一、定性分析

（一） 无机化合物分析

产生无机化合物电子光谱的电子跃迁形式一般分为两大类：电荷跃迁和配位场跃迁。

1． 电荷跃迁

与某些有机化合物相似，许多无机化合物也有电荷迁移跃迁产生的电荷迁移吸收光谱。

若用M和L分别表示络合物的中心离子和配体，当一个电子由配体的轨道跃迁到与中心离子相关的轨道上时，可用下式表示：

这里中心离子为电子接受体，配体为电子给予体。一般来说，在络合物的电荷迁移跃迁中，金属是电子的受体，配体是电子的给予体。

不少过渡金属离子与含生色团的试剂反应所生成的络合物以及许多水合无机离子，均可产生电荷迁移跃迁。此外，一些具有d10电子结构的过渡元素形成的卤化物及硫化物，如AgBr、PbI2、HgS等，也是由于这类跃迁而产生的颜色。

电荷迁移吸收光谱出现的波长位置，取决于电子给予体和电子接受体相应的电子轨道的能量差。若中心离子的氧化能力越强，或配体的还原能力越强（相反，若中心离子的还原能力越强，或配体的氧化能力越强），则发生电荷迁移跃迁时所需能量越小，吸收光波长红移。

电荷迁移吸收光谱谱带最大的特点是摩尔吸光系数较大，一般εmax ＞104。因此，应用这类谱带进行定量分析时，可以提高检测的灵敏度。

2． 配位场跃迁

绝大多数过渡金属离子都兼有未充满的d 轨道。按照晶体场理论，当它们在溶液中与水或其它配位体生成络合物时，受配位体配位场的影响，原来能量相同的d 轨道会发生能级分裂。分裂后，d 轨道之间的能量差称为分裂能。由于d 轨道间能量差的存在，络合物就可以吸收适当波长的辐射能，发生d-d 跃迁。吸收光的波长取决于分裂能的大小。因此，这种吸收光谱强烈地受配位体性质影响。配位体的配位场越强，d 轨道分裂能就越大，吸收峰波长就越短。例如，H2O 的配位场强度小于NH3 的配位场强度，所以Cu2+的水合离子呈现浅蓝色，吸收峰在749 nm 处，而它的氨合离子呈深蓝色，吸收峰在663 nm处。

一些常见的配位体配位场强弱顺序为：

I -< Br – Cl – F – OH - < C2O42- = H2O < SCN - < 吡啶 = NH3 < 乙二胺 < 联吡啶 < 邻二氮菲< NO2- < CN -

d-d跃迁概率比较小，摩尔吸收系数不大，一般只有0.1～100L·mol-1·cm-1，这类光谱一般位于可见光区。虽然配位场跃迁并不象电荷迁移跃迁在定量分析那么上重要，但它可用于研究络合物的结构，并为现代无机络合物键合理论的建立提供了有用的信息。

（二）有机物分析

在有机化合物的定性和结构分析中，由于紫外－可见光区的吸收光谱比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外光区只有微弱吸收或无吸收，因此该方法的应用也有一定的局限性。但它可用于鉴定共轭生色团，以此推断未知物的结构骨架。在配合红外光谱、核磁共振谱等进行结构鉴定分析中，无疑是一个十分有用的辅助方法。

应该指出，分子或离子对紫外光的吸收只是它们含有的生色团和助色团的特征，而不是整个分子或离子的特征。

1. 烃及其取代衍生物

甲烷、乙烷等饱和有机化合物只有σ电子，只产生σ→σ* 跃迁，吸收带在远紫外区。当这类化合物的氢原子被电负性大的O、N、S、X等取代后，由于孤对n电子比σ电子易激发，使吸收带向长波移动，故含-OH、-NH2、-NR2、-OR、-SR、-Cl、-Br等基团时，有红移现象。

直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱来分析这些化合物的使用价值并不大。但是，它们是测定紫外和（或）可见吸收光谱时的良好溶剂。

2. 饱和烃及共轭烯烃

此类化合物中除σ键外，还含有π键，它们可以产生σ→σ*和π→π* 两种跃迁。π→π*跃迁能量小于σ→σ*跃迁。

在不饱和烃中，当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系统的延长，π→π*跃迁的吸收带将明显向长波移动，吸收强度也随之增强。在共轭体系中，π→π*跃迁产生的吸收带又称为K带。

3. 羰基化合物

羰基化合物含有基团，主要可以产生n→σ*、n→π*和π→π*三个吸收带。

n→π*吸收带又称为R带，位于近紫外或紫外光区。由于醛和酮这两类物质与羧酸及其衍生物在结构上的差异，因此它们n→π*吸收带的光区稍有不同。

醛、酮的n→π*吸收带出现在270－300 nm附近，它的强度低（εmax为

10－20），并且谱带略宽。

当醛、酮的羰基与双键共轭时，形成了α、β－不饱和醛、酮类化合物，由于羰基与乙烯基共轭，即产生n→π*共轭作用，使π→π*和n→π*吸收带分别移至220－260 nm和310－330 nm。

羧酸及其衍生物的羰基碳原子直接连接含有未共用电子对的助色团，如-OH，-Cl，-OR，-NH2等。由于这些助色团上的n 电子与羰基双键的π电子产生n→π*共轭，导致π*轨道的能级有所提高，但这种共轭作用并不能改变 n 轨道的能级，因此实现n→π*跃迁所需能量变大，使n→π*吸收带蓝移至210nm左右。

4. 苯及其衍生物

苯有三个吸收带，它们都是由π→π* 跃迁引起的。E1带（或称B带）出现在180 nm（εmax=60000）；E2带出现在255 nm（εmax=200）。当苯环上有取代基时，苯的三个特征谱带都将发生显著变化，其中影响较大的是E2带和B带。

当苯环上引入－NH2、－OH、－CHO、－NO2等基团时，苯的B带显著红移，并且吸收强度增大。此外，由于这些基团上有n电子，故可能产生

n→π*吸收带。例如，硝基苯、苯甲醛的n→π*吸收带分别位于330和328nm。

5. 稠环芳烃及杂环化合物

稠环芳烃均显示苯的三个吸收带。但是与苯相比，这三个吸收带均发生红移，且强度增加。随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强度也相应增加。

当芳环上的－CH基团被氮原子取代后，则相应的氮杂环化合物的吸收光谱与相应的碳环化合物十分相似。

二、定量分析

紫外－可见分光光度法定量分析的依据是朗伯－比耳定律，即物质在一定波长处的吸光度与它的浓度呈线性关系。因此通过测定溶液对一定波长入射光的吸光度，就可以求出溶液中物质的浓度。

（一）单组分定量分析

1. 标准曲线法

单组分测定常用标准曲线法，用已知的标准样品配成一系列不同浓度的溶液，在一定的实验条件和合适的波长下，分别测定其吸光度，然后以吸光度相对于物质浓度作图，得一吸光度与浓度的校正曲线。理想的校正曲线应为通过原点的直线。利用线性关系，就能求得待测组份中该物质的含量。

2. 标准对比法

在相同条件下测定试样溶液和某一浓度标准溶液的吸光度Ax和As，由标准溶液的浓度cs可计算出试样中被测物的浓度cx。这种方法比较简单，但是只有在测定的浓度范围内溶液完全遵守Lambert-Beer定律，并且cs和cx很接近时，才能得到较为准确的结果。

（二）多组分定量方法

根据吸光度具有加和性的特点，在同一试样中可以同时测定两个以上的组分。假设试样中含有，x, y两种组分，在一定条件下将它们转化产有色化合物，分别绘制其吸收光谱。选择各自的最大吸收波长，测定样品的吸光度。

(4-4)

(4-5)

解联立方程，得到cx，cy。

（三）示差分光光度法

在一般的分光光度法中，只适于测定微量组分，当待测组分含量高时，吸光度超出了准确测量的读数范围，相对误差比较大。若采用示差分光光度法，有时就可以弥补这一缺点。

一般分光光度测定选用试剂空白或溶液空白作为参比，示差法则选用一已知浓度的溶液作参比。

如果标准溶液浓度为cs，待测试样浓度为cx，而且cx>cs。根据Beer定律

(4-6)

测定时先用比试样浓度稍小的标准溶液，加入各种试剂后作为参比，调节其透过率为100％，即吸光度为零，然后测量试样溶液的吸光度。这时的吸光度实际上是两者之差ΔA，它与两者的浓度差Δc成正比,且处在正常的读数范围内(图4-12)。以ΔA与Δc作校准曲线，根据测得的ΔA查得相应的Δc，则cx=cs+Δc。

图4-12 示差分光光度法测定原理示意图

由于用已知浓度的标准溶液作参比，如果该参比溶液的透过率为10％，现调至100％，就意味着将仪器透过率标尺扩展了10倍。另外, 示差分光光度法中最后测定结果的相对误差是 ，cs是相当大而且非常准确的，所以测定结果的准确度很高。

利用紫外—可见吸收光谱不但可对能直接吸收紫外、可见光的物质进行定性、定量分析，同时也可利用化学反应使那些不吸收紫外或可见光的物质转化成可吸收紫外、可见光的物质进行测定。所以，此方法应用面十分广泛。