，光只能在两条刻线中间的平面处透过 去。这些平面形成极微小的缝，光透过小缝时即产生绕射 现象。较长的光波偏折的角度大，较短的光波偏折角度小。 从棱镜或光栅射出的光经旋转反射镜就可依次射出狭 缝，经聚焦后达到吸收池。 现代高级分光光度计往往采用双单色器，即包含两个 光栅或两个棱镜，或一个棱镜一个光栅，这样可以减少杂 散光，提高仪器的分辨能力
光栅的色散原理：光栅是在石英或玻璃表面上刻划 许多等距离的平行线，大约每2.45cm刻15000－30000条 线。刻线处不透光，光只能在两条刻线中间的平面处透过 去。这些平面形成极微小的缝，光透过小缝时即产生绕射 现象。较长的光波偏折的角度大，较短的光波偏折角度小。 从棱镜或光栅射出的光经旋转反射镜就可依次射出狭 缝，经聚焦后达到吸收池。 现代高级分光光度计往往采用双单色器，即包含两个 光栅或两个棱镜，或一个棱镜一个光栅，这样可以减少杂 散光，提高仪器的分辨能力