紫外光譜是紫外分光光度計(jì)等分析化學(xué)中的重要工具,。UV（紫外線）光譜的另一個(gè)名稱是電子光譜,，因?yàn)樗婕皩㈦娮訌幕鶓B(tài)提升到更高的能量或激發(fā)態(tài)。在本文中,，我將解釋紫外光譜的基本原理,、工作原理和所有應(yīng)用。

一,、紫外光譜簡介
紫外光譜是一種吸收光譜,，其中紫外線區(qū)域（200-400 nm）的光被分子吸收。紫外輻射的吸收導(dǎo)致電子從基態(tài)激發(fā)到更高能態(tài),。被吸收的紫外線輻射的能量等于基態(tài)和高能態(tài)之間的能量差（deltaE = hf）,。
   通常，有利的躍遷是從MAX占據(jù)分子軌道 (HOMO) 到LOW未占據(jù)分子軌道 (LUMO),。對于大多數(shù)分子來說,，LOW能量占據(jù)的分子軌道是s 軌道，對應(yīng)于 sigma 鍵,。p 軌道處于較高的能級,，具有未共享電子對的軌道（非鍵軌道）位于較高的能級。未占軌道或反鍵軌道（pie *和sigma *）是能量High的占據(jù)軌道。
在所有化合物（除了烷烴）中,，電子都會經(jīng)歷各種躍遷,。一些隨著能量增加的重要轉(zhuǎn)變是：非鍵到派*，非鍵到 sigma *,，派到派*, sigma 到 pie *和 sigma 到 sigma *,。

二、紫外光譜學(xué)原理

紫外光譜遵循比爾-朗伯定律,，該定律指出：當(dāng)一束單色光通過吸收物質(zhì)的溶液時(shí),，輻射強(qiáng)度隨吸收溶液厚度的下降率與入射輻射成正比：以及溶液的濃度。
Beer-Lambert 定律的表達(dá)式為 - A = log (I 0 /I) = Ecl
其中,，A = 吸光度 ，I 0 = 入射到樣品池,，

目的光強(qiáng)度 I = 離開樣品池的光強(qiáng)度C = 溶質(zhì)L
目 的摩爾濃度= 樣品池長度 (cm.)  ,，E = 摩爾吸光率
從比爾-朗伯定律可以清楚地看出，能夠吸收給定波長的光的分子數(shù)量越多,，光吸收的程度就越大,。這是紫外光譜的基本原理。

三,、紫外光譜的儀器和工作

可以同時(shí)研究紫外光譜儀的儀器和工作,。大多數(shù)現(xiàn)代紫外光譜儀由以下部分組成 ：
光源：鎢絲燈和氫氘燈是廣泛使用的光源，因?yàn)樗鼈兏采w了整個(gè)紫外區(qū)域,。鎢絲燈富含紅色輻射,；具體地說，它們發(fā)出 375 nm 的輻射,，而氫氘燈的強(qiáng)度低于 375 nm,。
單色器：單色器通常由棱鏡和狹縫組成。大多數(shù)分光光度計(jì)是雙光束分光光度計(jì). 從主光源發(fā)出的輻射在旋轉(zhuǎn)棱鏡的幫助下被分散,。由棱鏡分離的光源的各種波長然后由狹縫選擇,，這樣棱鏡的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致一系列連續(xù)增加的波長通過狹縫用于記錄目的。狹縫選擇的光束是單色的,，并在另一個(gè)棱鏡的幫助下進(jìn)一步分成兩束,。
樣品和參比池：兩個(gè)分開的光束中的一個(gè)穿過樣品溶液，第二個(gè)光束穿過參比溶液,。樣品和參考溶液都包含在細(xì)胞中,。這些電池由二氧化硅或石英制成。玻璃不能用于電池,，因?yàn)樗矔兆贤饩€區(qū)域的光,。
探測器: 通常兩個(gè)光電池用作紫外光譜中的檢測器。其中一個(gè)光電管接收來自樣品池的光束，第二個(gè)檢測器接收來自參考的光束,。來自參比池的輻射強(qiáng)度比樣品池的光束強(qiáng),。這導(dǎo)致在光電池中產(chǎn)生脈動或交流電流。
放大器:光電管中產(chǎn)生的交流電被傳輸?shù)椒糯笃?。放大器耦合到一個(gè)小型伺服計(jì),。一般來說，光電管產(chǎn)生的電流強(qiáng)度很低,，放大器的主要目的是將信號放大多次,，以便獲得清晰可記錄的信號。
錄音設(shè)備:大多數(shù)時(shí)間放大器都連接到連接到計(jì)算機(jī)的筆式記錄器,。計(jì)算機(jī)存儲所有生成的數(shù)據(jù)并生成所需化合物的光譜,。

四、紫外光譜中生色團(tuán)和輔助色素的概念
發(fā)色團(tuán)：發(fā)色團(tuán)定義為在紫外或可見光區(qū)域 (200-800 nm)中顯示出特征吸收的任何孤立的共價(jià)鍵合基團(tuán),。生色團(tuán)可分為兩組：
a) 生色團(tuán),，其包含 p 電子并經(jīng)歷餅對餅*躍遷。乙烯和乙炔是此類發(fā)色團(tuán)的例子,。
b) 同時(shí)包含 p 和非鍵合電子的發(fā)色團(tuán),。他們經(jīng)歷了兩種類型的轉(zhuǎn)變；pie to pie *和 nonbonding to pie *,。羰基,、腈、偶氮化合物,、硝基化合物等都是屬于此類發(fā)色團(tuán),。
輔助色素- 助色團(tuán)可以定義為任何本身不充當(dāng)發(fā)色團(tuán)但其存在導(dǎo)致吸收帶向光譜的較長波長移動的基團(tuán)。-OH,、-OR,、-NH 2、-NHR,、-SH等屬于輔助變色基團(tuán),。

五、紫外光譜中的吸收和強(qiáng)度變化

在紫外光譜中觀察到四種類型的位移：
a) 紅移效應(yīng):這種類型的位移也稱為紅移,。紅移是一種效應(yīng),，由于助色劑的存在或溶劑的變化，吸收MAX值向更長的波長移動,。羰基化合物的非鍵合到派*轉(zhuǎn)變觀察到紅移或紅移,。
b) 低色移——這種效應(yīng)也稱為藍(lán)移。深向色移是一種吸收max值向較短波長移動的效應(yīng),。通常它是由于去除共軛或改變?nèi)軇┑臉O性引起的,。
c) 增色效果- 增色偏移是吸收max值增加的效果,。在化合物中引入輔助色素通常會導(dǎo)致增色效果。
d) 減色效應(yīng)- 增色效應(yīng)定義為吸收max值強(qiáng)度降低的效果,。由于引入了新基團(tuán),，分子的幾何形狀發(fā)生了畸變，因此發(fā)生了增色效應(yīng),。

六,、紫外光譜的應(yīng)用

1.官能團(tuán)的檢測：紫外光譜用于檢測化合物中發(fā)色團(tuán)的存在與否。該技術(shù)不適用于檢測復(fù)雜化合物中的發(fā)色團(tuán),。特定波段的波段缺失可以被視為特定群體缺失的證據(jù),。如果化合物的光譜在 200 nm 以上是透明的，則表明不存在,。
2. 共軛程度的檢測：可以借助紫外光譜檢測多烯中的共軛程度,。隨著雙鍵的增加，吸收向更長的波長移動,。如果多烯中的雙鍵增加了 8 個(gè),，那么當(dāng)吸收進(jìn)入可見區(qū)域時(shí)，人眼就可以看到多烯,。
3. 未知化合物的鑒定：可以借助紫外光譜鑒定未知化合物,。將未知化合物的光譜與參考化合物的光譜進(jìn)行比較,，如果兩個(gè)光譜一致,，則確認(rèn)未知物質(zhì)的鑒定。
4. 幾何異構(gòu)體構(gòu)型的測定：觀察到順式烯烴的吸收波長與反式烯烴不同,。當(dāng)其中一種異構(gòu)體由于空間位阻而具有非共面結(jié)構(gòu)時(shí),，這兩種異構(gòu)體可以相互區(qū)分。與反式異構(gòu)體相比,，順式異構(gòu)體遭受變形并在較低波長處吸收,。
5. 物質(zhì)純度的測定：物質(zhì)的純度也可以借助紫外光譜來測定。將樣品溶液的吸收與參考溶液的吸收進(jìn)行比較,。吸收強(qiáng)度可用于樣品物質(zhì)純度的相對計(jì)算,。

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