1.1　方法原理

紫外-可见吸收光谱是表示物质对光的吸收程度（吸光度A）与光波长（λ）之间的关系的谱图。根据待分析样品的不同可将其分为有机化合物的紫外-可见吸收光谱和无机化合物的紫外-可见吸收光谱两大类。

图1-1是典型的紫外-可见吸收光谱图，亦称吸收曲线，以波长为横坐标、吸光度为纵坐标作图而成。吸收光谱呈现的特性常用以下术语表示。

①吸收峰　曲线上呈极大值处。对应的波长称为最大吸收波长，以λ_max表示。

②谷　曲线上呈极小值处。对应的波长称为最小吸收波长，以λ_min表示。

③肩峰　在吸收峰旁边存在的曲折。对应的波长以λ_sh表示。

④末端吸收　在200nm附近，吸收曲线呈现强吸收却不呈峰形的部分。

1.1.1　有机化合物的紫外-可见吸收光谱

依据分子轨道理论，有机化合物中存在着σ→σ^*、σ→π^*、π→σ^*以及n→σ^*和n→π^*、π→π^*电子跃迁形式，如图1-2所示。

紫外-可见吸收光谱中分子的电子跃迁类型有n→σ^*跃迁（λ_max≤200nm），n→π^*和π→π^*跃迁（λ_max>200nm），并与分子中官能团有关。不饱和基团，例如CC、CO、—NO等，它们均含有π键，是可以吸收紫外、可见光的结构单元，叫生色团，可发生n→π^*和π→π^*跃迁。还有一些基团如—NH₂、—SH、—OH，本身没有生色作用，但能增强生色团的生色能力，称为助色团。化合物中的某些生色团常因引入某些基团使其λ_max发生移动，向长波方向移动，叫红移；向短波方向移动，叫蓝移。溶剂极性变化也会影响生色团的生色能力，溶剂极性增大，π→π^*跃迁中λ_max红移；而对于n→π^*跃迁λ_max蓝移。

吸收峰在紫外-可见光谱中波带位置称为吸收带，通常分为四种：E吸收带、K吸收带、B吸收带、R吸收带，其中E带又分为E₁带和E₂带。从低波长到高波长，分别是E₁带、E₂带、K带、B带、R带。

①E带　是芳香族化合物π→π^*跃迁产生，E₁带出现在约183nm处，E₂带出现在约204nm处。

②K带　相当于共轭双键中π→π^*跃迁引起的吸收带，吸收峰出现在205nm以上。

③B带　是芳香族（包括杂芳香族）化合物的特征吸收带。由苯等芳香族化合物的π→π^*跃迁所引起的。吸收峰在230～270nm，其中心在256nm附近。

④R带　是含杂原子的不饱和基团，如CO、—NO、—NO₂、—NN—等的n→π^*跃迁引起的吸收带。吸收峰位于较长波长范围（250～500nm）内。

1.1.2　无机化合物的紫外-可见吸收光谱

（1）电荷转移吸收光谱

一些同时具有电子给予体和电子接受体的无机化合物在外来辐射作用下，其电子由电子给予体D（配位体）的轨道跃迁到电子接受体A（中心离子）的相关轨道时产生的吸收光谱。例如，Fe³⁺与SCN^-的反应就属于此类反应，其电子转移过程如下：

电荷转移吸收光谱的吸收强度大，它的摩尔吸收系数ε一般超过10⁴L·mol^-1·cm^-1。

（2）配位体场吸收光谱

含有d或f轨道的金属离子与配位体形成的配合物中，配位体按一定的几何方向配位在金属离子周围时，在配位体的配位场作用下，使原来简并的5个d轨道或7个f轨道，分裂成几组能量不等的轨道，当轨道未充满时，它们的离子吸收光能后，电子由低能态的d轨道或f轨道跃迁到高能态的d轨道或f轨道，这样就形成配位体场吸收光谱。配位体场吸收光谱常位于可见光谱区，强度较弱，对定量分析应用不大，多应用于研究配合物结构及其键合理论。

1.1.3　朗伯-比尔定律（Lambert-Beer定律）

紫外-可见光谱测定中的定量公式为朗伯-比尔定律，朗伯-比尔定律表示入射光通过溶液时，透射光与该溶液的浓度和厚度的关系。

朗伯-比尔定律表达为

式中，A为吸光度；T为透光率，%；ε为摩尔吸收系数，单位为L·mol^-1·cm^-1，ε表示溶液对单色光吸收的能力，ε越大，表示测定的灵敏度越高；b为液层厚度，cm；c为溶液浓度，mol·L^-1。

当c采用质量单位g·L^-1，吸收定律表达为，式中，a为吸光系数，单位为L·g^-1·cm^-1。

朗伯-比尔定律是在单色光照射到理想稀溶液的条件下推导出来的。紫外-可见分光光度计单色光的纯度和溶液的非理想程度影响着朗伯-比尔定律的适用性。溶液的非理想程度是指溶液浓度变化产生的溶液中吸光物质的离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等变化，改变了物质对光的吸收能力。而光根据光线不同分为以下几种光照情况：非单色光、杂散光、散射光、反射光及非平行光，此时将偏离朗伯-比尔定律。

对多组分吸收体系，假定体系中各组分无相互作用，则各组分的吸光度具有加和性，即：