紫外吸收光譜的基本原理
吸收光譜的產生
許多無色透明的有機化合物,雖不吸收可見光,但往往能吸收紫外光。如果用一束具有連續波長的紫外光照射有機化合物,這時紫外光中某些波長的光輻射就可以被該化合物的分子所吸收,若將不同波長的吸收光度記錄下來,就可獲的該化合物的紫外吸收光譜.
紫外光譜的表示方法
通常以波長λ為橫軸、吸光度A(百分透光率T%)為縱軸作圖,就可獲的該化合物的紫外吸收光譜圖。
吸光度A,表示單色光通過某一樣品時被吸收的程度 A=log(I0/I1), I0入射光強度,I1透過光強度;
透光率也稱透射率T,為透過光強度I1與入射光強度I0之比值,T= I1/I0透光率T與吸光度A的關系為 A=log(1/T)
根據朗伯-比爾定律,吸光度A與溶液濃度c成正比 A=εbc ε為摩爾吸光系數,它是濃度為1mol/L的 溶液在1cm的吸收池中,在一定波長下測得的吸光度,它表示物質對光能的吸收強度,是各種物質在一定波長下的特征常數,因而是檢定化合物的重要數據;c為物質的濃度,單位為mol/L;b為液層厚度,單位為cm。
在紫外吸收光譜中常以吸收帶zui大吸收處波長λmax和該波長下的摩爾吸收系數εmax來表征化合物吸收特征。吸收光譜反映了物質分子對不同波長紫外光的吸收能力。吸收帶的形狀、λmax和εmax與吸光分子的結構有密切的關系。各種有機化合物的λmax和εmax都有定值,同類化合物的εmax比較接近,處于一個范圍。
紫外吸收光譜是由分子中價電子能級躍遷所產生的。由于電子能級躍遷往往要引起分子中核的運動狀態的變化,因此在電子躍遷的同時,總是伴隨著分子的振動能級和轉動能級的躍遷。考慮躍遷前的基態分子并不是全是處于zui低振動和轉動能級,而是分布在若干不同的振動和轉動能級上;而且電子躍遷后的分子也不全處于激發態的zui低振動和轉動能級,而是可達到較高的振動和轉動能級,因此電子能級躍遷所產生的吸收線由于附加上振動能級和轉動能級的躍遷而變成寬的吸收帶。此外,進行紫外光譜測定時,大多數采用液體或溶液試樣。液體中較強的分子間作用力,或溶液中的溶劑化作用都導致振動、轉動精細結構的消失。但是在一定的條件下,如非極性溶劑的稀溶液或氣體狀態,仍可觀察到紫外吸收光譜的振動及轉動精細結構。
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