1. 紫外可見吸收光譜產(chǎn)生的原理

紫外可見吸收光譜是由于分子（或離子）吸收紫外或者可見光（通常200-800 nm）后發(fā)生價電子的躍遷所引起的。由于電子間能級躍遷的同時總是伴隨著振動和轉(zhuǎn)動能級間的躍遷，因此紫外可見光譜呈現(xiàn)寬譜帶。

紫外可見吸收光譜的橫坐標為波長（nm）,縱坐標為吸光度。紫外可見吸收光譜有兩個重要的特征：最大吸收峰位置（λmax）以及最大吸收峰的摩爾吸光系數(shù)（κmax）。最大吸收峰所對應(yīng)的波長代表著化合物在紫外可見光譜中的特征吸收。而其所對應(yīng)的摩爾吸收系數(shù)是定量分析的依據(jù)。

紫外可見吸收光譜中重要的概念：

生色團：產(chǎn)生紫外或者可見吸收的不飽和基團，一般是具有n電子和π電子的基團，如C=O, C=N等。當出現(xiàn)幾個生色團共軛時，幾個生色團所產(chǎn)生的吸收帶將消失，取而代之的是新的共軛吸收帶，其波長比單個生色團的吸收波長長，強度也增強。

助色團：本身無紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強或（和）使吸收峰紅移的基團，如OH，Cl等

紅移：最大吸收峰向長波長方向移動。

藍移：最大吸收峰向短波長方向移動。

增（減）色效應(yīng)：使吸收強度增強（減弱）的效應(yīng)。

2. 價電子躍遷的類型以及吸收帶

A.  有機物的價電子躍遷

在有機化合物分子中有形成單鍵的σ電子、形成不飽和鍵的π電子以及未成鍵的孤對n電子。當分子吸收紫外或者可見輻射后，這些外層電子就會從基態(tài)（成鍵軌道）向激發(fā)態(tài)（反鍵軌道）躍遷，主要的躍遷方式有四種，所需能量大小順序為：σ→σ* ＞n→σ*＞π→π*＞n→π*。

σ→σ*躍遷：吸收能量較高，一般發(fā)生在真空紫外區(qū)。飽和烴中的C-C屬于這種躍遷類型。如乙烷C-C鍵σ→σ*躍遷，λmax為135nm。（注：由于一般紫外可見分光光度計只能提供190～850nm范圍的單色光，因此無法檢測σ→σ*躍遷）

n→σ*躍遷：含有O、N、S等雜原子的基團，如-NH2、-OH-、-SH等可能產(chǎn)生n→σ*躍遷，摩爾吸光系數(shù)較小。

π→π*躍遷：有π電子的基團，如C=C，C≡C，C=O等，會發(fā)生π→π*躍遷，一般位于近紫外區(qū)，在200 nm左右，εmax≥104 L·mol-1·cm-1，為強吸收帶。K帶：共軛體系的π→π*躍遷又叫K帶，與共軛體系的數(shù)目、位置和取代基的類型有關(guān)。B帶：芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu)吸收帶叫做B帶。E帶：E帶是苯環(huán)上三個雙鍵共軛體系中的π電子向π*反鍵軌道躍遷的結(jié)果，可分為E1和E2帶（K帶）。苯的B帶和E帶如下圖所示。

n→π*躍遷：含有雜原子的不飽和基團：如C=O，C=S，-N=N-等基團會發(fā)生n→π*。發(fā)生這種躍遷能量較小，吸收發(fā)生在近紫外或者可見光區(qū)。特點是強度弱，摩爾吸光系數(shù)小，產(chǎn)生的吸收帶也叫R帶。

以上各吸收帶相對的波長位置由大到小的次序為：R、B、K、E2、 E1 ，但一般K和E帶常合并成一個吸收帶。

B．無機物中的電子躍遷

無機化合物的紫外可見吸收主要是由電荷轉(zhuǎn)移躍遷和配位場躍遷產(chǎn)生。

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：無機絡(luò)合物中心離子和配體之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移：

上述公式中心離子（M）為電子受體，配體(L)為電子給體。不少過渡金屬離子和含有生色團的試劑反應(yīng)生成的絡(luò)合物以及許多水合無機離子均可產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷。

電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜出現(xiàn)的波長位置，取決于電子給體和電子受體相應(yīng)電子軌道的能量差。一般，中心離子的氧化能力越強，或配體的還原能力越強（相反，若中心離子的還原能力越強，或配體的氧化能力越強），則發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷時所需能量越小，吸收光譜波長紅移。

配位場躍遷：元素周期表中第4和第5周期過渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別有4f和5f軌道。這些軌道能量通常是簡并（相等）的，但是在絡(luò)合物中，由于配體的影響分裂成了幾組能量不等的軌道。若軌道是未充滿的，當吸收光后，電子會發(fā)生躍遷，分別稱為d-d躍遷和f-f躍遷。

3. 影響紫外可見吸收光譜的因素

共軛效應(yīng)：體系形成大π鍵，使各能級間的能量差減小，從而電子躍遷的能量也減小，因此共軛效應(yīng)使吸收發(fā)生紅移。

溶劑效應(yīng)：1.由于溶劑的存在使溶質(zhì)溶劑發(fā)生相互作用，使精細結(jié)構(gòu)消失。2. 對π→π*躍遷來講，溶劑極性增大時，吸收帶發(fā)生紅移；對于n→π*躍遷來講，吸收光譜發(fā)生藍移。3. 不同化合物在不同pH下存在形態(tài)不同，吸收峰會隨pH發(fā)生改變。如苯酚在堿性介質(zhì)中形成苯酚陰離子，其吸收峰從210.5和270nm紅移到235nm和287nm。

4. 紫外可見吸收光譜的應(yīng)用原理

A. 定性原理

由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此，每種物質(zhì)就有其*的、固定的吸收光譜曲線。有機物可以采用與標準有機化合物圖譜對照，由于紫外光譜反應(yīng)的是分子中生色團和助色團的特性，因此具有相同基團的化合物吸收光譜類似。因此，也要和其他方法結(jié)合才能進行結(jié)構(gòu)分析。

B. 定量原理—朗伯比爾定律

注意：運用朗伯比爾定律時，溶液一定要是稀溶液。

5. 紫外可見吸收光譜的特點

1. 靈敏度高：可測10-7-10-4g/mL的微量組分。

2. 準確度高：相對誤差在1%-5%之內(nèi)。

3. 適用范圍廣：既能進行定量分析，又可進行定性分析和結(jié)構(gòu)分析（主要分析分子中官能團）。既可用于無機化合物的分析，又可進行有機化合物的分析等。

4. 操作簡單，快捷。