紫外-可见光谱仪操作使用介绍学习.ppt

紫外－可见光谱操作使用介绍 基本知识 电磁辐射与紫外光谱 朗伯—比尔定律(Lambert-beer) 当产生紫外吸收的物质为未知物时，其吸收强度可 用表示: A=吸光度 c为100ml溶剂中溶质的克数 l=光程(cm) 基本原理 电子跃迁产生紫外－可见吸收光谱 分子的总能量是其键能(电子能)、振动能和转动能的总和，当分子从辐射的电磁波吸收能量之后，分子会从低能级跃迁到较高的能级。吸收频率决定于分子的能级差，其计算式为： ?E = hυ 或 ?E = hC /λ 式中 ?E为分于跃迁前后能级差； υ、λ分别为所吸收的电磁波的频率及波长 C为光速； h为普朗克常数。 基本术语 a.生色团(chromophore)：产生紫外(或可见)吸收的不饱和基团，如C＝C、C＝O、NO2等。 b.助色团(auxochrome)：其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加(或同时两者兼有)，如：OH、 NH2、Cl等。 c.深色位移(bathochromic shift) ：由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长。深色位移亦称为红移(red shift)。 d.浅色位移(hypsochromic shift) 由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短。浅色位移亦称为蓝移(blue shift)。 e.增色效应(hyperchromic effect) 使吸收强度增加的效应。 f.减色效应(hypochromic effect) 使吸收强度减小的效应。 各类化合物的紫外吸收 简单分子 A.饱和的有机化合物 a.饱和的碳氢化合物 唯一可发生的跃迁为σ→ σ* ，能级差很大，紫外吸收的波长很短，属远紫外范围。如甲烷、乙烷的最大吸收分别为125nm、135nm。 b.含杂原子的饱和化合物 杂原子具有孤电子对，一般为助色团，这样的化合物有n → σ*跃迁。但大多数情况，它们住近紫外区仍无明显吸收。硫醚、二硫化物、硫醇、胺、溴化物、碘化物在近紫外有弱吸收，但其大多数均不明显。 B.含非共轭烯、炔基团的化合物 这些化合物都含π电子，可以发生π→π*跃迁，其紫外吸收波长较σ→ σ*为长，但乙烯吸收在165nm、乙炔吸收在173nm。因此，它们虽名为生色团，但若无助色团的作用，在近紫外区仍无吸收。 C.含不饱和杂原子的化合物 在这类化合物中， σ→ σ*、 π→π*属远紫外吸收， n → σ*亦属远紫外吸收，不便检测，但n →π*跃迁的吸收波长在紫外区，可以检测。虽然n →π*的跃迁为禁阻跃迁，吸收强度低，但毕竟其吸收位置较佳，易于检测。因此，在紫外鉴定中是不应忽视的。 含有共轭体系的分子 A.共轭体系的形成使吸收移向长波方向 共轭烯吸收的计算值 注意：用上述规则进行计算时，有计算误差较大的例外情况。当存在环张力或两个烯键不处于同一平面而影响共扼体系的形成时，计算值都偏离实测，菠烯即是一例： 因两个环的张力，提高了电子基态的能量。 共轭醛、酮紫外吸收(K带)的计算 α，β－不饱和酸、酯 一些共轭羧酸的UV吸收： 化合物 实测值（ε×104）计算值 CH2=CHCO2H 200（1.0） CH3CH=CHCO2H 205（1.4） =CHCO2H 220（1.4）222（217＋5） CH3(CH=CH)2CO2H 254（2.5）256（30＋18＋208） CH3(CH=CH)3CO2H 294（3.7）286（60＋18＋208） CH3(CH=CH)4CO2H 332（4.9）316（90＋18＋208） 芳香族化合物 苯 苯环显示三个吸收带，它们均起源于苯环π→π* 的跃迁，如下表所示。其中II、III为禁戒跃迁。 烷基苯 烷基无孤电子对，但它的超共轭效应使苯环B吸收带略有深色位移，对E吸收带效应不明显。 苯环上有－CH2OH、－(CH2)nOH、－CH2NH2等取代时，助色团被一个或多个CH2与苯环隔离开了，因此它们的紫外吸收光谱与甲苯相近。 苯环上有－CH2ph、－CH2CHO、－CH2CH=CH2等取代基时，生色团被CH2隔开而不能和苯环形成共轭体系，因此