第3章 紫外-可见分光光度法

【本章教学要求】

●掌握紫外-可见光谱产生的原因及特征,电子跃迁类型、吸收带的类型,Lambert-Beer定律的物理意义及有关计算,单组分定量的各种方法。

●熟悉各种电子跃迁所产生的吸收及其特征;运用伍德沃德-菲泽规则,判断不同的化合物;紫外-可见分光光度计的基本部件和操作。

●了解紫外光谱与有机物分子结构的关系、比色法的原理与应用。

【导入案例】

光致变色材料作为一类新型功能材料,有着十分广阔的应用前景。例如可以作为光信息存储材料、光开关、光转换器等,这些材料在机械、电子、纺织、国防等领域都大有作为。光致变色涂料、光致变色玻璃、光致变色墨水的研制和开发,具有现实性的应用意义。除了以上的应用,光致变色材料还可以作为自显影感光胶片、全息摄影材料、防护和装饰材料、印刷版、印刷电路和伪装材料等。 特别要指出的是,光致变色化合物作为可擦写光存储材料的研究,是近些年来光致变色领域中研究的热点之一。作为可擦写光存储材料的光致变色光存储介质,应满足在半导体激光波长范围具有吸收、非破坏性读出、良好的热稳定性、优良的抗疲劳性和较快的响应速度等条件。光致变色性能的测试,就利用了紫外光谱。

通过紫外光谱进行测试,研究在光的照射下颜色发生可逆变化的现象。如螺口恶嗪类化合物A的环己烷溶液是没有颜色的,但在365nm连续的紫外光的照射下,溶液变成蓝色,在可见光区域产生吸收。随照射时间的延长,吸收峰的强度逐渐变大,直至不再变化为止,将化合物的溶液放在暗处,其在可见光区域的吸收会逐渐下降。

紫外-可见分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry,UV-VIS),亦称紫外-可见分子吸收光谱法(ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry),属于分子光谱,它是分子在紫外-可见光作用下外层价电子发生能级跃迁而产生的吸收光谱,是研究物质电子光谱的分析方法。紫外-可见光谱是指200~800nm紫外光区和可见光区的分子吸收光谱。该法的灵敏度较高,一般可达10-4~10-7g/mL,甚至更低。紫外-可见分光光度法可以进行定性、定量和结构分析。紫外-可见分光光度法具有仪器普及、设备简单、操作方便等优点,广泛地应用于有机化合物和无机化合物的鉴定和定量分析中。