1、光谱是个啥东东？
光谱是复色光经色散系统分光后，按波长（或频率）的大小一次排列的图像。根据测量物质的光谱而建立起来的分析方法称为光谱分析法（spectrometry），它是光学分析法的一类。物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而发生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度，可以进行定性、定量和结构分析。
2、光谱分类
光谱法可分为分子光谱和原子光谱。原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线状光谱，如原子吸收光谱，原子发射光谱，原子荧光光谱法，X射线荧光光谱法等。分子光谱是分子的电子能级，振动和转动能级的变化产生的，表现为带状光谱，如紫外可见分光光度法、红外光谱分、分子发光分析等。
光学分析的另一类是非光谱法，它是基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射和偏振等变化的分析方法。非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，电磁辐射只是改变了传播方向、速率或某些物理性质，如折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二向色性法就等。
紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200--800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法，这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁。
1、分子吸收光谱的形成
电子由于受到光、热、电等的激发从一个能级转移到另外一个能级，称为跃迁
2、为啥紫外光谱是带状的呢？
由分子内部电子能级的跃迁而产生的光谱位于紫外-可见光区内。由上图可以看出在发生电子能级之间跃迁的同时，必然也要发生振动能级之间的跃迁，得到的是一系列的谱线，当发生电子能力和振动能级之间的月钱是，必然也要发生转动能级之间的跃迁，这些谱线连在一起，呈现带状，成为带状光谱。
3、有机化合物的紫外-可见光谱
有机化合物的紫外-可见光谱决定于分子的结构以及分子轨道上电子的性质。有机化合物分子对紫外或可见光的特征吸收，可以用最大吸收处的波长，λmax表示，λmax取决于分子的激发态与基态之间的能量差。从化学键的性质来看，与紫外-可见光谱有关的电子主要有三种，即形成单键的σ电子，形成双键或三键的π电子以及未参与成键的n电子（孤对电子）
电子跃迁类型
σ→σ*跃迁（饱和有机化合物）：吸收能量较高，一般发生在真空紫外区。饱和烃中的C-C和C-H属于这种跃迁类型。如乙烷λmax为135nm。（注：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，因此无法检测σ→σ*跃迁。利用这一点，饱和有机化合物可以作为实验的良好溶剂，无紫外背景干扰。
π→π*跃迁（不饱和有机化合物）：有π电子的基团，如C=C，C≡C，C=O等，会发生π→π*跃迁，一般位于近紫外区，在200 nm左右，εmax≥104L·mol-1·cm-1，为强吸收带，有共轭双键的化合物，随着共轭体系的延长，π→π*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。
n→σ*跃迁：含有O、N、S等杂原子的基团，如-NH2、-OH-、-SH等可能产生n→σ*跃迁，在近紫外区，吸收弱，摩尔吸光系数较小。
K带：共轭体系的π→π*跃迁又叫K带，与共轭体系的数目、位置和取代基的类型有关。
B带：芳香族化合物的π→π*跃迁而产生的精细结构吸收带叫做B带。
E带：E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，可分为E1和E2带（K带）。苯的B带和E带如下图所示。
n→π*跃迁：含有杂原子的不饱和基团：如C=O，C=S，-N=N-等基团会发生n→π*。发生这种跃迁能量较小，吸收发生在近紫外或者可见光区。特点是强度弱，摩尔吸光系数小，产生的吸收带也叫R带。
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。
4、无机物中的电子跃迁
无机化合物的紫外可见吸收主要是由电荷转移跃迁和配位场跃迁产生。
电荷转移跃迁：无机络合物中心离子和配体之间发生电荷转移：
上述公式中心离子（M）为电子受体，配体(L)为电子给体。不少过渡金属离子和含有生色团的试剂反应生成的络合物以及许多水合无机离子均可产生电荷转移跃迁。
电荷转移吸收光谱出现的波长位置，取决于电子给体和电子受体相应电子轨道的能量差。一般，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），则发生电荷转移跃迁时所需能量越小，吸收光谱波长红移。
配位场跃迁：元素周期表中第4和第5周期过渡元素分别含有3d和4d轨道，镧系和锕系元素分别有4f和5f轨道。这些轨道能量通常是简并（相等）的，但是在络合物中，由于配体的影响分裂成了几组能量不等的轨道。若轨道是未充满的，当吸收光后，电子会发生跃迁，分别称为d-d跃迁和f-f跃迁。
紫外可见吸收光谱中重要的概念：
生色团：产生紫外或者可见吸收的不饱和基团，一般是具有n电子和π电子的基团，如C=O, C=N，C=O，C=S，-NO2，-N=N-等。当出现几个生色团共轭时，几个生色团所产生的吸收带将消失，取而代之的是新的共轭吸收带，其波长比单个生色团的吸收波长长，强度也增强。
助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强或（和）使吸收峰红移的基团，如-OH，-NH2，卤素，-SH，-OR等
红移：最大吸收峰向长波长方向移动。
蓝移：最大吸收峰向短波长方向移动。
增（减）色效应：使吸收强度增强（减弱）的效应。
5、影响紫外可见光谱的因素
共轭效应：体系形成大π键，使各能级间的能量差减小，从而电子跃迁的能量也减小，因此共轭效应使吸收发生红移。
溶剂效应：
1.由于溶剂的存在使溶质溶剂发生相互作用，使精细结构消失（溶剂极性增大使溶质分子的真空受限制，由振动引起的光谱精细结构消失）。
2.对π→π*跃迁来讲，溶剂极性增大时，吸收带发生红移；对于n→π*跃迁来讲，吸收光谱发生蓝移。
3.不同化合物在不同pH下存在形态不同，吸收峰会随pH发生改变。
如苯酚在碱性介质中形成苯酚阴离子，其吸收峰从210.5和270nm红移到235nm和287nm。
立体化学效应
空间位阻、构象、跨环共轭、等因素导致吸收光谱的红移或蓝移，并伴随有增色或减色效应。
紫外-可见分光光度法的应用
1、定性分析
紫外-可见分光光度法在有机化合物的定性鉴定和结构分析中，对不饱和有机化合物尤其 是共轭体系的鉴定，以此来推断未知物的骨架结构，可配合红外光谱、核磁共振波谱和质谱法进行定性鉴定和结构分析。
2。结构分析
判别顺反异构体：反式异构体空间位阻小，共轭程度较高，其λmax和εmax大于顺式异构体
判别互变异构体：一般共轭体系的λmax和εmax大于非共轭体系
3、定量分析
定量依据Lambert-Beer定律（适用Lambert-Beer定律的溶液必须是稀溶液，浓度小于0.01M）
单组分定量分析
多组分定量分析
4、配合物组成及其稳定常数的测定
5、酸碱解离常数的测定
紫外分光光度计结构及维护
1、分光光度计使用注意事项
（1）紫外可见分光光度计在开机前将样品室内的干燥剂取出，仪器自检过程中禁止打开样品室盖。
（2）笔试PH计测定时，禁止将试剂或液体物质放在仪器的表面上，如有溶液溢出或其它原因将样品槽弄脏，要尽可能及时清理干净。
（3）比色皿内溶液以皿高的2/3～4/5为宜，不可过满以防液体溢出腐蚀仪器。测定时应保持比色皿清洁，池壁上液滴应用擦镜纸擦干，切勿用手捏透光面。测定紫外波长时，需选用石英比色皿，测定可见光波长时，可用玻璃比色皿。
（4）实验结束后将比色皿中的溶液倒尽，然后用蒸馏水或有机溶剂冲洗比色皿至干净，倒立晾干。关电源将干燥剂放入样品室内，盖上防尘罩，做好使用登记，得到管理老师认可方可离开。
2、紫外可见分光光度计出现问题处理方法
（1）仪器电源接通后，光源不亮。
原因：
①光源灯泡已损坏。
②保险管烧坏。
处理方法：
①更换氘灯或钨灯。
②更换保险管。
（2）紫外可见分光光度计噪音较大。
原因：光源灯泡使用时间超过寿命期。
处理方法：更换光源灯泡。
（3）自检时提示波长自检出错。
原因：自检过程中可能打开过仪器样品室的盖子。
处理方法：关上仪器样品室盖子，重新自检。
（4）仪器自检时提示通讯错误。
原因：仪器与电脑之间的数据线没有连接好。
处理方法：连接好数据线，重新打开仪器和软件，重新自检。
（5）仪器零点飘忽不定，主要反映在简易仪器上。
原因：在简易仪器中，零点往往是通过电位器来调整，这种电位器一般是炭膜电阻制作的，使用久了往往造成接触不良。
处理方法：更换电位器。
（6）在使用过程中，出现数字显示不能归零，同时伴有图线记录基线位置偏高。
原因：
①光电倍增等老化，性能降低。
②信号处理板可能发生故障。
③前置放大版出现故障，引起反馈量增大。
处理方法：
①开机通电，先做记录故障曲线，再与原始记录的标准曲线对照，找出异同点，并作一下定性定能分析。然后用一只同型号规格的新光电倍增管替换机上的光电管，再开机实验，结果记录出来的图线并没有什么变化，由此证明光电倍增管没有老化变质。
②进一步检查信号处理板，未发现信号处理板各元器件损坏，对影响灵敏度有关的电位器检测，结果测得数据正常，这说明信号处理板没有故障。
（7）测试过程中提示能量太低。
原因：
①光源灯泡使用时间超过寿命期。
②样池中有不透光的东西挡住了光。
处理方法：
①更换光源灯。
②拿走挡光的物品。
（8）吸光值结果出现负值（最常见）。
原因：没做空白记忆、样品的吸光值小于空白参比液。
处理方法：做空白记忆、调换参比液或用参比液配置样品溶液。
（9）当仪器波长固定在某个波长下时，吸光值信号上下摆动，特别是测量模式转换为按键开关式的简易仪器。
原因：开关触点因长期氧化所致造成接触不良。
处理方法：用金属活化剂清洗按键触点即可。
（10）样品信号重现性不良
原因：排除仪器本身的原因外，最大的可能是样品溶液不均匀所致，在简易的单光束仪器中，样品池架一般为推拉式的，有时重复推拉不在同一个位置上。
处理方法：
①采取正确的试样配置手段。
②修理推拉式样品架的定位碰珠。
