紫外光谱使用课件

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1、紫外光谱使用紫外光谱n紫外光谱的基本原理n仪器装置n实验技术n紫外吸收与分子结构关系n紫外光谱紫外吸收光谱的应用的应用紫外光谱使用基本原理n电磁波谱n光谱的形成（示意图）：分子在入射光的作用下发生了价电子的跃迁，吸收了特定波长的光波形成。n郎伯-比耳定理n常见的光谱术语n电子跃迁的类型n影响紫外吸收的因素返回紫外光谱使用光谱的形成（示意图）返回紫外光谱使用电子跃迁返回紫外光谱使用郎伯-比耳定理吸光度A 透射率T 为摩尔吸收系数 l为光在溶液中经过的距离（比色池的厚度） 透过光强度I1 入射光强度I0 返回A = log(I0/I1 ) = log(1/T ) = .c.l c, 溶液的浓度紫外

2、光谱使用郎伯-比耳定理中常用符号和术语返回紫外光谱使用电磁波谱区区 域域波波 长长原子或分子的跃迁原子或分子的跃迁射线射线10-30.1nm核跃迁核跃迁X射线射线0.110nm内层电子跃迁内层电子跃迁远紫外远紫外10200nm中层电子跃迁中层电子跃迁紫外紫外200400nm外层（价）电子跃迁外层（价）电子跃迁可见可见400800nm红外红外0.850m分子转动和振动分子转动和振动 远红外远红外501000m微波微波0.1100cm无线电波无线电波1100m核磁共振核磁共振紫外光谱使用电磁波谱紫外光谱使用电磁波谱返回紫外光谱使用常见的光谱术语n生色团生色团：分子中产生紫外吸收带的主要官能团分子中

3、产生紫外吸收带的主要官能团 n助色团：助色团：本身在紫外区和可见区不显示吸收的原子或基团，本身在紫外区和可见区不显示吸收的原子或基团，当连接一个生色团后，则使生色团的吸收带向红移并使吸收强度当连接一个生色团后，则使生色团的吸收带向红移并使吸收强度增加一般为带有增加一般为带有p p电子的原子或原子团电子的原子或原子团 n红移红移 ：向长波移动向长波移动n蓝移蓝移：向短波移动向短波移动n增色效应：增色效应：使吸收带的吸收强度增加的效应使吸收带的吸收强度增加的效应 n减色效应：减色效应：使吸收带的吸收强度使吸收带的吸收强度降低降低的效应的效应 返回紫外光谱使用常见生色团和助色团返回Chromopho

4、reExampleExcitationl lmax, nm SolventC=CEthenep _ p*17115,000hexaneCC1-Hexynep _ p*18010,000hexaneC=OEthanaln _ p*p _ p*2901801510,000hexanehexaneN=ONitromethanen _ p*p _ p*275200175,000ethanolethanolC-X X=Br X=IMethyl bromideMethyl Iodiden _ s*n _ s*205255200360hexanehexane紫外光谱使用电子跃迁的类型及谱带特征n电子从基态（

5、成键轨道）向激发态电子从基态（成键轨道）向激发态( (反反键轨道键轨道) )的跃迁。的跃迁。 n杂原子末成键电子被激发向反键轨道的杂原子末成键电子被激发向反键轨道的跃迁跃迁n有机化合物有三种电子：有机化合物有三种电子： 电子、电子、p p电子电子和和 n电子电子紫外光谱使用电子能级和跃迁示意图 *pppsssnn各种跃迁所所需能量各种跃迁所所需能量(E)(E)的大小次序为：的大小次序为： 返回紫外光谱使用紫外光谱的谱带类型nK带（共轭带）：共轭系统带（共轭带）：共轭系统pppp*跃迁产生，特征是吸跃迁产生，特征是吸收强度大，收强度大，loglog 4 4nE带带：苯环的：苯环的pppp* 跃迁

6、产生，当跃迁产生，当共轭系统有极性基团共轭系统有极性基团取代时，取代时， E带相当于带相当于K带，带，吸收强度大，吸收强度大，loglog 4 4nB带：带：苯环的苯环的pppp*跃迁产生，中等强度吸收峰，特征跃迁产生，中等强度吸收峰，特征是峰形有精细结构是峰形有精细结构nR带：未共用电子的带：未共用电子的npp*跃迁产生，特征是吸收强度跃迁产生，特征是吸收强度弱，弱，loglog 1 1紫外光谱使用影响紫外吸收的因素n共轭体系的形成使吸收红移共轭体系的形成使吸收红移 n超共轭效应超共轭效应 ：烷基与共轭体系相连时，可以使波长产生少量红移烷基与共轭体系相连时，可以使波长产生少量红移 n空间效应

7、：空间位阻，构型，构象，跨环效应空间效应：空间位阻，构型，构象，跨环效应n跃迁的类型跃迁的类型n外部因素：外部因素：溶剂效应溶剂效应 ，温度，温度，PH值影响值影响返回紫外光谱使用共轭效应EE*共轭系统的能级示意图 及共轭多烯的紫外吸收返回紫外光谱使用溶剂效应 En En Ep Ep*n*非极性溶剂极性溶剂非极性溶剂极性溶剂极性增大使*红移，n*跃迁蓝移，精细结构消失紫外光谱使用 溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响 1-己烷 2-95%乙醇 3-水 紫外光谱使用溶剂效应使精细结构消失返回紫外光谱使用温度的影响温度降低减小了温度降低减小了振动和转动对吸振动和转动对吸收带的影

8、响，呈收带的影响，呈现电子跃迁的精现电子跃迁的精细结构细结构返回紫外光谱使用pH值影响苯酚的紫外光谱 苯胺的紫外光谱 返回紫外光谱使用空间位阻OOCH3CH3CCOOCH3CH3CH3CH3CCCH3CH3CH3CH3OO 0 10o 90 o 180 omax 466nm 370nm 490nm NO2NO2CH3NO2C2H5NO2t C4H9t C4H9K带max 8900 6070 5300 640 返回紫外光谱使用跨环效应 OOmax 300.5nm 280nmmax 292 150 返回紫外光谱使用构型影响max 295.5nm 280nm 29000 10500 返回紫外光谱使用

9、构象影响返回紫外光谱使用仪器装置组成主要包括光源、分光系统、吸收池、检测系统和记录系统等五个部分 返回紫外光谱使用实验技术n分光光度计的校正分光光度计的校正n溶剂的选择溶剂的选择推测化合物分子骨架推测化合物分子骨架 溶剂对溶剂对200-400nm的紫外光没有吸收的紫外光没有吸收 溶剂与样品不发生化学作用溶剂与样品不发生化学作用 常用的溶剂有：己烷、环己烷、乙腈、甲醇、常用的溶剂有：己烷、环己烷、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、二氧六环等乙醇、异丙醇、乙醚、二氧六环等返回紫外光谱使用分光光度计的校正分光光度计的校正0.01N硫酸中的重铬酸钾，波长及吸光度硫酸中的重铬酸钾，波长及吸光度返回紫外光谱

10、使用溶剂的选择溶剂的选择返回紫外光谱使用紫外吸收与分子结构关系紫外吸收与分子结构关系n如果在如果在210-250nm有强吸收，表示有有强吸收，表示有K吸收带，吸收带，则可能含有两个双键的共轭体系，如共轭二烯或则可能含有两个双键的共轭体系，如共轭二烯或，不饱和酮等。同样在不饱和酮等。同样在260，300，330nm处有处有高强度高强度K吸收带，在表示有三个、四个和五个共吸收带，在表示有三个、四个和五个共轭体系存在。轭体系存在。n如果在如果在260300nm有中强吸收（有中强吸收（=2001000），），则表示有则表示有B带吸收，体系中可能有苯环存在。如带吸收，体系中可能有苯环存在。如果苯环上有共

11、轭的生色基团存在时，则果苯环上有共轭的生色基团存在时，则可以大可以大于于10000。n如果在如果在250300nm有弱吸收带（有弱吸收带（R吸收带）吸收带）20000可能为简单、长共轭结构。kmax =1000020000，可能是简单二烯烃、-不饱和羰基化合物。kmax =10000左右，芳核上连发色基团。kmax =10100（max =270350nm）可能是酮。紫外光谱使用2. 找模型化合物的紫外光谱图对照n一般说来，相似发色基团结构有相似的谱图n如Me(CH=CH)nMe、 、芳香族化合n物的紫外谱图如下：共轭体系的紫外光谱k/mol-1cn-1Lk/mol-1cn-1L紫外光谱使用n确定化合物的结构(1) 找模型化合物的谱图(2) 查资料，找有关结构的紫外光谱图，标准谱图。(3) 借助其他结构分析方法的结果，互相印证。如化学法、IR、NMR等。k/mol-1cn-1L紫外光谱使用紫外光谱解析实例紫外光谱解析实例紫外光谱使用紫外光谱使用紫外光谱使用