在
有机化合物
分子中主要有三种电子:σ电子、
π电子
、未成键的n电子。当分子吸收一定能量的
辐射能
时,这些电子就会跃迁到较高的能级,此时电子所占的轨道称为
反键轨道
,而这种
电子跃迁
同内部的结构有密切的关系。
在紫外吸收光谱中,电子的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种类型,
各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小: σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*
由于一般
紫外可见分光光度计
只能提供190~850nm范围的
单色光
,因此,我们只能测量n→σ*的跃迁,n→π*跃迁和部分π→π*跃迁的吸收,而对只能产生200nm以下吸收的σ→σ*的跃迁则无法测量。
紫外吸收光谱是带状光谱,分子中存在一些
吸收带
已被确认,其中有
K带
、
R带
、
B带
、E1和 E2带等。
K带是二个或二个以上
π键
共轭时,π电子向π * 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为π→π * 。
R带是与双键相连接的杂原子(例如C=O、C=N、S=O等)上未成键电子的
孤对电子
向π * 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 n→π * 。
E1 带和E2 带是
苯环
上三个双键
共轭体系
中的
π电子
向π*反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 π→π * 。
B带
也是苯环上三个双键
共轭体系
中的π→π * 跃迁和苯环的振动相重叠引起的,但相对来说,该
吸收带
强度较弱。
以上各吸收带相对的波长位置由大到小的次序为:R、B、K、E2、 E1 ,但一般K和
E带
常合并成一个吸收带。
与
可见光
吸收光谱
一样,在
紫外吸收
光谱分析
中,在选定的波长下,
吸光度
与物质浓度的关系,也可用
光的吸收
定律即
朗伯—比尔定律
来描述:
A= lg (Io /I) =ε bc
其中A为溶液吸光度,Io为入射
光强度
,I为透射光强度,ε为该溶液
摩尔吸光系数
,b为溶液厚度,c为
溶液浓度
。