UV的原理

紫外-可見分光光度法是利用某些物質的分子吸收200--800nm光譜區(qū)的輻射來進行分析測定的方法，這種分子吸收光譜產生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷。

1、分子吸收光譜的形成

電子由于受到光、熱、電等的激發(fā)從一個能級轉移到另外一個能級，稱為躍遷。

2、為啥紫外光譜是帶狀的呢？

由分子內部電子能級的躍遷而產生的光譜位于紫外-可見光區(qū)內。由上圖可以看出在發(fā)生電子能級之間躍遷的同時，必然也要發(fā)生振動能級之間的躍遷，得到的是一系列的譜線，當發(fā)生電子能力和振動能級之間的月錢是，必然也要發(fā)生轉動能級之間的躍遷，這些譜線連在一起，呈現帶狀，成為帶狀光譜。

3、有機化合物的紫外-可見光譜

有機化合物的紫外-可見光譜決定于分子的結構以及分子軌道上電子的性質。有機化合物分子對紫外或可見光的特征吸收，可以用Z大吸收處的波長，λmax表示，λmax取決于分子的激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量差。從化學鍵的性質來看，與紫外-可見光譜有關的電子主要有三種，即形成單鍵的σ電子，形成雙鍵或三鍵的π電子以及未參與成鍵的n電子（孤對電子）。

電子躍遷類型

σ→σ*躍遷（飽和有機化合物）：吸收能量較高，一般發(fā)生在真空紫外區(qū)。飽和烴中的C-C和C-H屬于這種躍遷類型。如乙烷λmax為135nm。（注：由于一般紫外可見分光光度計只能提供190～850nm范圍的單色光，因此無法檢測σ→σ*躍遷。利用這一點，飽和有機化合物可以作為實驗的良好溶劑，無紫外背景干擾。

π→π*躍遷（不飽和有機化合物）：有π電子的基團，如C=C，C≡C，C=O等，會發(fā)生π→π*躍遷，一般位于近紫外區(qū)，在200 nm左右，εmax≥104L·mol-1·cm-1，為強吸收帶，有共軛雙鍵的化合物，隨著共軛體系的延長，π→π*躍遷的吸收帶將明顯向長波方向移動，吸收強度也隨之增強。

n→σ*躍遷：含有O、N、S等雜原子的基團，如-NH2、-OH-、-SH等可能產生n→σ*躍遷，在近紫外區(qū)，吸收弱，摩爾吸光系數較小。

K帶：共軛體系的π→π*躍遷又叫K帶，與共軛體系的數目、位置和取代基的類型有關。

B帶：芳香族化合物的π→π*躍遷而產生的精細結構吸收帶叫做B帶。

E帶：E帶是苯環(huán)上三個雙鍵共軛體系中的π電子向π*反鍵軌道躍遷的結果，可分為E1和E2帶（K帶）。苯的B帶和E帶如下圖所示。

n→π*躍遷：含有雜原子的不飽和基團：如C=O，C=S，-N=N-等基團會發(fā)生n→π*。發(fā)生這種躍遷能量較小，吸收發(fā)生在近紫外或者可見光區(qū)。特點是強度弱，摩爾吸光系數小，產生的吸收帶也叫R帶。

以上各吸收帶相對的波長位置由大到小的次序為：R、B、K、E2、 E1 ，但一般K和E帶常合并成一個吸收帶。

4、無機物中的電子躍遷

無機化合物的紫外可見吸收主要是由電荷轉移躍遷和配位場躍遷產生。

電荷轉移吸收光譜出現的波長位置，取決于電子給體和電子受體相應電子軌道的能量差。一般，中心離子的氧化能力越強，或配體的還原能力越強（相反，若中心離子的還原能力越強，或配體的氧化能力越強），則發(fā)生電荷轉移躍遷時所需能量越小，吸收光譜波長紅移。

配位場躍遷：元素周期表中第4和第5周期過渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別有4f和5f軌道。這些軌道能量通常是簡并（相等）的，但是在絡合物中，由于配體的影響分裂成了幾組能量不等的軌道。若軌道是未充滿的，當吸收光后，電子會發(fā)生躍遷，分別稱為d-d躍遷和f-f躍遷。

UV常見問題

1、故障：氘燈不亮

原因一：氘燈壽命到期(此種原因幾率Z高)。

檢查：燈絲電壓、陽極電壓均有，燈絲也可能未斷(可看到燈絲發(fā)紅)。

處置：更換氘燈。

原因二：氘燈起輝電路故障。

檢查：氘燈在起輝的過程中，一般是燈絲先要預熱數秒鐘，然后燈的陽極與陰極間才可起輝放電，如果燈在起輝的開始瞬間燈內閃動一下或連續(xù)閃動，并且更換新的氘燈后依然如此，有可能是起輝電路有故障，燈電流調整用的大功率晶體管損壞的幾率Z大。

處置：需要專業(yè)人士修理。

2、故障：鎢燈不亮

原因一：鎢燈燈絲燒斷(此種原因幾率Z高)。

檢查：鎢燈兩端有工作電壓，但燈不亮；取下鎢燈用萬用表電阻檔檢測。

處置：更換新鎢燈。

原因二：沒有點燈電壓。

檢查：保險絲被熔斷。

處置：更換保險絲，(如更換后再次燒斷則要檢查供電電路)。

3、故障：吸光值結果出現負值(Z常見)

原因：沒做空白記憶、樣品的吸光值小于空白參比液。

檢查：將參比液與樣品液調換位置便知。

處置：做空白記憶、調換參比液或用參比液配置樣品溶液。

4、故障：基線噪聲大

具體表示：樣品室內無任何物品的情況下，全波長范圍內基線噪聲大

原因：光源鏡位置不正確、石英窗表面被濺射上樣品。

檢查：觀察光源是否照射到入射狹縫的中央？石英窗上有無污染物？

處置：重新調整光源鏡的位置，用乙醇清洗石英窗。

5、故障：信號的分辨率不夠

具體表現是：本應疊加在某一大峰上的小峰無法觀察到；

原因：狹縫設置過窄而掃描速度過快，造成檢測器響應速度跟不上，從而失去應測到的信號；按常理，一定的狹縫寬度要對應一定范圍的掃描速度；或者狹縫設置得過寬，使儀器的分辨率下降，將小峰融合在大峰里了。

檢查：放慢掃描速度看一看或將狹縫設窄；

處置：將掃描速度、狹縫寬窄、時間常數三者擬合成一個Z優(yōu)化的條件。

6、故障：紫外區(qū)的基線噪聲大

具體表現：樣品室內無任何物品的情況下，僅僅是紫外區(qū)的基線噪聲大。

原因：氘燈老化、光學系統的反光鏡表面劣化、濾光片出現結晶物。

檢查：可見區(qū)的基線較為平坦，斷電后打開儀器的單色器及上蓋，肉眼可以觀察到光柵、反光鏡表面有一層白色霧狀物覆蓋在上面；如果光學系統正常，Z大的可能是氘燈老化，可以通過能量檢查或更換新燈方法加以判斷。

處置：更換氘燈、用火棉膠粘取鏡面上的污物或用研磨膏研磨濾光片(注意：此種技巧需要有一定維修經驗者來實施)；清洗比色皿，更換空白溶液。

7、故障：樣品出峰位置不對

原因：波長傳動機構產生位移。

檢查：通過氘燈的656.1nm的特征譜線來判斷波長是否準確。

處置：對于高檔儀器而言處理手段相對簡單，使用儀器固有的自動校正功能即可；而對于相對簡單的儀器，這種調整則需要專業(yè)人員來進行了。

8、故障：樣品信號重現性不良

原因：排除儀器本身的原因外，Z大的可能是樣品溶液不均勻所致；在簡易的單光束儀器中，樣品池架一般為推拉式的，有時重復推拉不在同一個位置上。

檢查：更換一種的試樣判定。

處置：采取正確的試樣配置手段；修理推拉式樣品架的定位碰珠。

9、故障：沒有任何檢測信號輸出

原因：沒有任何光束照射到樣品室內。

檢查：將波長設定為530nm，狹縫盡量開到Z寬檔位，在黑暗的環(huán)境下用一張白紙放在樣品室光窗出口處，觀察白紙上有無綠光斑影像。

處置：檢查光源鏡是否轉到位，雙光束儀器的切光電機是否轉動了(耳朵可以聽見電機轉動的聲音)。

10、故障：長時間段的負值或滿屏大噪聲

具體表現：做基線掃描或樣品掃描時，基線或信號有一個長時間段的負值或滿屏大噪聲

原因：濾光片飼服電機“失步”，造成檔位錯位，國產電機尤甚。

檢查：重新開機有可能回復，或打開單色器對照波長與濾光片的相對位置來檢查(注意：打開單色器時要保護檢測器不被強光刺激)。

處置：更換飼服電機。

11、故障：吸光值信號上下擺動

具體表現：當儀器波長固定在某個波長下時，吸光值信號上下擺動，特別是測量模式轉換為按鍵開關式的簡易儀器。

原因：開關觸點因長期氧化所致造成接觸不良。

檢查：用手加重力量按琴鍵時，吸光值隨之變化。

處置：用金屬活化劑清洗按鍵觸點即可。