第九章-黔南民族师范学院.doc

黔南民族师范学院 仪器分析 课程教案 NO:9 授课题目 紫外光谱分析 课时安排 6学时 教学 目的 要求 1． 紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点）2． 吸收定律及其发射偏差的原因3． 仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正4． 分析条件的选择5． 应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用1． 比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值2． 进行化合物的定性分析、结构判断3． 定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法）较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用2． 熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择3． 较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理4． 运用各种类型光谱及的经验规则，判断不同的化合物5． 掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法6． 一般掌握某些新的分析技术Powerpoint课件演示教学 作业布置：1、3、7、8、9 紫外吸收光谱分析 本章内容： 1． 紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点）2． 吸收定律及其发射偏差的原因3． 仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正4． 分析条件的选择5． 应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用1． 比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值2． 进行化合物的定性分析、结构判断3． 定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法）1． 较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用2． 熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择3． 较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理4． 运用各种类型光谱及的经验规则，判断不同的化合物5． 掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法6． 一般掌握某些新的分析技术 §9.1 分子吸收光谱 一、 分子内部的运动及分子能级 构成物质的分子一直处于运动状态，包括电子相对于原子核的运动，对应于电子能级，能级跃迁产生紫外、可见光谱； 原子核在其平衡位置附近的振动，相对应于振动能级，能级跃迁产生振动光谱； 分子本身绕其重心的转动，对应于转动能级，能级跃迁产生转动光谱。即：分子的运动对应于电子能级、振动能级和转动能级三种能级。 ①电子运动：电子绕原子核作相对运动； ②原子运动：分子中原子或原子团在其平衡位置上作相对振动； ③分子转动：整个分子绕其重心作旋转运动。 二、 分子的内能 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er.分子的内能Ｅ为三种能量之和，即： Ｅ ＝ Ｅe+ Ｅv+ Ｅr 9.1 　　　且 ΔＥe ΔＥv ΔＥr 分子从外界吸收能量后，就能引起分子能级的跃迁，即从基态能级跃迁到激发态能级. 分子吸收能量具有量子化的特征，即分子只能吸收等于二个能级之差的能量： ΔＥ= E1－E2 = hυ = hc/λ 由此可计算某能量对应的波长，或某波长对应的能量，比如5eV对应的波长为： λ = hc/ΔE = 4.136×10－15eV·s×2.998×1010cm·s－1/5eV = 2.48 ×10－5cm= 248nm 1.转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.0250eV ， 跃迁产生吸收光谱位于远红外区 , 称远红外光谱或分子转动光谱；波长间隔约0.25nm. 2.振动能级间的能量差ΔΕv 约：0.025～１eV ，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，称红外光谱或分子振动光谱；波长间隔约5nm.前两者统称为红外光谱或振转光谱. 3.电子能级的能量差 ΔΕe : 1～20 eV, 电子跃迁产生的吸收光谱在紫外—可见光区，称紫外及可见光谱或分子电子光谱. 三、能级跃迁　电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁（图9-1所示）. 即电子光谱中总包含有 振动能级和转动能级间跃迁 ，因而产生的谱线呈现宽谱带。所以分子光谱是一种带状光谱，它包含若干谱带系，一个谱带系含有若干谱带，同一谱带内又含有若干光谱线. §9.2 有机化合物的紫外吸收光谱 一、有机化合物结构中价电子类型紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的.按分子轨道理论，在有机化合物分子中有几种不同性质的价电子： 形成单键的电子称为σ键电子； 形成双键的电子称为л键电子； 氧、氮、硫、卤素等含有未成键的孤对电子称为n电子（或称p电子）. 当它们吸收一定的能量后，