紫外光谱分析方法

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1、第四章紫外光谱、紫外－可见光分光光度法§4-1紫外－可见吸收光谱的产生一．原因：分子中价电子跃迁产生的光谱吸收二．电子跃迁类型与有机化合物有关的价电子有σ、π和n电子，主要跃迁有：1．N－V跃迁：由基态跃迁至反键轨道：σ-σ*、π-π*2．N－Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n-σ*、n-π*3．N－R跃迁：σ电子激发到更高能级或电离吸收波谱：此外，与分光光度法有关的跃迁还有：4．电荷转移跃迁，常见过渡金属与有机配位体（显色剂）之间电子转移跃迁，大多在可见光区，吸收强度大，往往用于定量分析。5.配位场跃迁，d-d或f-f轨道在配位场作用下简并，轨道分裂，产生d-d（Ⅳ

2、、V周期）、f-f（La系、Ar系）跃迁。此吸收能量少，吸收强度较小，多在可见光区。三．辐射吸收的基本定律—朗伯-比尔定律当一束平行光通过均匀的液体介质时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，还有一部分被容器表面散射。即I0＝It（吸收光）＋Ia（透射光）＋Ir若散射光Ir→0则I0＝It＋Ia1．透光率T＝Ia/I0T↑，吸收↓2．吸光度A＝lg1/T＝lgI0/IaA↑，吸收↑3．朗伯－比尔定律当入射光波长一定时（单色光），溶液吸光度A只与溶液中有色物质浓度和比色皿厚度有关，成正比，即A∝LC=>A＝kLC式中：k－比例常数－系吸系数L－比色皿厚度C－溶液浓度当C为

3、摩尔浓度，令k＝ε，称为摩尔吸光系数。4．吸光度的加和性，若溶液中有m种成分，其在某一波长下吸光系数分别为ε1、ε2…εm，浓度分别为C1、C2…Cm则对于同一种物质，波长不同时ε(或K)不相同。四、无机化合物的紫外-可见光谱§4-2有机化合物的紫外－可见光谱一．吸收光谱表示方法（光谱图）用A～λ或T％～λ作图称光谱图。二．常用术谱1．生色基团：含有π键的不饱和基团（为C＝C、C＝O、N＝N、－N＝O等）能产生π-π*跃迁，使得有机化合物分子在紫外－可见光区产生吸收的基团。①共轭生色团a、基团结构不同：独立吸收b、相同，仅一个吸收峰，但强度随生色团数目增加叠加。②共轭

4、：仅一个吸收峰（长波称动位置红移）强度显著增大。2．助色基团：含有非键电子（n电子）的基团（为－OH、－NH2、－SH、－X等），其本身在紫外－可见光区无吸收，但能与生团中π电子发生n-π*共轭，使生色团吸收峰（长波方向移动红移）的基团。3．红移和蓝移使分子的吸收峰向长波方向移动的效应称红移。使分子的吸收峰向短波方向移动的效应称蓝移。三．有机化合物的紫外－可见光谱1．饱和有机化合物①不含杂质原子时只有σ-σ*、λ<150nm②含杂质原子时除σ-σ*外，还有n－σ*吸收可能>150nm，CH3·NH2λmax＝215CH3Iλmax＝258一般饱和有机化合物吸收均有远紫

5、外，在一般意义上的紫外区没有吸收，故可作为紫外光谱的溶剂（为烷、醇、醚等）。2．不饱和脂肪烃①单烯：π-π*在170－200nm，不属一般意义紫外区②共轭烯：共轭使π-π*的ΔE↓，吸收峰红移，强度增大，这种吸收带称K吸收带（共轭带）。例：CH2＝CH2λm＝165nmε＝15000CH2＝CH－CH＝CH2λm＝217ε＝21000CH2＝CH－CH＝CH－CH＝CH2λm＝257ε＝350003．醛、酮化合物有σ、π、n电子，可产生n-σ*、π-π*、n-π*，其中n-π*跃迁在270－300nm称R吸收带（基团带），例丙酮280nm，但ε＝10－2。对于α、β不

6、饱和醛酮－C＝O和C＝C共轭，因此，R，K吸收带均红移。R在320－340nmε＝10－102K在220－240nmε>1044．芳香化合物①无取代：苯在紫外区有三个吸收带，均由π-π*引起。E1吸收带在185nmε＝104（60000）E2吸收带在204nmε＝103（7900）B吸收带（苯带）在254－260nm（230－270nm）ε＝200=>由于振动跃迁叠加在π-π*上引起。①②单取代：取代为助色基团E2红移、B红移例：取代为生色基团E2与K吸收带合并，红移③二取代：对位εmax增大，红移，邻位间此作用较小。④稠环化合物：共轭苯环数增加，红移，ε↑§4-3影

7、响紫外－可见光谱的因素一．溶剂效应对于π-π*（π*极性较π大，与极性溶剂作用，π*下降多，π下降少，∴ΔE↓）跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，红移。对于n-π*（n极性较π*大，n↓多，π*下降少，∴ΔE↑）跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，蓝移。因此，利用溶剂极性影响的不同可区分π-π*和n-π*。此外，溶剂对吸收强度，精细结构等均有影响。所以，紫外光谱图必须注明溶剂。二．空间效应空间阻碍使共轭程度下降，吸收峰蓝移。例：二苯乙烯反式：λmax＝295，顺式：λmax＝280nm三．超共轭效应烷基取代时，C－H的σ饱键和苯环分子轨道重叠，使得ΔE↓，