第12讲_ 紫外可见吸收光谱_121221.ppt

第12讲 紫外-可见吸收光谱 （UV-VIS） 2012.12.21 §12.1 分子光谱简介 1.紫外－可见光谱法（UV-VIS） 紫外－可见分光光度法(Ultraviolet-Visible light) 研究分子吸收200～800nm波长范围内的吸收光谱 分子价电子在电子能级间的跃迁；物质电子光谱 鉴定和定量测定无机化合物和有机化合物 不饱和有机化合物；主要共轭体系 2.红外吸收光谱法（IR） 主要中红外区：4000～670 cm－1 试样经红外辐照后，测定在分子振动中能引起偶极矩变化的那些振动引起的吸收。 鉴定结构或确定化学基团；定量分析 远红外区：＜200 cm－1 研究纯无机或金属有机化合物 3.激光拉曼光谱法(RAMAN) 当辐照通过透明的介质时，在散射光谱中，除了有与入射光频率相同的谱线外，在它的两侧还对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼光谱(我校老师的贡献)。 物质的鉴定和分子结构的研究 4.核磁共振波谱法（NMR） 将自旋核放入磁场后，用适宜频率的电磁波照射，它们会吸收能量，发生原子核能级的跃迁，同时产生核磁共振信号，得到核磁共振谱。 有机化合物：1H核和13C核 生物医学应用、人体健康 §12.2 紫外-可见光谱法（UV-VIS） 研究物质在 紫外、可见光区 的分子吸收光谱 的分析方法称为紫外-可见分子吸收光谱法。 利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子 在电子能级间的跃迁。 无机和有机物质的定性和定量测定。 分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。 电子由于受到光、热、电的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。 当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。由于分子内部运动所牵涉到的能级变化比较复杂，分子吸收光谱也就比较复杂。 一、紫外－可见光谱的产生 分子能量近似为： 这三种运动能量的变化都是量子化的 分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图 远紫外区：13.6～200nm，真空紫外区 近紫外区：200～380nm 可见光区：380～780nm 若波长为300nm，则E≈4eV→电子跃迁→价电子跃迁 紫外光谱也称电子光谱； 不是一条条谱线，而是较宽的谱带； 通常所说的紫外—可见分光光度法，实际上是指近紫外、可见分光光度法； 以样品的吸光度A对波长λ作图→紫外吸收光谱 朗伯－比耳定律 其中：I0－入射光强度 I－透射光强度 ε－摩尔吸收系数 －试样的光程长 c－溶质浓度 二、有机化合物的电子光谱 1.跃迁类型 价电子：成键?电子、成键?电子和非键电子（以 n表示）。 分子的空轨道包括反键 ?*轨道和反键?*轨道。 分子轨道的类型 按照分子轨道沿键轴分布的特点分： σ轨道和σ键 由分子轨道示意图，沿键轴一端看呈园柱形对称无节面的为σ轨道。 在σ轨道上的电子称为σ电子。 由轨道上的电子形成的共价键为σ键。 H2+通过σ键形成分子的情况如下： 单电子σ键 π轨道和π键 沿键轴一端看有一个节面的为π轨道。由π轨道上电子形成的共价键为π键。 · · · · · · ⑴ ???*跃迁 分子成键?轨道中的一个电子通过吸收辐射而被激发到相应的反键轨道； 需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的—C—C—键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长?max为135nm。 ⑵n??*跃迁 发生在含有未共用电子对（非键电子）原子的饱和有机化合物中； 实现这类跃迁所需要的能量比???*跃迁 要小，可由150～250nm区域的辐射引起，大多数吸收峰出现在低于200nm处，如CH3OH的n??*跃迁光谱为183nm。 ⑶ ???*跃迁 产生在不饱和键的有机化合物中； 需要的能量低于???*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 nm左右。 其特征是摩尔吸光系数大，一般?max?104L·cm-1·mol-1，为强吸收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长?max为162 nm。 ⑷ n??*跃迁 这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。 其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁