关于紫外原理和紫外分光光度计

紫外吸收光谱

有机化合物的紫外吸收光谱，取决于分子中外层电子的性质。有机化合物分子中通常有三类电子：σ电子、π电子、n电子 。

即形成单键的σ电子、形成不饱和键的π电子以及未参与成键的n电子(孤对电子)。处于基态的分子在吸收一定波长的光后，分子中的成键电子和非键电子可被激发跃迁至σ*和π*反键轨道。

有机化合物的紫外一可见吸收光谱，是其分子中外层价电子跃迁的结果。

其跃迁类型有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种，其相对能量大小次序为:

σ→σ* > n→σ* ≥ π→π* > n→π*

有机物用的吸收光谱是基于n→π*和π→π*跃迁而产生。

（1）σ→σ*跃迁

所需能量，σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区(吸收波长λ<200nm,只能被真空紫外分光光度计检测到)。如甲烷的λmax为125nm,乙烷λmax为135nm。

（2） n→σ*跃迁

所需能量较大。吸收波长为150~250nm,大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n→σ*跃迁。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*跃迁的λmax分别为173nm、183nm和227nm。

（3） π→π*跃迁

所需能量较小， 吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，摩尔吸光系数εmax一般在104L•mol-1•cm-1以上，

属于强吸收。不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类均可发生该类跃迁。如乙烯π→π*跃迁的λmax为162nm。

（4） n→π*跃迁

所需能量，吸收波长>200nm。这类跃迁在跃迁选律上属于禁阻跃迁，摩尔吸光系数一般为10~100L•mol-1•cm-1 L,

吸收谱带强度较弱。分子中孤对电子和π键同时存在时发生n→π*跃迁。丙酮n→π*跃迁的λmax为275nm。

紫外分光光度计

分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后，发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量。

光学系统原理

由光源钨灯和氘灯发出的复合光经由步进电机控制带动反光镜M1，反射通过入射狭缝，并进入单色器中，光栅衍射出的单色光经准直镜M2调焦，会聚通过出射狭缝，光束到达斩光器时，一段时间内的光射成为参比光路，另一段时间内的光透射成为样品光路。最后两光交替地照射在检测器(光电倍增管)。

光源部分常见故障与解决方法

(1)故障：氘灯不亮

原因：氘灯寿命到期（此种原因几率）；

检查：灯丝电压、阳极电压均有，灯丝也可能未断（可看到灯丝发红）；

处置：更换氘灯。

(2)故障：钨灯不亮

原因：钨灯灯丝烧断（此种原因几率）；

检查：钨灯两端有工作电压，但灯不亮；取下钨灯用万用表电阻档检测；

处置：更换新钨灯。

(3)故障：钨灯不亮

原因：没有点灯电压；

检查：保险丝被熔断；

处置：更换保险丝（如更换后再次烧断则要检查供电电路）。

(4)故障：氘灯不亮

原因：氘灯起辉电路故障；

检查：氘灯在起辉的过程中，一般是灯丝先要预热数秒钟，然后灯的阳极与阴极间才可起辉放电，如果灯在起辉的开始瞬间灯内闪动一下或连续闪动，并且更换新的氘灯后依然如此，有可能是起辉电路有故障，灯电流调整用的大功率晶体管损坏的几率。

处置：需要专业人士修理。

使用时的注意事项

1.使用的吸收池必须洁净，并注意配对使用。量瓶、移液管均应校正、洗净后使用。

2.取吸收池时，手指应拿毛玻璃面的两侧，装盛样品以池体的4/5为度，使用挥发性溶液时应加盖，透光面要用擦镜纸由上而下擦拭干净，检视应无溶剂残留。吸收池放入样品室时应注意方向相同。用后用溶剂或水冲洗干净，晾干防尘保存。

3.供试品溶液浓度除各该品种已有注明外，其吸收度以在0.3～0.7之间为宜。

4.测定时除另有规定外，应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照，采用1cm石英吸收池，在规定的吸收峰±2nm以内，测几个点的吸收度或由仪器在规定的波长附近自动扫描测定，以核对供试品的吸收峰位置是否正确，并以吸收度的波长作为测定波长，除另有规定外吸收度波长应在该品种项下规定的测定波长±2nm以内。

5.供试品应取2份，如为对照品比较法，对照品一般也应取2份。平行操作，每份结果对平均值的偏差应在±0.5%以内。

6.选用仪器的狭缝宽度应小于供试品吸收带的半宽度，否则测得的吸收度值会偏低，狭缝宽度的选择应以减少狭缝宽度时供试品的吸收度不再增加为准，对于大部分被测品种，可以使用2nm缝宽。

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