紫外吸收光谱基本原理教程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,分子光谱,分子光谱,分子吸收光谱,分子发射光谱,转动光谱,拉曼光谱,（分子散射）,振动光谱,电子光谱,Uv-vis,分子荧光,化学发光光谱,分子磷光,IR,2024/11/11,分子光谱分子光谱分子吸收光谱分子发射光谱转动光谱拉曼光谱,1,紫外吸收光谱分析法,一、紫外吸收光谱的产生,formation of UV,二、有机物紫外吸收光谱,ultraviolet spectrometry of organic compounds,三、金属配合物的紫外吸收光谱,ultraviolet spectrometry of metal complexometric compounds,第一节 紫外吸收光谱分析基本原理,ultraviolet spectrometry,UV,principles of UV,2024/11/11,紫外吸收光谱分析法一、紫外吸收光谱的产生第一节 紫外吸,2,一、紫外吸收光谱的产生,formation of UV,1.概述,紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。,波长范围：,10-800,nm.,(1),远紫外光区:,10-200,nm,(2),近紫外光区:,200-400,nm,(3),可见光区:,400-800,nm,可用于结构鉴定和定量分析。,A,谷,肩 峰,末端吸收,吸收峰,2024/11/11,一、紫外吸收光谱的产生 formation of UV1.,3,2、吸收曲线的讨论：,吸光度最大处对应的波长称为,最大吸收波长,max,不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似，,max,不变。,吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。,2024/11/11,2、吸收曲线的讨论：吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长,4,讨论：,在,max,处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。,2024/11/11,讨论：在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵,5,二、有机物吸收光谱与电子跃迁,ultraviolet spectrometry of organic compounds,紫外可见吸收光谱,有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：,电子、,电子、,n,电子,。,分子轨道理论,：成键轨道反键轨道。,当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。,C,O,H,n,p,s,H,成键轨道,、,；,反键轨道,*,、,*,非键轨道,n,各轨道能级高低顺序：,n,*,*,2024/11/11,二、有机物吸收光谱与电子跃迁ultraviolet spe,6,（一）主要的,四种跃迁,大小顺序,为：,n,n,s,p,*,s,*,n,p,E,2024/11/11,（一）主要的四种跃迁sp*s*,npE2023/9/2,7,1,跃迁,所需能量最大；,电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；,饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区（,200 nm,）例：甲烷的,max,为125,nm,乙烷,max,为135,nm。,只能被真空紫外分光光度计检测到；,s,p,*,s,*,n,p,E,饱和碳氢化合物,200nm,的光)，,但当它们与生色团相连时，就会发生,n,-,共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)。,2024/11/11,（2）助色团：2023/9/20,12,C=C,生色基团，但,*,200,nm,。,max,=162nm,助色基团取代,（,K,带)发生红移。,2024/11/11,C=C 生色基团，但 *200n,13,（,3,）红移与蓝移,因引入,取代基或改变溶剂,使最大吸收波长,max,和吸收强度发生变化:,max,向长波方向移动称为,红移,，向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。,吸收强度即摩尔吸光系数,增大或减小的现象分别称为,增色效应,或,减色效应,。,2024/11/11,（3）红移与蓝移因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max,14,（,4,）生色团的共轭作用,一个化合物含有两个或两个以上的生色团：,（1）非共轭状态：总的吸收是各个生色团吸收的加和；,（2）,共轭状态,：原来生色团吸收峰消失，在长波长方向产生新的吸收峰，吸收强度也显著增加。,2024/11/11,（4）生色团的共轭作用一个化合物含有两个或两个以上的生色团：,15,（二）不饱和脂肪烃的吸收带,1,、,K,吸收带,共轭双键中,跃迁所产生的吸收带称为,K,吸收带，强吸收带。,它的波长及强度与共轭体系的数目、位置、取代基的种类等有关,.,共轭双键愈多，深色移动愈显著，甚至产生颜色，据此可以判断共轭体系的存在情况，这是紫外吸收光谱的重要应用,.,2,、,R,吸收带,：生色团或助色团中,n,跃迁引起的，弱吸收带。,2024/11/11,（二）不饱和脂肪烃的吸收带1、K吸收带2023/9/20,16,乙酰苯的紫外吸收光谱,K,吸收带：是羰基与苯环的共轭,双键引起的；,R,吸收带：是相当于生色团及助,色团中,n,跃迁引,起的；,B,是苯环吸收带,.,2024/11/11,乙酰苯的紫外吸收光谱2023/9/20,17,（三）芳香烃及其杂环化合物,苯环上三个共扼双键的,*,跃迁特征吸收带；,1,、,E,带（,强吸收带,）,E,1,带,180,184,nm,；,=,47000,E,2,带,200,204,nm,=,7000,苯环结构中三个乙烯的环状系统的跃迁产生的,.,max,（nm）,max,苯,254,200,甲苯,261,300,间二甲苯,263,300,1，3，5-,三甲苯,266,305,六甲苯,272,300,2024/11/11,（三）芳香烃及其杂环化合物苯环上三个共扼双键的 *跃,18,2,、,B,带,（精细结构吸收带,-,五指峰）,230-270,nm,=,200,*与,苯环振动引起；,含取代基助色团时，,B,带简化，强度增加，,红移。,2024/11/11,2、B带（精细结构吸收带-五指峰）2023/9/20,19,苯环上助色基团对吸收带的影响,2024/11/11,苯环上助色基团对吸收带的影响2023/9/20,20,苯环上发色基团对吸收带的影响,2024/11/11,苯环上发色基团对吸收带的影响2023/9/20,21,（四）影响吸收带的因素,1,、在饱和有机化合物中引入助色团,红移,2,、生色团的共扼作用,红移,3,、溶剂效应,2024/11/11,（四）影响吸收带的因素1、在饱和有机化合物中引入助色团红移,22,1,）、对吸收峰位置的影响,非极性 极性,n,n,p,n,p,（2）、,*,跃迁,溶剂极性增加,红移，,。,max,(,正己烷),max,(,氯仿),max,(,甲醇),max,(,水),*,230,238,237,243,n,*,329,315,309,305,2024/11/11,n p,24,2)、对光谱精细结构的影响,极性溶剂使精细结构消失；,2024/11/11,2)、对光谱精细结构的影响极性溶剂使精细结构消失；2023/,25,3,）溶剂的选择,非极性,极性,n,*,跃迁：,兰移；,；,*,跃迁：,红移,；,；,（,1,）尽可能选择极性小的溶剂,（,2,）所选溶剂在测定波长范围内无吸收或吸收很小,注意各溶剂的最低波长极限,截止波长,max,2024/11/11,3）溶剂的选择非极性 极性（1）尽可能选择极性小的溶剂2,26,第九章 紫外吸收光谱分析法,一、基本组成,general process,二、分光光度计的类型,types of spectrometer,第二节 紫外可见分光光度计,ultraviolet spectrometry,ultraviolet spectrometer,2024/11/11,第九章 紫外吸收光谱分析法一、基本组成第二节 紫外,27,一、基本组成,光源,单色器,样品室,检测器,1.光源,在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。,可见光区：钨灯,作为光源，其辐射波长范围在3202500,nm。,紫外区：氢、氘灯。,发射185400,nm,的连续光谱。,2024/11/11,一、基本组成光源单色器样品室检测器1.光源 可见光区,28,2.单色器,将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一波长单色光的光学系统。,入射狭缝：,光源的光由此进入单色器；,准光装置：,透镜或返射镜使入射光成为平行光束；,色散元件：,将复合光分解成单色光；,棱镜或光栅；,聚焦装置：,透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；,出射狭缝,。,2024/11/11,2.单色器 将光源发射的复合光分解成单色光,29,3.样品室,样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在,紫外区须采用石英池,，,可见区一般用玻璃池,。,4.检测器,利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。,5.结果显示记录系统,检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理,2024/11/11,3.样品室 样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应,30,二、分光光度计的类型,1.单光束,简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。,2.双光束,自动记录，快速全波段扫描。,可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响,，特别适合于结构分析。,2024/11/11,二、分光光度计的类型1.单光束2.双光束2023/9/20,31,3.双波长,将不同波长的两束单色光(,1,、,2,),快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。,=,12,nm,。,两波长同时扫描即可获得导数光谱。,2024/11/11,3.双波长2023/9/20,32,请选择内容：,第一节 紫外吸收光谱基本原理,principles of ultraviolet spectrometry,第二节 紫外可见分光光度计,ultraviolet spectrometer,第三节 紫外吸收光谱的应用,application of ultraviolet spectrometry,结束,2024/11/11,请选择内容：第一节 紫外吸收光谱基本原理结束2023/9/2,33,第九章 紫外吸收光谱分析法,一、定性、定量分析,qualitative and quanti-tative analysis,二、有机物结构确定,structure determination of organic compounds,第三节 紫外吸收光谱的应用,ultraviolet spectro-photometry,UV,applications of UV,2024/11/11,第九章 紫外吸收光谱分析法一、定性、定量分析第三节,34,一、定性、定量分析,（一）,定性分析,1,、化合物的鉴定,max,：,化合物特性参数，可作为定性依据,。,光谱比较法：,比较未知物与已知标准物的紫外光谱图，,若两者的谱图相同具有相同的生色团；,例：甲苯与乙苯：谱图基本相同结构确定的辅助工具；,max,，,max,都相同，,可能,是一个化合物；,反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性,2024/11/11,一、定性、定量分析（一）定性分析反映结构中生色团和助色团的,35,2,、有机化合物分子结构的推断,根据化合物的紫外及可见区吸收光谱可以推测化合物所含的官能团,.,.,在,220-800nm,范围内无吸收峰，它可能是脂肪族碳氢化合物、胺、腈、醇、羧酸、氯代烃和氟代烃，不含双键或环状共轭体系，没有醛、酮或溴、碘等基团,.,在,210,250nm,波长范围内有强吸收峰，则可能含有,2,个共轭双键；,在,260,300nm,波长范围内有强吸收峰，则说明