【本章小结】
分子的紫外-可见光谱法是利用物质的分子对紫外-可见光谱区(一般认为是200~800nm)的辐射吸收来进行的一种仪器分析方法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构密切相关,这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间跃迁,故属于电子光谱。根据夫兰克-康登(Franck-Condon)原理,在紫外光谱中电子能级发生跃迁的同时必定伴随着振动-转动能级的变化,所以分子光谱是线状光谱。紫外吸收曲线一般都是宽峰,这是由于电子跃迁与振动 -转动能级的变化叠加所致。
Lambert-Beer定理是光谱定量分析的基础。定律成立的前提是:①入射光为单色光;②吸收发生在均匀的介质中;③在吸收过程中,吸收物质互相不发生作用。吸光度与浓度呈线性关系,但在实际工作中常发现Lambert-Beer定律偏离线性的现象,这是由于溶液的化学因素和仪器因素引起的。
紫外-可见分光光度计有单光束和双光束两类。单光束分光光度计结构简单,操作方便,适用于常规分析。双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线,由于两光束同时分别通过参比池和样品池,还能自动消除光源强度变化所引起的误差。紫外-可见分光光度计基本构造是由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示器五部分组成。
化合物的紫外-可见吸收光谱通常在气相或者溶液中测定。溶剂会使吸收峰的位置和强度发生改变。通常溶剂的极性对烯烃和炔烃类碳氢化合物的峰的位置和强度影响较小,但会使酮类化合物峰值发生位移。
紫外-可见光谱法的研究对象大多数是具有共轭双键结构的分子,广泛用于有机物和无机物质的定性和定量分析。有机化合物吸收可见光或紫外光,σ、π和n电子就跃迁到高能态,可能产生的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*。各种跃迁所需的能量或吸收波长与有机化合物的基团、结构有密切关系,根据此原理进行有机化合物的定性和结构分析。
由于有机化合物的紫外-可见吸收光谱比较简单,特征性不强,吸收强度不高,因此应用有一定局限性。但它能够帮助推断未知化合物的结构骨架,配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等进行定性和结构分析,它是一种有用的辅助手段。