紫外可见光谱分析课件.ppt

《紫外可见光谱分析课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《紫外可见光谱分析课件.ppt（82页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、紫外可见光谱分析第1页，此课件共82页哦第三章第三章 紫外紫外可见吸收光谱分析可见吸收光谱分析(分子分子)第一节第一节 概述概述:第二节第二节 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱 与分子结构的关系与分子结构的关系 第三节第三节 紫外可见分光光度计的紫外可见分光光度计的 基本组成与结构基本组成与结构 第四节第四节 紫外可见分光光度计的性能紫外可见分光光度计的性能 第五节第五节 紫外可见吸收光谱法的应用紫外可见吸收光谱法的应用第2页，此课件共82页哦 紫外可见吸收光谱分析，简称紫外可见吸收光谱分析，简称UV-VIS。利利用用分分光光光光度度计计测测量量物物质质对对紫紫外外可可见见光光的的吸吸光光度度

2、和和通通过过物物质质的的紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱来来确确定定物物质质的的组组成成、含含量量，推推断断物物质质结结构构的的分分析析方方法法，称称紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱分分析析，又又称称为为紫紫外外可可见见分分光光度法。光光度法。第一节第一节 概概 述述:第3页，此课件共82页哦 1、灵灵敏敏度度较较高高，一一般般可可测测定定10-6g级级的的物物质质，摩摩尔尔吸吸光系数可达光系数可达104105数量级。数量级。2、准准确确度度比比较较高高，相相对对分分析析误误差差可可控控制制在在15以内。以内。3、方法简便、操作容易、分析速度较快。、方法简便、操作容易、分析速度较快。4、应应用

3、用广广泛泛，在在无无机机化化合合物物分分析析、有有机机化化合合物物的的鉴鉴定定和和结结构构分分析析、同同分分异异构构体体的的鉴鉴别别、配配合合物物的的组组成成和和稳定常数的测定等方面都有应用。稳定常数的测定等方面都有应用。5、缺缺点点：许许多多有有机机化化合合物物在在紫紫外外可可见见光光区区没没有有吸吸收收光光谱谱或光谱较为简单，无法通过光谱了解其结构。或光谱较为简单，无法通过光谱了解其结构。紫外可见吸收光谱分析紫外可见吸收光谱分析一、特点：一、特点：第4页，此课件共82页哦 紫外区紫外区：为石英紫外区，是指可以通过石英：为石英紫外区，是指可以通过石英(SiO2)、且不为氧所吸收的、且不为氧所

4、吸收的200420nm谱区；谱区；可见光区可见光区：波长范围约为：波长范围约为420760 nm。二、紫外二、紫外可见吸收光谱分析谱区：可见吸收光谱分析谱区：普通紫外可见分光光度计普通紫外可见分光光度计（UV-VIS）的波长范围为：）的波长范围为：200800nm，光子的能量范围是，光子的能量范围是6.21.55eV。紫外可见吸收光谱分析紫外可见吸收光谱分析第5页，此课件共82页哦 第二节第二节 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱与分子结构的关系与分子结构的关系二、能级跃迁与分子光谱信息二、能级跃迁与分子光谱信息一、一、分子外层电子的分子轨道与能级分子外层电子的分子轨道与能级第6页，此课件共82

5、页哦 原原子子形形成成分分子子时时，原原子子中中两两个个能能量量相相近近的的外外层电子之间组成化学键。层电子之间组成化学键。原原子子外外层层电电子子最最多多可可有有8个个电电子子，分分布布在在四四个个原原子子轨轨道道上上：一一个个S轨轨道道，电电子子云云的的分分布布呈呈球球形形；三三个个P轨轨道道，电电子子云云的的分分布布呈呈互互相相垂垂直的哑铃形直的哑铃形(Px(Px、PyPy、Pz)Pz)。分子轨道与能级分子轨道与能级一、一、分子外层电子的分子轨道与能级分子外层电子的分子轨道与能级第7页，此课件共82页哦 原原子子通通过过化化学学键键组组成成分分子子后后，形形成成分分子子轨轨道道的的两两个

6、个原原子子的的电电子子轨轨道道的的可可能能有有：S-S、S-Px、Px-Px、Py-Py,、Pz-Pz。前前三三种种轨轨道道电电子子云云形形状状对对于于键键轴轴具具有有圆圆柱柱对对称称性性，称称为为分分子子轨轨道道；后后两两种种对对于于通通过过键键轴轴的的平平面面具具有有反反对对称称性性，称称为为 分分子轨道。子轨道。因因此此分分子子轨轨道道可可以以分分为为四四种种，即即成成键键与与反反键键轨轨道道，成成键键与与反反键键轨轨道道，它它们们分分别别用用,*,*表表示。示。分子轨道与能级分子轨道与能级第8页，此课件共82页哦 有有的的原原子子在在组组成成分分子子时时，其其外外层层还还有有没没参参与

7、与形形成成键键的的孤孤对对电电子子，被被束束缚缚在在原原来来的的原原子子核核周周围围，这这个个嵌嵌在在分分子子内内的的原原子子轨轨道道保保持持原原来来的的能能量量状状态态，称称之之为为非非键轨道，常用键轨道，常用 n 表示。表示。分子轨道与能级分子轨道与能级第9页，此课件共82页哦五种分子轨道所对应的能级示意五种分子轨道所对应的能级示意 能能量量*反键轨道反键轨道*反键轨道反键轨道n非成键轨道非成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道高高低低分子轨道与能级分子轨道与能级第10页，此课件共82页哦 分分子子中中外外层层电电子子的的能能级级结结构构由由五五种种分分子子轨轨道道所所对对应应的的能能级

8、级组组成成，能能量量由由低低到到高高排排列列次次序序为为 n*。电电子子倾向于优先排在能量较低的成键轨道上。倾向于优先排在能量较低的成键轨道上。基基态态分分子子的的外外层层电电子子主主要要是是、n轨轨道道的的电电子子，这这些轨道通常是排满的；分子的空轨道是些轨道通常是排满的；分子的空轨道是*、*轨道。轨道。一一般般有有机机分分子子中中常常同同时时包包含含几几种种分分子子轨轨道道，例例如如在在甲甲醛醛分分子子H2C=O中中，C-H键键是是键键，C=O基基团团中中的的双双键键分分别别为为键与键与键；氧原子上还有键；氧原子上还有n 键分子轨道。键分子轨道。分子轨道与能级分子轨道与能级第11页，此课件

9、共82页哦二、能级跃迁与分子光谱信息二、能级跃迁与分子光谱信息（一）、分子中轨道跃迁与光谱特点（一）、分子中轨道跃迁与光谱特点 1、*跃迁：主要为有机分子中的跃迁：主要为有机分子中的CC键与键与CH键电子键电子(单键单键)。跃迁的能量间距较大，产生跃迁需要。跃迁的能量间距较大，产生跃迁需要的激发光波长在真空紫外区，约的激发光波长在真空紫外区，约150nm左右，普通的紫左右，普通的紫外可见光谱分析不能利用。外可见光谱分析不能利用。可利用饱和烃类化合物的这一特性，做紫外可见光吸收可利用饱和烃类化合物的这一特性，做紫外可见光吸收光谱分析的溶剂，如正己烷、正庚烷等。光谱分析的溶剂，如正己烷、正庚烷等。

10、第12页，此课件共82页哦 2、*跃跃迁迁：主主要要是是有有机机分分子子中中的的C=C，C=O，CC 等等双双键键、三三键键电电子子。跃跃迁迁的的能能量量间间距距约约6电电子子伏伏特特左左右右，产产生生这这类类跃跃迁迁需需要要吸吸收收光光子子的的波波长长在在真真空空紫紫外外区区与与石石英英紫紫外外区区之之间间，约约200nm左左右右，可可被被普普通通的的紫紫外外可可见见光光谱谱分分析析利利用用。产产生生这这类类跃跃迁迁的的几几率率较较高高，其其摩摩尔尔吸吸光光系系数数约约104。有有共共轭轭体体系系的的大大键键与与反反键键之之间间的的能能量量差差降降低低，使使吸吸收收峰峰波波长长向向长长波波方

11、方向向移移动动，可可在在200-700nm的紫外可见光区。的紫外可见光区。分子轨道与能级分子轨道与能级第13页，此课件共82页哦 3、n*跃跃迁迁：主主要要是是含含有有O、N、P等等杂杂原原子子的的有有机机分分子子。这这些些杂杂原原子子中中的的孤孤对对电电子子在在非非成成键键分分子子轨轨道道n上上，n与与*分分子子轨轨道道的的能能量量间间距距也也约约6电电子子伏伏特特，因因此此产产生生这这种种跃跃迁迁需需要要吸吸收收的的光光子子与与*跃跃迁迁相相似似，但但发发生生这这类类跃跃迁迁的的几几率较低，其摩尔吸光系数约率较低，其摩尔吸光系数约102103。分子轨道与能级分子轨道与能级第14页，此课件共

12、82页哦 4、n*跃跃迁迁：主主要要是是既既含含有有C=C双双键键，又又含含有有CO、C=S、N=O、N=N等等杂杂原原子子的的有有机机分分子子，由由于于n与与*这这两两种种分分子子轨轨道道的的能能量量间间距距较较小小，因因此此，产产生生这这种种跃跃迁迁需需要要吸吸收收的的光光子子在在石石英英紫紫外外区区，其其波波长长范范围围较较宽宽，能能被被普普通通的的紫紫外外可可见见光光谱谱分分析析所所利利用用。这这类类跃跃迁迁的的几几率率更更低低，其其摩摩尔尔吸吸光光系系数数约约101102。分子轨道与能级分子轨道与能级第15页，此课件共82页哦 1、生生色色团团：含含有有不不饱饱和和键键，能能吸吸收收

13、紫紫外外可可见见光光产产生生*或或n*跃跃迁迁的的基基团团称称为为生生色色团团或或发发色色团团。如如：C=C、CC、C=O、C=N、N=N、COOH等。等。2、助助色色团团：含含有有未未成成键键n电电子子，本本身身不不产产生生吸吸收收峰峰、但但与与发发色色团团相相连连，能能使使发发色色团团吸吸收收峰峰向向长长波波方方向向移移动动，吸吸收收强强度度增增加加的的杂杂原原子子基基团团称称为为助助色色团团，如如：NH2，OH，OR，SR，X等。等。3、吸吸收收带带：在在紫紫外外可可见见光光光光谱谱中中，吸吸收收峰峰的的波波带带位位置称为吸收带。置称为吸收带。分子轨道与能级分子轨道与能级（二）、生色团、

14、助色团和吸收带（二）、生色团、助色团和吸收带第16页，此课件共82页哦 R吸收带吸收带 K吸收带吸收带 B吸收带吸收带 E吸收带吸收带分子轨道与能级分子轨道与能级吸收带吸收带 通常划分为如下四种：通常划分为如下四种：3、吸收带：在紫外可见光光谱中，吸收、吸收带：在紫外可见光光谱中，吸收峰的波带位置称为吸收带。峰的波带位置称为吸收带。第17页，此课件共82页哦 R R吸吸收收带带：由由n n*跃跃迁迁产产生生。吸吸收收强强度度较较弱弱k10k10k104 4；所所需需的的能能量量大大，在在217217280nm280nm。K K吸吸收收带带的的波波长长位位置置及及吸吸收收强强度度与与共共轭轭体体

15、系系数数目目、位位置置、取取代代基基的的种种类类有有关关。吸吸收收波波长长随随共共轭轭体体系系的的加加长长而而向向长长波波方方向向移移动动，吸吸收收强强度度也也随随之之增增加加。可可用用于于判判断断化合物的共轭结构。化合物的共轭结构。吸收带吸收带第18页，此课件共82页哦 B B吸吸收收带带：由由芳芳香香族族化化合合物物的的*跃跃迁迁而而产产生生的的精精细细结结构构吸吸收收。吸吸收收峰峰在在230230270nm270nm之之间间，k10k102 2。当当苯苯环环上上有有取取代代基基且且与与苯苯环环共共轭轭，或或在在极极性性溶溶剂剂中中测测定定时时，这这些精细结构会简化或消失。些精细结构会简化

16、或消失。E E吸吸收收带带：由由芳芳香香族族化化合合物物的的*跃跃迁迁所所产产生生，是是芳芳香香族族化化合合物物的的特特征征吸吸收收，可可分分为为E E1 1带带和和E E2 2带带。E E1 1带带出出现现在在185nm185nm处处、强强吸吸收收k10k104 4；E E2 2带带出出现现在在204nm204nm，为为较较强吸收强吸收k10k103 3。当当苯苯环环上上有有发发色色团团且且与与苯苯环环共共轭轭时时，E E带带与与K K带带合合并并向向长长波波方方向移动，向移动，B B吸收带的精细结构简化，吸收强度增加、向长波方向移动。吸收带的精细结构简化，吸收强度增加、向长波方向移动。吸收

17、带吸收带第19页，此课件共82页哦 紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱主主要要取取决决于于分分子子中中电电子子轨轨道道的的能能级级跃跃迁迁，但但分分子子的的内内部部结结构构和和外外部部环环境境也也会会对对其产生影响。其产生影响。（三）、影响紫外可见吸收光谱的因素（三）、影响紫外可见吸收光谱的因素1、共轭效应、共轭效应2、助色效应、助色效应3、超共轭效应、超共轭效应4、溶剂的影响、溶剂的影响影响因素：影响因素：第20页，此课件共82页哦吸收光谱影响因素吸收光谱影响因素 1、共共轭轭效效应应：使使共共轭轭体体系系形形成成大大键键，可可使使各各能能级级间间的的能能量量差差减减小小，跃跃迁迁也也变变的的

18、容容易易。因因此此共共轭轭效效应应使使吸吸收收波波长长向向长长波波方方向向移移动动，吸吸收收强强度度也也随随之之加加强强。随随着着共共轭轭体体系系的的加加长长，吸吸收收峰峰的的波波长长和和吸吸收收强强度度会呈现规律性的改变。会呈现规律性的改变。2、助助色色效效应应：使使助助色色团团的的n电电子子于于发发色色团团的的电电子子共共轭轭，也也可可使使吸吸收收峰峰的的波波长长向向长长波波方方向向移移动动，吸收强度也随之增加。吸收强度也随之增加。第21页，此课件共82页哦 3、超超共共轭轭效效应应：由由烷烷基基的的键键与与共共轭轭体体系系的的键键共共轭轭而而引引起起，其其效效应应也也可可使使吸吸收收峰峰

19、向向长长波波方方向向移移动、吸收强度增加，但其作用远小于共轭效应。动、吸收强度增加，但其作用远小于共轭效应。4、溶溶剂剂的的影影响响：溶溶剂剂的的极极性性强强弱弱能能影影响响物物质质的的精精细细结结构构，影影响响其其紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱的的吸吸收收峰峰波波长长、吸吸收收强度和形状。强度和形状。吸收光谱影响因素吸收光谱影响因素第22页，此课件共82页哦 n*跃迁的吸收峰向短波方向移动，跃迁的吸收峰向短波方向移动，称短移或紫移效应。称短移或紫移效应。*跃迁的吸收峰向长波方向移跃迁的吸收峰向长波方向移动，称为长移或红移效应。动，称为长移或红移效应。溶剂的极性增强：溶剂的极性增强：吸收光谱

20、影响因素吸收光谱影响因素第23页，此课件共82页哦例：异例：异亚亚丙基丙丙基丙酮酮的溶的溶剂剂效效应应极性增强极性增强溶溶剂剂正己正己烷烷氯氯仿仿甲醇甲醇水水*230nm230nm238nm238nm 237nm237nm 243nm243nm 向向长长波移波移动动波长波长增加增加nn*329nm329nm315nm315nm 309nm309nm 305nm305nm 向短波移向短波移动动波长波长缩短缩短吸收光谱影响因素吸收光谱影响因素:溶剂溶剂第24页，此课件共82页哦第25页，此课件共82页哦第三节第三节 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计基本组成与结构基本组成与结构一、仪器的基本组成

21、一、仪器的基本组成二、紫外可见分光光度计整机的光路结构二、紫外可见分光光度计整机的光路结构第26页，此课件共82页哦一、仪器的基本组成一、仪器的基本组成 由光源、单色器由光源、单色器(分光系统分光系统)、吸收池、检测器、吸收池、检测器和显示器等五大部分组成。和显示器等五大部分组成。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计 紫外可见分光光度计的测定波长紫外可见分光光度计的测定波长范围最大在范围最大在2001000nm。光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示器显示器第27页，此课件共82页哦 光源是提供激发所需入射光的装置。光源是提供激发所需入射光的装置。光光源源的的数数量量特特征征，要要求

22、求光光源源有有足足够够高高和和稳稳定定的的强强度度。光光源源的的不不稳稳定定性性会会叠叠加加到到定定性性信信息息中，影响测量的准确度与精确度。中，影响测量的准确度与精确度。光光源源的的性性质质特特征征(光光谱谱特特征征):每每种种光光源源所所发发的的光光具具有有一一定定的的波波长长范范围围；不不同同波波长长成成分分光光()的的相对强度相对强度fs()也不同。也不同。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计1、光源、光源第28页，此课件共82页哦常用光源：钨灯、氢灯、氘灯、氙灯常用光源：钨灯、氢灯、氘灯、氙灯 (1)、钨灯：可见光区光源。白炽钨灯的灯丝温度约、钨灯：可见光区光源。白炽钨灯的灯丝温度约

23、2850K，工作波长范围约为，工作波长范围约为3502500nm，所发出的，所发出的光大部分在近红外区。为了提高其在可见区辐射的光大部分在近红外区。为了提高其在可见区辐射的相对强度，须提高灯丝的温度，为此常在灯泡内充相对强度，须提高灯丝的温度，为此常在灯泡内充入卤素气体，制成卤素灯，如碘钨灯，溴钨灯等。入卤素气体，制成卤素灯，如碘钨灯，溴钨灯等。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第29页，此课件共82页哦 是是低低压压氢氢和和氘氘的的气气体体放放电电灯灯，能能在在160360nm间间发发出出波波长长连连续续的的紫紫外外光光。在在空空气气中中，用用石石英英作作灯灯管管的的氢氢灯灯或或氘氘灯灯，

24、由由于于受受石石英英与与空空气气透透过过特特性性的的影影响响，工工作作波波长长范范围围约约为为190360nm(普普通通玻玻璃璃不不能能通通过过紫紫外外线线，只只能能通通过过可可见见光光)。与氢灯相比，氘灯的能量输出和波长范围均显著的提高。与氢灯相比，氘灯的能量输出和波长范围均显著的提高。(2)、氢灯和氘灯氢灯和氘灯，(3)、氙灯、氙灯 在紫外区和可见区都可以发出强度高、波长连续的光，在紫外区和可见区都可以发出强度高、波长连续的光，是高档仪器采用的光源。是高档仪器采用的光源。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第30页，此课件共82页哦2.单色器（分光系统）：单色器（分光系统）：单单色色器器是

25、是提提供供将将光光源源辐辐射射的的复复合合光光分分成成单单色色光光的的光学装置。光学装置。单单色色器器的的功功能能：通通过过色色散散器器件件，将将光光源源产产生生的的包包含含多多种种波波长长成成分分的的、波波长长连连续续的的复复色色光光，在在空空间间上上分分开开，呈呈按按一一定定波波长长顺顺序序排排列列的的单单色色光光，然然后后取取出出所所需需波波长长的的单单色色光光用于分析。用于分析。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第31页，此课件共82页哦 入射狭缝：只许光源分一束光进入。入射狭缝：只许光源分一束光进入。准光镜：将光源产生的光转变为平行光束，使其照射准光镜：将光源产生的光转变为平行光束

26、，使其照射在色散元件上的入射角均相等。在色散元件上的入射角均相等。色散元件：为棱镜或光栅，将复合光色散成按一定色散元件：为棱镜或光栅，将复合光色散成按一定波长顺序排列的单色光。波长顺序排列的单色光。成像物镜：将色散原件产生的单色平行光，在其焦成像物镜：将色散原件产生的单色平行光，在其焦平面的不同位置聚焦，成为出射狭缝对应波长的单色光。平面的不同位置聚焦，成为出射狭缝对应波长的单色光。出射狭缝：使分析所需波长的单色光通过出射狭缝：使分析所需波长的单色光通过。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计(1)单色器的组成单色器的组成:第32页，此课件共82页哦棱镜单色器的结构原理示意棱镜单色器的结构原理示

27、意光源光源入射狭缝入射狭缝准光镜准光镜棱镜棱镜成像物镜成像物镜出射狭缝出射狭缝光光电电管管第33页，此课件共82页哦 单单色色器器中中入入射射狭狭缝缝越越窄窄，则则光光谱谱带带上上任任意意一一点点的的波波长长成成分分越越纯纯，光光谱谱的的质质量量就就越越高高；出出射射狭狭缝缝越越小小，则则产产生生单单色色光光的的带带宽宽小小、单单色色性性好好、但但能能量量小小，影影响响仪仪器器的的信噪比。信噪比。通通常常入入射射狭狭缝缝和和出出射射狭狭缝缝进进行行同同步步调调节节，保保持持两两者者的的宽宽度度相相同同，这这种种情情况况下下单单色色光光的的能能量量输输出与狭缝的宽度的平方成正比。出与狭缝的宽度的

28、平方成正比。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计狭缝大小的影响狭缝大小的影响第34页，此课件共82页哦 棱棱镜镜：棱棱镜镜材材料料对对不不同同波波长长光光的的折折射射率率不不同同，波波长长短短光光的的折折射射率率大大，波波长长长长的的光光折折射射率率小小。平平行行的的复复合合光光经经色色散散后后，就就按按波波长长顺顺序序被被分分解解为为不不同同波波长长的的“单单色色光光”，得到按波长顺序展开的光谱。得到按波长顺序展开的光谱。有有玻玻璃璃棱棱镜镜(可可见见光光)和和石石英英棱棱镜镜(紫紫外外波波段段)。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计（2）、色散元件）、色散元件:棱镜或光栅棱镜或光栅第35页

29、，此课件共82页哦 光光栅栅：利利用用多多狭狭缝缝干干涉涉和和单单狭狭缝缝衍衍射射的的联联合合作作用用，将将复复合合光光色色散散为为“单单色色光光”；多多狭狭缝缝干干涉涉决决定定谱谱线线的的位位置置，单单狭缝衍射决定谱线的强度分布。狭缝衍射决定谱线的强度分布。有凹面光栅和平面光栅。有凹面光栅和平面光栅。色色散散作作用用：用用光光栅栅公公式式表表示示d(sin+sin)=nd(sin+sin)=n，式式中中：、分分别别为为入入射射角角和和衍衍射射角角，整整数数n为为光光谱谱级级数数，波波长长。在在入入射射角角一一定定的的情情况况下下，衍衍射射角角随随波波长长而而不不同同而而变变化化，将复合光色散

30、为单色光。将复合光色散为单色光。（2）、色散元件）、色散元件:紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第36页，此课件共82页哦（3）、单色器的性能指标）、单色器的性能指标 包包括括：单单色色光光的的单单色色性性、波波长长分分辨辨率率和和单单色色光光的的强强度度等指标评价。等指标评价。单单色色性性是是指指单单色色光光波波长长成成分分的的纯纯度度，用用光光谱谱带带宽宽表表示示，简简称称带带宽宽。指指单单色色光光光光谱谱中中1/21/2峰峰高高处处的的波波长长宽宽度度，称称为为半半高宽或半宽。高宽或半宽。波波长长分分辨辨率率：光光谱谱仪仪分分辩辩谱谱线线的的能能力力，是是光光谱谱仪仪极极为为重重要的性

31、能指标。要的性能指标。有有绝绝对对分分辨辨率率、相相对对分分辨辨率率和和实实际际分分辨辨率率、理理论论极极限分辨率等。限分辨率等。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第37页，此课件共82页哦 绝绝对对分分辨辨率率：指指最最低低实实际际能能分分开开的的两两条条谱谱线线之之间间的的绝绝对对距距离离，也也称称为分辨波长。为分辨波长。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计单色器的波长分辨率单色器的波长分辨率 绝绝对对分分辨辨率率越越小小，光光谱谱仪仪分分辨辨谱线的能力越大。谱线的能力越大。第38页，此课件共82页哦3、吸吸收收池池 即即比比色色皿皿，根根据据测测定定波波长长的的范范围围，用用光光学学玻

32、玻璃璃或或石石英英加加工工而而成成。有有不不同同大大小小光光径径的的系系列。列。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计 4、检测器、检测器 分光光度计中检测信号的器件称分光光度计中检测信号的器件称为检测器。光谱仪器中信号的传输主要是光强度特为检测器。光谱仪器中信号的传输主要是光强度特征的传送，受检测器影响很大。征的传送，受检测器影响很大。检测器的类型有：检测器的类型有：单通道检测器和多通道检测单通道检测器和多通道检测器。器。第39页，此课件共82页哦 单单通通道道检检测测器器：检检测测器器位位于于单单色色器器的的出出射射狭狭缝缝后后面面，只只能能对对一一种种波波长长成成分分的的光光进进行行检检测

33、测。波波长长扫扫描描时时，检检测测器器逐逐个个检检测测各各个个单单色色光光波波长长单单元元的的强强度度，因因此此，扫扫描描一一个个样样品的光谱要有足够长的时间。品的光谱要有足够长的时间。多多通通道道检检测测器器：是是多多个个单单通通道道检检测测器器的的集集合合，能能同同时时检检测测空空间间不不同同位位置置光光的的强强度度。有有多多通通道道光光谱谱仪仪和和二二级级管管阵阵列检测器。列检测器。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计检测器的类型检测器的类型 常常用用的的检检测测器器是是把把光光信信号号转转变变成成电电信信号号的的光光电电检检测测器器。光光电电检检测测器器：有有光光电电池池、光光电电管管

34、、光光电电倍倍增增管、硅二极管。管、硅二极管。第40页，此课件共82页哦 、光电池、光电池 又称光生伏打电池；有硒光电池和硅又称光生伏打电池；有硒光电池和硅光电池。将硒或硅沉积在铁或铜的金属基板上，其表面再光电池。将硒或硅沉积在铁或铜的金属基板上，其表面再复盖一层金、银或其它金属的透明金属层，即构成了光电复盖一层金、银或其它金属的透明金属层，即构成了光电池。池。当光照射在半导体硒或硅上时，半导体内产生自当光照射在半导体硒或硅上时，半导体内产生自由电子和空穴，自由电子向透明的金属薄膜层移动由电子和空穴，自由电子向透明的金属薄膜层移动(向集电极运动向集电极运动)，为负极；空穴则移向基板，为正极。将

35、，为负极；空穴则移向基板，为正极。将产生的自由电子通过外电路与空穴复合即可产生电流。产生的自由电子通过外电路与空穴复合即可产生电流。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计光电检测器光电检测器第41页，此课件共82页哦光电池的特性 当外电路的电阻不大时，光电流与照射的光强具有线性关系，一般可达10-100。硒光电池，价格便宜，但灵敏度低、长时间爆光异“疲劳”、且较易受水蒸气和化学气体得作用而失效。硅光电池，价格较高，不易“疲劳”，但在短波区的响应较差。第42页，此课件共82页哦 又又称称真真空空光光电电二二极极管管。由由一一个个阴阴极极和和一一个个阳阳极极构构成成，装装在在抽抽成成真真空空的的玻玻

36、璃璃或或石石英英管管内内。阴阴极极为为一一金金属属的的半半圆圆筒筒，内内涂涂碱碱金金属属及及其其它它材材料料组组成成的的光光敏敏物质，阳极为金属镍环或镍片。物质，阳极为金属镍环或镍片。当当光光照照射射到到阴阴极极上上的的光光敏敏物物质质上上时时，光光敏敏物物质质发发射射光光电电子子，光光电电子子在在两两极极之之间间施施加加的的正正电电压压的的作作用用下下加加速速流流向向阳阳极极，经经阳阳极极收收集集产产生生光光电电流流。光光电电流流在在负负载载电电阻阻两两端端产产生生一一个个电电位位降降，经经放放大大即即可可进进行行测测量量。将将光光信信号号转转变变为为电电信号。信号。紫外可见分光光度计紫外可

37、见分光光度计、光电管、光电管第43页，此课件共82页哦 加加上上了了多多级级电电子子倍倍增增电电极极的的光光电电管管。在在阴阴极极和和阳阳极极之之间间，加加有有约约1000V的的直直流流电电压压，当当光光子子撞撞击击阴阴极极时时发发射射的的光光电电子子，在在电电场场的的作作用用下下加加速速撞撞击击第第一一倍倍增增极极，撞撞击击出出更更多多的的二二次次电电子子。依依次次类类推推，在在阳阳极极上上最最后后收收集集到到的的电电子子数数将将是是阴阴极极发发出出电电子子数数的的105108倍倍。光光电电倍倍增增管管的的线线性性范范围围较较宽宽，并并可可通通过过倍倍增增极极的的负负反反馈馈使使输输出出信信

38、号号稳稳定定，通通过过调调节节外外加加电电压压的的大大小小可可调调节节光光电电倍倍增增管管的的输输出出电电流流大大小小。因因此此，多用来作为中、高档分光光度计的检测器。多用来作为中、高档分光光度计的检测器。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计、光电倍增管、光电倍增管第44页，此课件共82页哦光电倍增管工作原理示意图光电倍增管工作原理示意图K光敏阴极；光敏阴极；14打拿极；打拿极；A阳极；阳极；R电阻；电阻；C1C5电容电容 第45页，此课件共82页哦 它它由由一一块块有有反反向向偏偏置置p pn n结结的的硅硅片片构构成成。由由于于反反向向偏偏置置，其其导导电电性性几几乎乎为为零零。在在光光照

39、照射射时时，由由于于电电子子和和空空穴穴的的增增加加，硅硅片片的的导导电电性性增增加加。其其导导电电性性与光照呈线性关系。与光照呈线性关系。硅硅二二极极管管的的最最大大优优点点是是体体积积很很小小，在在1mm1mm2 2的的面面积积上上最最多多可可设设置置超超过过1500015000个个的的硅硅二二极极管管，特特别别适适合合加加工工成二级管阵列检测器。成二级管阵列检测器。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计、硅二极管、硅二极管第46页，此课件共82页哦 显显示示器器的的类类型型因因仪仪器器的的档档次次不不同同而而有有较较大大差差异异，常常见见的的有有：指指针针表表头头式式，数数值值管管表表头头

40、式式，液液晶晶表表头头式式，计计算机配套显示器等。算机配套显示器等。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计5 5、显示器、显示器第47页，此课件共82页哦 按按光光路路结结构构，常常见见紫紫外外分分光光光光度度计计可可分分为为下下列列几几种种类类型型：单单光光束束、双双光光束束、双波长以及光电二极管阵列分光光度计。双波长以及光电二极管阵列分光光度计。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计二、紫外可见分光光度计仪器类型二、紫外可见分光光度计仪器类型第48页，此课件共82页哦 分分析析光光经经过过的的路路线线只只有有一一条条。单单色色器器产产生生的的用用于于分分析析的一束单色光，轮流通过参比溶液和样品

41、溶液来进行测定。的一束单色光，轮流通过参比溶液和样品溶液来进行测定。这这种种分分光光光光度度计计结结构构简简单单、价价格格便便宜宜，主主要要用用于于定定量量分分析析。使使用用时时，如如在在不不同同的的波波长长范范围围内内、用用不不同同的的吸吸收收池池，则则每每换换一一次次波波长长都都必必须须用用参参比比溶溶液液校校正正，操作麻烦，不适于作定性分析。操作麻烦，不适于作定性分析。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计1、单光束分光光度计、单光束分光光度计单色器单色器比色池比色池显示器显示器检测器检测器第49页，此课件共82页哦2、双光束分光光度、双光束分光光度计计 双双光光束束分分光光光光度度计计的

42、的光光路路设设计计与与单单光光束束相相似似，将将单单色色器器产产生生的的单单色色光光被被斩斩光光器器一一分分为为二二，一一束束通通过过参参比比溶溶液液、另另一一束束通通过过样样品品溶溶液液，然然后后由由检检测测系系统测统测量得到量得到样样品的吸光度。品的吸光度。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计单单色器色器参比池参比池样样品池品池检检测测器器显显示示器器光源光源斩光器斩光器第50页，此课件共82页哦 工工作作时时，随随着着波波长长扫扫描描不不同同波波长长的的单单色色光光依依次次投投向向快快速速旋旋转转的的斩斩光光器器，斩斩光光器器的的反反射射镜镜面面、透透光光面面与与吸吸光光面面交交替替进进

43、入入光光路路；反反射射面面进进入入光光路路，成成为为参参比比光光束束；通通过过参参比比样样后后，经经反反射射镜镜由由光光电电倍倍增增管管检检测测，产产生生参参比比光光信信号号I I0 0；透透光光面面进进入入光光路路时时，成成为为样样品品光光束束，通通过过待待测测样样品品后后，由由光光电电倍倍增增管管检检测测，产产生生分分析析光光信信号号I I；分分光光光光度度计计通通过过对对I I与与I I0 0的的相比，得到不同波长的透过率相比，得到不同波长的透过率T T。当当吸吸光光面面进进入入光光路路时时，检检测测器器的的输输出出为为零零，以以便便检查或控制零点。检查或控制零点。紫外可见分光光度计紫外

44、可见分光光度计双光束光度计工作原理双光束光度计工作原理第51页，此课件共82页哦 双波双波长长分光光度分光光度计计是用两个不同波是用两个不同波长长(1 1和和2 2)的的单单色光交替通色光交替通过样过样品溶液品溶液(不需使用参比溶液不需使用参比溶液)后到达后到达检检测测系系统统，得到，得到样样品溶液在两波品溶液在两波长处长处的吸光度的差的吸光度的差值值1122。只要波。只要波长长合适就可扣除背景的吸光度。合适就可扣除背景的吸光度。适于高适于高浓浓度、多度、多组组分、混分、混浊浊液等液等试样试样。最适于。最适于测测定存在定存在相互干相互干扰组扰组分的混合分的混合试样试样，不，不仅仅操作操作简单简

45、单，精确度也，精确度也较较高。高。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计3、双波长分光光度计、双波长分光光度计单单色器色器1单单色器色器2样样品池品池检检测测器器光源光源斩光器斩光器第52页，此课件共82页哦 它它是是一一种种高高档档的的用用光光电电二二极极管管阵阵列列作作为为多多通通道道检检测测器器，由由微微型型计计算算机机控控制制的的单单光光束束紫紫外外可可见见分分光光光光度度计计，具具有有快快速扫描吸收光谱的特点。速扫描吸收光谱的特点。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计4、多通道光电二极管阵列分光光度计、多通道光电二极管阵列分光光度计第53页，此课件共82页哦 从从光光源源发发射射的的复

46、复合合光光，通通过过样样品品池池后后经经全全息息光光栅栅色色散散，色色散散后后的的单单色色光光由由二二极极管管阵阵列列中中的的二二极极管管接接受受，二二极极管管与与电电容容耦耦合合；受受光光照照射射时时电电容容放放电电，电电容容器器上上的的带带电电量量与与照照射到二极管上的总光量成正比。射到二极管上的总光量成正比。一一个个光光电电二二极极管管阵阵列列可可容容纳纳400400个个以以上上的的二二极极管管，若若覆覆盖盖200-800nm200-800nm波波长长范范围围，光光谱谱分分辨辨率率在在1 12nm2nm，可可满满足足紫紫外外可可见见吸吸收收光光谱谱分分析析的的需需要要。（已已经经应应用用

47、在在高级的液相色谱上）。高级的液相色谱上）。紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计光电二极管阵列测定原理光电二极管阵列测定原理第54页，此课件共82页哦第三节 结束第55页，此课件共82页哦第四节 紫外可见分光光度计的性能二、仪器分析条件的设定二、仪器分析条件的设定一、分光光度计的结构性能及其对分析的影响分光光度计的结构性能及其对分析的影响第56页，此课件共82页哦 由由于于样样品品的的光光学学特特征征与与测测试试目目的的不不同同，对对测测试试结结果果的的准准确确度度、精精确确度度与与检检测测限限的的要要求求也也不不同同。应应根根据据分析的要求，选用适当性能的分光光度计。分析的要求，选用适当性能

48、的分光光度计。分分光光光光度度计计的的性性能能决决定定于于其其结结构构，也也与与仪仪器器实实际际使使用用状状态态与与测测试试参参数数有有关关。表表示示分分光光光光度度计计分分析析测测试试性性能能的的参参数数有有：仪仪器器中中传传送送信信息息的的保保真真度度、对对信信息息采采集集的的选选择择性性以以及及仪仪器器的的测测试试范范围围、速速度度与与灵灵敏度等。敏度等。一、分光光度计的结构性能一、分光光度计的结构性能及其对分析的影响及其对分析的影响第57页，此课件共82页哦仪器性能主要决定因素对分析影响波长范围光学系统：光源、单色器、检测器、比色皿影响能实现分析的项目范围波长精确度光学系统的结构分析精

49、确度波长准确度光学系统的结构分析的准确度发射光强度与光源类型有关分析的检测限单色光带宽狭缝宽度与单色器线色散率分析的准确度杂散光强度光学系统结构，器件表面的缺陷与旋转部件对光的散射分析的检测限（一）光学系统对光度计性能的影响（一）光学系统对光度计性能的影响第58页，此课件共82页哦仪器性能主要决定因素对分析影响准确度检测器、放大器、信号处理与显示器的非线性准确度信噪比光源、放大器、检测器产生的噪声及环境噪声准确度与精度分析速度仪器的响应速度、整机的结构分析效率，准确度与精确度（二）整机对光度计性能的影响（二）整机对光度计性能的影响第59页，此课件共82页哦 波波长长的的准准确确度度是是指指仪仪

50、器器所所指指示示的的波波长长值值和和单单色色器器实实际际输输出出单单色色光光的的波波长长值值之之间间相相符符合合的的程程度度。用用波波长误差来表示。长误差来表示。波波长长准准确确度度是是分分光光光光度度计计能能够够正正确确测测定定样样品品光光谱谱的的前前提提，对对分分析析测测量量有有很很大大的的影影响响。定定性性分分析析，波波长长准准确确度度直直接接影影响响光光谱谱吸吸收收峰峰的的位位置置。定定量量分分析析，波波长长准准确确度影响分析所得的数值大小。度影响分析所得的数值大小。在在测测量量波波长长附附近近，样样品品吸吸光光系系数数K K随随波波长长变变化化越越快快，波波长误差对测量的影响越大。长