【科普文档】紫外/可见/近红外光谱
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用户940用户9402025年7月21日修改
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一、原理简述
吸收/漫反射光谱
（1）吸收
紫外-可见光谱技术利用物质对紫外（200–400 nm）、可见光（400–800 nm）和近红外（700-2500nm）的选择性吸收，通过观察吸收峰的位置与强度，判断物质的组成、结构与浓度。
当分子吸收光子能量时，价层电子会从基态跃迁到激发态。这种跃迁会因伴随分子振动与转动能级变化，形成较宽的吸收带。
（2）漫反射
当样品不能透光时，就用反射光来分析它怎么吸光，而“漫反射”是粉末最主要的反射形式，可用于研究固体样品的光吸收性能，催化剂表面过渡金属离子及其配合物的结构、氧化状态、配位状态、配位对称性等。
当光束入射至粉末状的晶面层时，一部分光在表层各晶粒面产生镜面反射; 另一部分光则折射入表层晶粒的内部，经部分吸收后射至内部晶粒界面，再发生反射、折射吸收。如此多次重复，最后由粉末表层朝各个方向反射出来，这种辐射称为漫反射光。
吸收定律：朗伯-比尔定律
吸光度（A）与溶液浓度（C）和光程（L）成正比：
- A：吸光度
- I₀、I：入射光和透射光强
- T：透过率 = I / I₀
- ε ：摩尔吸收系数（L·mol⁻¹·cm⁻¹）
- C：浓度（mol·L⁻¹）
- L：光程长度（cm）
✅ 吸光度越高 → 吸收越强 → 透光率越低。
⚠️ 定律仅适用于单色光，K 值随波长变化。
常见电子跃迁类型
特殊跃迁带
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K带：共轭π体系的 π → π* 跃迁，与共轭体系的数目、位置、取代基类型有关；
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B带：芳香族化合物的 π → π*而产生的精细结构吸收带；
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E带：苯环上3个双键共轭中的π电子向π*反键轨道跃迁，分为E1和E2带（K带）；
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MLCT / LMCT：无机金属配合物中的电荷转移跃迁；
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d-d 跃迁：过渡金属 d 电子在不同能级之间 的跃迁（非全满d轨道 且 配体场非球对称 时发生），弱跃迁，吸光度低；
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f-f 跃迁：稀土金属 f 轨道之间 的跃迁（如 Nd³⁺、Er³⁺），是 电偶极跃迁禁阻跃迁，因此吸光度极低，但具有 极窄且锐利的吸收峰。
影响吸收光谱的因素
价带、导带、带隙/禁带、费米能级
在材料中，电子是带着能量“住”在不同的能带上的，而这些能带决定了材料是否导电、能不能发光、能不能吸光。