第3章紫外光谱

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,第三章 紫外,-,可见光谱,U,ltraviolet-,V,isible absorption spectra,；,UV,一、紫外光谱基本原理,1.1,定义：,分子中价电子经紫外光（或可见光）照射时，电子从,低能级跃迁到高能级,，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫,紫外光谱。,紫外吸收光谱的波长范围是,10-400nm(,纳米,),其中,10-200nm,为远紫外区，,200-400nm,为近紫外区,一般的紫外光谱是指近紫外区,。,M +,h,M,*,基 态 激 发 态,E,1,（,E,）,E,2,当一定波长的光照射到物质表面时，物质会吸收特定波长的光。,E,=,E,2,-,E,1,=,h,不同的物质，电子跃迁所需能量不同，因此不同的,物质有不同的紫外响应特性。,E,基态,激发态,1.2,紫外光谱产生原理,罗丹明,B,亚甲基蓝,区域,波长,原子或分子跃迁,射线,10,-3,0.1nm,核跃迁,X,射线,0.110nm,内层电子跃迁,远紫外,10200nm,中层电子跃迁,紫外,200400nm,外层价电子跃迁,可见,400800nm,红外,0.850m,分子转动和振动跃迁,远红外,50100m,微波,0.1100cm,无线电波,1100m,核自旋取向跃迁,不同波长的光具有不同能量，因此可引发不同能级上的电子跃迁。,1.3,小结,紫外和可见光谱是由分子吸收能量引发价电子或外层,电子跃迁,而产生的，不同的物质有不同的紫外光谱响应，不同的光子可引发不同能级上电子的跃迁。,二、电子跃迁类型,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。,C,O,H,n,p,s,H,E,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。主要有四种跃迁所需能量,大小顺序为：,n,n,s,p,*,s,*,n,p,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；,吸收波长,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,),，这样的基团称为助色团。,4.3,蓝移、红移、增色减色效应,有机化合物的吸收谱带常常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,向短波方向移动称为,蓝移,(,或紫移,),向长波方向移动称为,红移,。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,，如图所示。,肩峰：,吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。,强带、弱带：,10,4,的吸收带为强带，,Ph CHO COCH,3,COOH COO,CN,SO,2,NH,2,(NH,3,+,),C,双取代苯,对位取代,两个取代基属于同类型时，,max,红移值近似为,两者单取代时的最长,波长,。,两个取代基类型不同时，,max,的红移值远大于两,者单取代时的红移值之和,。（共轭效应）,2,）邻位或间位取代,两个基团产生的,max,的红移值近似等于它们,单取代时产生的红移值之和,。,九、紫外光谱的应用,9.1,紫外光谱可提供结构信息,化合物在,220-800nm,内无紫外吸收，说明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物（氯化物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共轭的烯。,210-250nm,内显示强的吸收（,近,10000,或更大），这表明,K,带的存在，即存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯或,、,不饱和醛、酮）,250-300nm,内显示中等强度吸收，且常显示不同程度的精细结构，说明苯环或某些杂芳环的存在。,250-350nm,内显示中、低强度的吸收，说明羰基或共轭羰基的存在。,300nm,以上的高强度的吸收，说明该化合物具有较大的的共轭体系。若高强度吸收具有明显的精细结构，说明稠环芳烃、稠环杂芳烃或其衍生物的存在。,紫外光谱反应的是分子中,发色基团和助色基团,的特性，而不是整个分子的特性，因此单独从紫外光谱不能完全确定化合物的分子结构，必须与其它表征相结合。,9.2,紫外光谱的应用,纯度检查,异构体的确定：,不同的异构体可能具有不同的紫外,光谱，以此来判断属哪个异构体。,官能团的推断：,可初步判断官能团的存在,成分含量的测定：,依据标准曲线计算未知液中物质的,浓度。,位阻作用的测定,氢键强度的测定,