有机化学汪小兰第4版第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用.ppt

第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用;1m=103mm=106um=109nm=1010A0 1cm=104um 1MHz=106Hz; 1、吸收光谱：光源发出的光经某一介质时,被介质的原子或分子吸收了其中一部分光,而形成的暗带或光谱带称为吸收光谱。如：用尼可尔棱镜分解日光和不含绿光的日光。 2、吸收光谱中的基本概念 透射比T=（%）：当一束平行单色光照射到某一介质时，光的一部分被吸收，一部分被反射，一部分透过。如果入射光的强度为I0,吸收光的强度为Ia,反射光的强度为Ir,透过光的强度为It,则： I0=Ia+Ir+It;透射比：也叫透光度或透光率，用T表示。;3、光的波长、频率及能量的关系 ①、波长λ：光波的波长，单位为nm或um。 ②、波数Υ：1cm内波的个数。波数Υ=1/λ（cm）。 ③、频率υ：λυ=c ,c=3×1010cm/s,单位为Hz。 ④、能量ΔE： Δ E(kj/mol)=1.19×105/λ(nm);波长nm 200 400 800 2500 16000 3.3×107 10×109 um 2.5 16 波数 4000 625 频率MHz 300 10;c、振动能：能级差小，吸收红外区的电磁辐射，产生红外光谱。;2、分子轨道的形成与σ、 π 、n轨道 由原子轨道相互作用形成分子轨道。如H2; 3、电子跃迁所需吸收的光的波长范围 a、σ—σ*在150nm以下。 b、n—σ* 在200nm以下。如CH3OH n—σ * 在183nm处。 c、n—π * ，π—π * ，在200nm以上。所以紫外光谱中只有n—π * ，π—π * 跃迁。; 4、辐射引起的分子中能级的变化 紫外：200~400nm，引起价电子的跃迁，如n—π* ，π—π * 跃迁。 可见：400~800nm，同上。 红外：2500~15000nm，键振动的振幅加大。 核磁：3.3×107~10×109nm，核自旋跃迁。;一、紫外光谱及其产生 用紫外光照射有机分子时，若控制电源，按波长由短到长（200~400nm）的顺序依次照射样品，则只有能引起电子跃迁的那些波长的紫外光才能被吸收。将吸收强度随波长的变化记录下来，就得一条吸光度随波长的变化曲线，这就是紫外光谱图。; 紫外光谱的横坐标为波长（nm），纵坐标为吸光度A或摩尔吸光系数ε，还可用lgε。 ε=A/c×L ,C为溶液浓度，L为液层厚度。 二、朗勃特—比尔定律和紫外光谱图 用一束单色光（I0）照射溶液时，一部分光（I）通过溶液，而另一部分光被溶液吸收了。这种吸收与溶液中物质的浓度和液层厚度成正比。这就是朗勃特—比尔定律，其数学表达式为：; A=EcL = －log ; R带：n—π* 。 C=O ,—NO2等发色基团中 的n—π * 　引起的吸收带，吸收强度弱， εmax100 K带：π—π * 　跃迁引起的吸收带，如 共扼 双键。吸收峰强，εmax104。 B带：苯环的 π—π * ， εmax ≈103　是一宽 峰，其波长在2３０～２７０nm之间。 E带：芳香族的π—π * 跃迁引起的吸收带。 当苯环上有助色基时，λmax增大（红移）。;三、紫外光谱及有机分子结构的关系 　　只有不饱和化合物才有n—π* ，π—π* 电子跃迁，才有紫外光谱。若有共扼，则共扼链增大时，吸收光的波长变长（红移）。在共扼链一端引入—OH,—OR,—NH2,—X等基团时，由于p—π共扼，使λmax移向长波方向。双键上的H被R取代后，λmax也向长波方向移，一般情况，n—π*　的吸收光的波长要长些。;四、发色团 发色基也叫生色基，引入共扼体系时能参与共扼。使吸收峰红移，乃至产生颜色。如硝基,亚硝基,羰基等。;一、红外光谱图的表示方法 　　有机分子中的σ键可进行伸缩振动和弯曲振动（讲解如何振动）。这两种振动所需能量与红外光的能量相当。所以振动就吸收红外光。但是不同的键，或同一种键的不同振动所需能量又有所不同，所以在红外