一些同學在做紫外-可見吸收光譜測試的時候,經常會問到紫外-可見吸收光譜的相關問題,今天鑠思百檢測直接整理好紫外-可見吸收光譜的相關知識,希望能幫到同學們。
影響紫外-可見吸收光譜的因素
UV-Vis光譜主要取決於分子結構和取代基,但是分子中的結構因素和測定條件也會影響光譜。主要體現在對共軛作用的影響。
1.空間位阻的影響
各生色因子處於同一平面才能達到有效共軛,若髮色團之間或髮色團與助色團之間太擁擠,就會排斥於同一平面之外,使共軛程度降低,躍遷所需能量增大,吸收峰藍移,吸收強度減小。
2.異構現象的影響
1)基團異構:共軛體系越大,吸收波長越長,ε越大;共軛體系越小,吸收波長越短,ε越小。
2)順反異構:通常順式異構體由於空間位阻的影響,吸收峰藍移,吸收強度降低。
λmax(順式) <λmax(反式)
εmax(順式)<εmax(反式)
3.跨環效應的影響
分子中兩個非共軛的髮色團處於一定的空間位置,尤其是環狀體系中,有利於生色團電子軌道間的相互作用,這種作用稱為跨環效應。使吸收帶波長增大,吸收增強。
4.溶劑效應的影響
1)n→π*躍所產生的吸收峰隨溶劑極性地增加而向短波長方向移動。因為具有孤對電子對的分子能與極性溶劑發生氫鍵締合。
2)π→π*躍遷所產生的吸收峰隨著溶劑極性的增加而向長波長方向移動。極性:基態<激發態
氫鍵作用強度:基態<激發態
能級的能量下降:基態<激發態
實現π→π*躍遷需要的△E增加,故使吸收峰紅移。
5. 體系pH的影響
體系pH的改變可能引起共軛體系的延長或縮短,從而引起吸收峰位置的改變,對一些不飽和酸、烯醇、酚及苯胺類化合物的紫外光譜影響很大。
在藥物成分分析中,可利用紫外吸收光譜變化規律來推斷結構中的酸性、鹼性基團。如果化合物溶液從中性變為鹼性時,吸收峰發生紅移,表明該化合物為酸性物質;如果化合物溶液從中性變為酸性時,吸收峰發生藍移,表明化合物可能為芳胺。
二、補充紫外-可見吸收光譜在半導體材料中的應用
能帶帶隙的測量
a.直接禁帶半導體材料能帶帶隙測量
根據半導體材料帶間躍遷的吸收規律可以知道,對於直接禁帶半導體材料,其吸收係數和光子能量的關係一般為1/2規律,即
因此透過紫外-可見吸收光譜,可以獲得直接禁帶半導體材料的禁頻寬度。
b.禁戒的直接躍遷
某些情況下,即使在直接禁帶的半導體材料中,其價帶頂和導帶底都在K空間的原點,但是它們之間的躍遷即K=0可能被選擇定則禁止,而K不為0的情況下的躍遷反而被允許,一般把這種躍遷稱為禁戒的直接躍遷。同樣透過計算,可以得到吸收係數和光子能量的關係。
c.間接禁帶半導體材料能帶帶隙測量
同樣,對於間接帶隙的半導體材料,其吸收係數和光子能量的關係一般為平方律:
因此透過紫外可見吸收光譜,同樣可以獲得間接禁帶半導體材料的禁頻寬度。
d.摻雜劑濃度的測量
部分半導體材料的摻雜濃度可以嚴重影響其禁頻寬度,兩者之間存在一定的關係,因此,透過紫外-可見吸收光譜獲得半導體的禁頻寬度,從而可以獲得半導體材料中摻雜濃度的資訊。
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