紫外吸收光谱是分子吸收光谱的一部分。它是化合物的原子外层激发跃迁时产生的一种波长最短的分子吸收光谱。按波长范围紫外光谱分为远紫外区(10~200nm)与近紫外区(200~380nm)。通常紫外吸收光谱主要指200~400nm范围的近紫外区的吸收光谱。由于在紫外光的作用下,多原子分子的价电子发生跃迁,所以它又称电子光谱。
分子内部的运动方式有3种,即电子相对原子核的运动,原子核的转动与振动。这3种运动的能量都是量子化的。当分子吸收了微波或远红外区的电磁辐射,此时只有转动能级发生变化;如果辐射能量较大,即接近红外区域,分子的振动能级和转动能级都会发生变化;若能量更大时,达紫外光的范围内,将会引起电子能级跃迁,同时也产生振动能级与转动能级的变化。所以分子的紫外光谱比分子的振动与转动光光谱更加复杂,解析也更困难。采用高分辨率的分光光度计可以得到气态物质紫外光谱中振动和转动的精细结构。在溶液中,由于相邻分子和溶剂的相互作用,谱图中的振动与转动结构将会消失。通常紫外吸收光谱在极性溶剂中的变化比在非极性溶剂中大。
1.1仪器设备
紫外分光光度计主要由光、单色器、检测器、记录仪与附加装置等组成。一般紫外分光光度计都可以与可见光分光光度计兼容,即可同时在紫外区域可见光区进行测试。
(1)光源 光源同时备有紫外光源与可见光源,测定时可自动进行转换。在紫外光区(180~400nm)有氢灯,在可见光区(340~3200nm)有钨灯。
(2)单色器的色散元件采用石英棱镜与光栅。它使一束包含不同波长范围连续光线色散,利用狭缝分出所需要的一段单色光。
(3)检测器 检测器又称检出器,它为一将光信号转换为电信号的装置。通常用光电管或光电倍增管。
(4)数据显示系统 有荧光屏显示系统与结果处理打印系统。
(5)附加装置 附加装置主要是为扩大应用与提高测试精度所配置的火焰光度计、荧光光度计、色谱扫描装置以及仪器状态自动检测装置等。
1.2测试技术
(1)溶剂选择 溶剂应有好的溶解能力和选择性,在有机化合物所测定波长范围内溶剂本身应无明显吸收。通常应选用极性小,不易燃、无毒的溶剂,如环己烷与甲醇。前者适用于非极性化合物,后者适用于极性化合物的测试。
(2)吸收池 样品量通常在0.1~100mg之间。若易挥发溶液应带盖,定量分析时吸收池应校正,并注意吸收池的方向性。
(3)样品浓度 样品配制的浓度应处在吸光度范围在0.2~0.7(透过率为65%~20%)之间,也可用吸收池长度来调节。
(4)吸收波长及校正 选择有机化合物的最大吸收波长作定量分析。若有干扰可选择较低的吸收波长。仪器使用前应进行校正。
(5)标准图谱 紫外谱图有萨特勒谱图、紫外分册。对每种化合物作出三幅即酸性、中性、碱性介质中的紫外吸收光谱图。并于有机化学名称、分子式与化学分类检索及吸收峰位置索引中同时给出了相应的红外吸收光谱谱图和核磁共振谱图的编号,便于用户互检。另外还有有机电子谱图该谱图从1946年每两年一卷。国内陕西咸阳西北橡胶制品研究所曾编辑出版《橡胶有机助剂紫外光谱图》。