紫外和红外光谱法及光度法的比较
摘要 我们已经学过了紫外分光光度法和紫外光谱法以及红外分光光度法和紫外光谱法，我们通过基本原理、仪器设备、分析目的三方面对紫外分光光度法和紫外光谱法以及红外分光光度法和紫外光谱法进行了比较。
关键词 紫外分光光度法 紫外光谱法 红外分光光度法 紫外光谱法
一、紫外分光光度法和红外分光度计的比较
1、基本原理
紫外-可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。波长长（频率小）的光线能量小，波长短（频率大）的光线能量大。分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
红外分光光度法一种是光栅扫描的红外光谱仪，目前使用相对少了。它是利用红外分光镜将检测光（红外光）分成两束，一束作为参考光，一束作为探测光照射样品，再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开，并扫描检测逐个波长的强度，最后整合成一张谱图。
2、仪器设备
紫外-可见分光光度计由5个部件组成：①辐射源。必须具有稳定的、有足够输出功率的、能提供仪器使用波段的连续光谱，如钨灯、卤钨灯（波长范围350～2500纳米），氘灯或氢灯（180～460纳米），或可调谐染料激光光源等。②单色器[1] 。它由入射、出射狭缝、透镜系统和色散元件（棱镜或光栅）组成，是用以产生高纯度单色光束的装置，其功能包括将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束。③试样容器，又称吸收池。供盛放试液进行吸光度测量之用，分为石英池和玻璃池两种，前者适用于紫外到可见区，后者只适用于可见区。容器的光程一般为0.5～10厘米。④检测器，又称光电转换器。常用的有光电管或光电倍增管，后者较前者更灵敏，特别适用于检测较弱的辐射。近年来还使用光导摄像管或光电二极管矩阵作检测器，具有快速扫描的特点。⑤显示装置。这部分装置发展较快。较高级的光度计，常备有微处理机、荧光屏显示和记录仪等，可将图谱、数据和操作条件都显示出来。仪器类型则有：单波长单光束直读式分光光度计，单波长双光束自动记录式分光光度计和双波长双光束分光光度计。
红外分光度计（迈克尔逊干涉仪扫描的，称为傅立叶变换红外光谱，）仪器设备：流程：光源->吸收池->单色器->检测器->记录装置
分为色散型（已淘汰）和干涉型。
光源：一般常见的为硅碳棒，特殊线圈，能斯特灯（已淘汰）。
检测器：真空热电偶及Golay池
吸收池：液体池和气体池（具有岩盐窗片）
检测器：多用热电性硫酸三甘肽（TGS）或光电导性检测器。
3、分析目的：分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
二、紫外光谱法和红外光谱法的比较
1、基本原理
紫外光谱法是测定物质分子在紫外光区吸收光谱的分析方法。紫外吸收光谱是物质吸收紫外光后，其价电子从低能级向高能级跃迁，产生吸收峰形成的。并非所有的有机物质在紫外光区都有吸收，只有那些具有共轭双键（π键）的化合物，其π电子易于被激发发生跃迁，在紫外光区形成特征性的吸收峰。
红外光谱法是分子吸收光谱的一种。根据不同物质会有选择性的吸收红外光区的电磁辐射来进行结构分析；对各种吸收红外光的化合物的定量和定性分析的一种方法。物质是由不断振动的状态的原子构成，这些原子振动频率与红外光的振动频率相当。用红外光照射有机物时，分子吸收红外光会发生振动能级跃迁，不同的化学键或官能团吸收频率不同，每个有机物分子只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱，所得到的吸收光谱通常称为红外吸收光谱，简称红外光谱“IR”，。对红外光谱进行分析，可对物质进行定性分析。各个物质的含量也将反映在红外吸收光谱上，可根据峰位置、吸收强度进行定量分析。
2、仪器设备
红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。
紫外/可见光谱仪，是利用紫外可见光谱法工作的仪器。普通紫外可见光谱
仪，主要由光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录装置组成。紫外/可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜，主要使用反射镜，以防止由仪器带来的吸收误差。当光路中不能避免使用透明元件时，应选择对紫外/可见光均透明的材料（如样品池和参考池均选用石英玻璃）。紫外可见吸收光谱仪是紫外可见光谱仪中的用途较广的一种，其主要由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成。紫外/可见光谱仪主要用于化合物的鉴定、纯度检查、异构物的确定、位阻作用的测定、氢键强度的测定以及其他相关的定量分析之中，但通常只是一种辅助分析手段，还需借助其他分析方法，例如红外、核磁、EPR等综合方法对待测物进行分析，以得到精准的数据。
3、分析目的
红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具。
已知物的鉴定 将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性
未知物的鉴定 未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：
利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图 进行光谱解析，判断试样可能的结构。然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实
新化合物的结构分析 红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。
紫外-可见光谱法，可以研究金属离子与有机物配体之间的络合作用。金属络合物的紫外-可见光谱主要分为三个谱带，首先，位于紫外区有配体-金属中心离子的电子转移跃迁谱带，其强度通常比较大；第二，有d-d跃迁谱带，其产生的原因是电子从中心离子中较低的d轨道跃迁到较高的d轨道，通常其强度比较弱，位于可见光区，它的最大吸收波长位置和强度与络合物宏观颜色及深浅相对应；第三，配位体内的电荷转移带，即配体本身的紫外吸收。
紫外-可见光谱还可以用来表征金属纳米粒子的聚集程度。，通过紫外-可见光光谱，特别是与Mie理论的计算结果相配合时，能够获得关于粒子颗粒度、结
构等方面的许多重要信息。
参考文献
沈淑娟.1992.波谱分析.上海:华东化工学院出版社
范康年.2001.谱学导论.北京:高等教育出版社
董庆年.1977.红外光谱法.北京:石油化学工业出版社
洪山海,1981.光谱解析法在有机化学中的应用.北京:科学出版社
紫外和红外光谱法及光度法的比较
摘要 我们已经学过了紫外分光光度法和紫外光谱法以及红外分光光度法和紫外光谱法，我们通过基本原理、仪器设备、分析目的三方面对紫外分光光度法和紫外光谱法以及红外分光光度法和紫外光谱法进行了比较。
关键词 紫外分光光度法 紫外光谱法 红外分光光度法 紫外光谱法
一、紫外分光光度法和红外分光度计的比较
1、基本原理
紫外-可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。波长长（频率小）的光线能量小，波长短（频率大）的光线能量大。分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
红外分光光度法一种是光栅扫描的红外光谱仪，目前使用相对少了。它是利用红外分光镜将检测光（红外光）分成两束，一束作为参考光，一束作为探测光照射样品，再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开，并扫描检测逐个波长的强度，最后整合成一张谱图。
2、仪器设备
紫外-可见分光光度计由5个部件组成：①辐射源。必须具有稳定的、有足够输出功率的、能提供仪器使用波段的连续光谱，如钨灯、卤钨灯（波长范围350～2500纳米），氘灯或氢灯（180～460纳米），或可调谐染料激光光源等。②单色器[1] 。它由入射、出射狭缝、透镜系统和色散元件（棱镜或光栅）组成，是用以产生高纯度单色光束的装置，其功能包括将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束。③试样容器，又称吸收池。供盛放试液进行吸光度测量之用，分为石英池和玻璃池两种，前者适用于紫外到可见区，后者只适用于可见区。容器的光程一般为0.5～10厘米。④检测器，又称光电转换器。常用的有光电管或光电倍增管，后者较前者更灵敏，特别适用于检测较弱的辐射。近年来还使用光导摄像管或光电二极管矩阵作检测器，具有快速扫描的特点。⑤显示装置。这部分装置发展较快。较高级的光度计，常备有微处理机、荧光屏显示和记录仪等，可将图谱、数据和操作条件都显示出来。仪器类型则有：单波长单光束直读式分光光度计，单波长双光束自动记录式分光光度计和双波长双光束分光光度计。
红外分光度计（迈克尔逊干涉仪扫描的，称为傅立叶变换红外光谱，）仪器设备：流程：光源->吸收池->单色器->检测器->记录装置
分为色散型（已淘汰）和干涉型。
光源：一般常见的为硅碳棒，特殊线圈，能斯特灯（已淘汰）。
检测器：真空热电偶及Golay池
吸收池：液体池和气体池（具有岩盐窗片）
检测器：多用热电性硫酸三甘肽（TGS）或光电导性检测器。
3、分析目的：分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
二、紫外光谱法和红外光谱法的比较
1、基本原理
紫外光谱法是测定物质分子在紫外光区吸收光谱的分析方法。紫外吸收光谱是物质吸收紫外光后，其价电子从低能级向高能级跃迁，产生吸收峰形成的。并非所有的有机物质在紫外光区都有吸收，只有那些具有共轭双键（π键）的化合物，其π电子易于被激发发生跃迁，在紫外光区形成特征性的吸收峰。
红外光谱法是分子吸收光谱的一种。根据不同物质会有选择性的吸收红外光区的电磁辐射来进行结构分析；对各种吸收红外光的化合物的定量和定性分析的一种方法。物质是由不断振动的状态的原子构成，这些原子振动频率与红外光的振动频率相当。用红外光照射有机物时，分子吸收红外光会发生振动能级跃迁，不同的化学键或官能团吸收频率不同，每个有机物分子只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱，所得到的吸收光谱通常称为红外吸收光谱，简称红外光谱“IR”，。对红外光谱进行分析，可对物质进行定性分析。各个物质的含量也将反映在红外吸收光谱上，可根据峰位置、吸收强度进行定量分析。
2、仪器设备
红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。
紫外/可见光谱仪，是利用紫外可见光谱法工作的仪器。普通紫外可见光谱
仪，主要由光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录装置组成。紫外/可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜，主要使用反射镜，以防止由仪器带来的吸收误差。当光路中不能避免使用透明元件时，应选择对紫外/可见光均透明的材料（如样品池和参考池均选用石英玻璃）。紫外可见吸收光谱仪是紫外可见光谱仪中的用途较广的一种，其主要由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成。紫外/可见光谱仪主要用于化合物的鉴定、纯度检查、异构物的确定、位阻作用的测定、氢键强度的测定以及其他相关的定量分析之中，但通常只是一种辅助分析手段，还需借助其他分析方法，例如红外、核磁、EPR等综合方法对待测物进行分析，以得到精准的数据。
3、分析目的
红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具。
已知物的鉴定 将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性
未知物的鉴定 未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：
利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图 进行光谱解析，判断试样可能的结构。然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实
新化合物的结构分析 红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。
紫外-可见光谱法，可以研究金属离子与有机物配体之间的络合作用。金属络合物的紫外-可见光谱主要分为三个谱带，首先，位于紫外区有配体-金属中心离子的电子转移跃迁谱带，其强度通常比较大；第二，有d-d跃迁谱带，其产生的原因是电子从中心离子中较低的d轨道跃迁到较高的d轨道，通常其强度比较弱，位于可见光区，它的最大吸收波长位置和强度与络合物宏观颜色及深浅相对应；第三，配位体内的电荷转移带，即配体本身的紫外吸收。
紫外-可见光谱还可以用来表征金属纳米粒子的聚集程度。，通过紫外-可见光光谱，特别是与Mie理论的计算结果相配合时，能够获得关于粒子颗粒度、结
构等方面的许多重要信息。
参考文献
沈淑娟.1992.波谱分析.上海:华东化工学院出版社
范康年.2001.谱学导论.北京:高等教育出版社
董庆年.1977.红外光谱法.北京:石油化学工业出版社
洪山海,1981.光谱解析法在有机化学中的应用.北京:科学出版社