[小学教育]第四章 紫外可见分光光度法.ppt

第四章 紫外-可见分光光度法 第一节 光学分析概论(P201) 一、电磁辐射和电磁波谱 二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器——分光光度计 一、电磁辐射和电磁波谱 1．电磁辐射（电磁波，光） ： 以巨大速度通过空间传播的一种能量 2．电磁辐射的性质：具有波、粒二象性 波动性： 粒子性： γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 二、光学分析法及其分类 （一）光学分析法 基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法； 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等 光谱法分类 按照产生光谱的方式 吸收光谱法 发射光谱法 按照产生光谱的物质类型 原子光谱 分子光谱 按照光谱的性质和形状 线光谱 带光谱 吸收光谱法：利用物质吸收光后所产生的吸收光谱来进行分析的方法。 分子光谱则是由于分子中电子能级及分子的振动、分子的转动能级的变化而产生的光谱。 （带光谱） 2．非光谱法： 利用物质与电磁辐射的相互作用测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法。 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法 3．光谱法与非光谱法的区别： 三、光谱法仪器——分光光度计 主要特点：五个单元组成 第二节 紫外-可见吸收光谱法(P271) 一、紫外-可见吸收光谱的产生 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念 一、紫外-可见吸收光谱的产生 1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程 续前 2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序 3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中 价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差） 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 预备知识： 图示 分子中价电子能级及跃迁示意图 1.σ→ σ*跃迁： 饱和烃（甲烷125nm ，乙烷135nm ） E很高，λ150nm（远紫外区） 需在真空测定 常作溶剂 2. n → σ*跃迁： 含杂原子饱和基团（—OH，—NH2） E较大，λ150~250nm（真空紫外区） 3. π→ π*跃迁： 不饱和基团（—C＝C—，—C ＝ O ） E较小，λ~ 200nm 体系共轭，E更小，λ更大 4. n→ π*跃迁： 含杂原子不饱和基团（—C ≡N ，C＝ O ） E最小，λ 200~400nm（紫外区） 图示 续前 注： 紫外光谱电子跃迁类型 ： n—π*跃迁 π—π*跃迁 饱和化合物无紫外吸收 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系 根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型； 根据吸收谱带波长和电子跃迁类型 →推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定） 举例:碘甲烷等 练习 ① CH2=CH –CH2–CH2–OCH3；② 上述两个分子能产生哪些类型的电子跃迁？ ① ?→?*跃迁、 ?→?*跃迁、 n→?*跃迁 ② ?→?*跃迁、 ?→?*跃迁、 n→?*跃迁 三、相关的基本概念 1．吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收 强度不同以λ~A作图。 光吸收程度最大处的波长叫 最大吸收波长，用λmax表示。 高锰酸钾的λmax=525nm。 浓度不同时，光吸收曲线形状不同， 最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。 2.吸收光谱(absorption spectrum)的特征 续前 3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具有π 电子和n电子的基团 产生 π → π*跃迁和n → π*跃迁 跃迁需要的能量较低 例： C＝C；C＝O；C≡N；—N＝N— 生色团和助色团 生色团(chromophore) ：?→?*、n→?* 助色团(auxochrome) ： n→?* 练习 ① CH2=CH –CH2–CH2–OCH3；② 有哪些生色团和助色团？ ①生色团：C=C；助色团：–OCH3 ②生色团：苯环、C=O 乙酰苯紫外光谱图 续前 5．红移和蓝移： 由于化合物结构变化（共轭