1.1　方法原理

紫外-可見吸收光譜是表示物質對光的吸收程度（吸光度A）與光波長（λ）之間的關系的譜圖。根據待分析樣品的不同可將其分為有機化合物的紫外-可見吸收光譜和無機化合物的紫外-可見吸收光譜兩大類。

圖1-1是典型的紫外-可見吸收光譜圖，亦稱吸收曲線，以波長為橫坐標、吸光度為縱坐標作圖而成。吸收光譜呈現的特性常用以下術語表示。

①吸收峰　曲線上呈極大值處。對應的波長稱為最大吸收波長，以λ_max表示。

②谷　曲線上呈極小值處。對應的波長稱為最小吸收波長，以λ_min表示。

③肩峰　在吸收峰旁邊存在的曲折。對應的波長以λ_sh表示。

④末端吸收　在200nm附近，吸收曲線呈現強吸收卻不呈峰形的部分。

1.1.1　有機化合物的紫外-可見吸收光譜

依據分子軌道理論，有機化合物中存在著σ→σ^*、σ→π^*、π→σ^*以及n→σ^*和n→π^*、π→π^*電子躍遷形式，如圖1-2所示。

紫外-可見吸收光譜中分子的電子躍遷類型有n→σ^*躍遷（λ_max≤200nm），n→π^*和π→π^*躍遷（λ_max>200nm），并與分子中官能團有關。不飽和基團，例如CC、CO、—NO等，它們均含有π鍵，是可以吸收紫外、可見光的結構單元，叫生色團，可發生n→π^*和π→π^*躍遷。還有一些基團如—NH₂、—SH、—OH，本身沒有生色作用，但能增強生色團的生色能力，稱為助色團。化合物中的某些生色團常因引入某些基團使其λ_max發生移動，向長波方向移動，叫紅移；向短波方向移動，叫藍移。溶劑極性變化也會影響生色團的生色能力，溶劑極性增大，π→π^*躍遷中λ_max紅移；而對于n→π^*躍遷λ_max藍移。

吸收峰在紫外-可見光譜中波帶位置稱為吸收帶，通常分為四種：E吸收帶、K吸收帶、B吸收帶、R吸收帶，其中E帶又分為E₁帶和E₂帶。從低波長到高波長，分別是E₁帶、E₂帶、K帶、B帶、R帶。

①E帶　是芳香族化合物π→π^*躍遷產生，E₁帶出現在約183nm處，E₂帶出現在約204nm處。

②K帶　相當于共軛雙鍵中π→π^*躍遷引起的吸收帶，吸收峰出現在205nm以上。

③B帶　是芳香族（包括雜芳香族）化合物的特征吸收帶。由苯等芳香族化合物的π→π^*躍遷所引起的。吸收峰在230～270nm，其中心在256nm附近。

④R帶　是含雜原子的不飽和基團，如CO、—NO、—NO₂、—NN—等的n→π^*躍遷引起的吸收帶。吸收峰位于較長波長范圍（250～500nm）內。

1.1.2　無機化合物的紫外-可見吸收光譜

（1）電荷轉移吸收光譜

一些同時具有電子給予體和電子接受體的無機化合物在外來輻射作用下，其電子由電子給予體D（配位體）的軌道躍遷到電子接受體A（中心離子）的相關軌道時產生的吸收光譜。例如，Fe³⁺與SCN^-的反應就屬于此類反應，其電子轉移過程如下：

電荷轉移吸收光譜的吸收強度大，它的摩爾吸收系數ε一般超過10⁴L·mol^-1·cm^-1。

（2）配位體場吸收光譜

含有d或f軌道的金屬離子與配位體形成的配合物中，配位體按一定的幾何方向配位在金屬離子周圍時，在配位體的配位場作用下，使原來簡并的5個d軌道或7個f軌道，分裂成幾組能量不等的軌道，當軌道未充滿時，它們的離子吸收光能后，電子由低能態的d軌道或f軌道躍遷到高能態的d軌道或f軌道，這樣就形成配位體場吸收光譜。配位體場吸收光譜常位于可見光譜區，強度較弱，對定量分析應用不大，多應用于研究配合物結構及其鍵合理論。

1.1.3　朗伯-比爾定律（Lambert-Beer定律）

紫外-可見光譜測定中的定量公式為朗伯-比爾定律，朗伯-比爾定律表示入射光通過溶液時，透射光與該溶液的濃度和厚度的關系。

朗伯-比爾定律表達為

式中，A為吸光度；T為透光率，%；ε為摩爾吸收系數，單位為L·mol^-1·cm^-1，ε表示溶液對單色光吸收的能力，ε越大，表示測定的靈敏度越高；b為液層厚度，cm；c為溶液濃度，mol·L^-1。

當c采用質量單位g·L^-1，吸收定律表達為，式中，a為吸光系數，單位為L·g^-1·cm^-1。

朗伯-比爾定律是在單色光照射到理想稀溶液的條件下推導出來的。紫外-可見分光光度計單色光的純度和溶液的非理想程度影響著朗伯-比爾定律的適用性。溶液的非理想程度是指溶液濃度變化產生的溶液中吸光物質的離解、締合、溶劑化以及配合物生成等變化，改變了物質對光的吸收能力。而光根據光線不同分為以下幾種光照情況：非單色光、雜散光、散射光、反射光及非平行光，此時將偏離朗伯-比爾定律。

對多組分吸收體系，假定體系中各組分無相互作用，則各組分的吸光度具有加和性，即：