紫外光谱精选课件.ppt
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1、关于紫外光谱第一页,本课件共有75页波谱分析法n n波谱法是化合物结构测定和成分分析的重要手段,被广波谱法是化合物结构测定和成分分析的重要手段,被广波谱法是化合物结构测定和成分分析的重要手段,被广波谱法是化合物结构测定和成分分析的重要手段,被广泛的应用于泛的应用于泛的应用于泛的应用于有机化合物的结构分析有机化合物的结构分析有机化合物的结构分析有机化合物的结构分析中。中。中。中。n n波谱分析波谱分析波谱分析波谱分析具有样品用量少,结构信息丰富具有样品用量少,结构信息丰富具有样品用量少,结构信息丰富具有样品用量少,结构信息丰富等特点。等特点。等特点。等特点。n n波谱分析大大缩短了复杂化合物结构
2、测定的时间,解决了很多波谱分析大大缩短了复杂化合物结构测定的时间,解决了很多波谱分析大大缩短了复杂化合物结构测定的时间,解决了很多波谱分析大大缩短了复杂化合物结构测定的时间,解决了很多领域如:蛋白质、核酸、多糖的结构测定等难点,并广泛的应领域如:蛋白质、核酸、多糖的结构测定等难点,并广泛的应领域如:蛋白质、核酸、多糖的结构测定等难点,并广泛的应领域如:蛋白质、核酸、多糖的结构测定等难点,并广泛的应用于各个研究领域。用于各个研究领域。用于各个研究领域。用于各个研究领域。第二页,本课件共有75页课程内容n n紫外光谱n n红外光谱n n核磁共振氢谱n n核磁共振碳谱n n质谱n n多谱综合解析第三
3、页,本课件共有75页红外光谱红外光谱紫外光谱紫外光谱质谱质谱tt核磁共振核磁共振未知化合物的结构测定第四页,本课件共有75页第一章 紫外光谱第五页,本课件共有75页本章主要内容1.紫外光谱基本原理紫外光谱基本原理2.2.紫外光谱仪紫外光谱仪紫外光谱仪紫外光谱仪3.各类化合物的紫外吸收光谱各类化合物的紫外吸收光谱各类化合物的紫外吸收光谱各类化合物的紫外吸收光谱4.4.紫外光谱的应用紫外光谱的应用第六页,本课件共有75页1.1 紫外光谱基本原理1.1.1 定义:定义:分子中价电子经紫外(或可见光)照射时,电子从分子中价电子经紫外(或可见光)照射时,电子从低能级跃迁到高能级,此时电子就吸收了相应波长
4、的光,这样产低能级跃迁到高能级,此时电子就吸收了相应波长的光,这样产生的吸收光谱叫生的吸收光谱叫紫外光谱。紫外光谱。紫外吸收光谱的波长范围是紫外吸收光谱的波长范围是10-400nm(纳米纳米),其中其中10-200nm 为远紫外区,为远紫外区,200-400nm为近紫外区为近紫外区,一般的紫外光谱是指近紫外区。一般的紫外光谱是指近紫外区。第七页,本课件共有75页1.1.2 1.1.2 紫外光谱产生原理紫外光谱产生原理 光的本质光的本质:光是一种电磁波,具有波粒二相性。光是一种电磁波,具有波粒二相性。波动性:波动性:可用波长可用波长()、频率、频率(v)和波数和波数()来描述。来描述。第八页,本
5、课件共有75页M +h M*基基态态激激发发态态 E1 (E)E2当一定波长的光照射到物质表面时,物质会吸收特定波长的光当一定波长的光照射到物质表面时,物质会吸收特定波长的光E=E2 -E1=h不同的物质,电子跃迁所需能量不同,因此不同的不同的物质,电子跃迁所需能量不同,因此不同的 物质有不同的紫外响应特性。物质有不同的紫外响应特性。E基态激发态第九页,本课件共有75页罗丹明B亚甲基蓝第十页,本课件共有75页区域区域区域区域波长波长波长波长原子或分子跃迁原子或分子跃迁原子或分子跃迁原子或分子跃迁 射线射线射线射线1010-3-30.1nm0.1nm核跃迁核跃迁核跃迁核跃迁X X射线射线射线射线
6、0.110nm0.110nm内层电子跃迁内层电子跃迁内层电子跃迁内层电子跃迁远紫外远紫外远紫外远紫外10200nm10200nm中层电子跃迁中层电子跃迁中层电子跃迁中层电子跃迁紫外紫外紫外紫外200400nm200400nm外层价电子跃迁外层价电子跃迁外层价电子跃迁外层价电子跃迁可见可见可见可见400800nm400800nm红外红外红外红外0.850m0.850m分子转动和振动跃迁分子转动和振动跃迁分子转动和振动跃迁分子转动和振动跃迁远红外远红外远红外远红外50100m50100m微波微波微波微波0.1100cm0.1100cm无线电波无线电波无线电波无线电波1100m1100m核自旋取向跃
7、迁核自旋取向跃迁核自旋取向跃迁核自旋取向跃迁不同波长的光具有不同能量,因此可引发不同能级上的电子跃迁不同波长的光具有不同能量,因此可引发不同能级上的电子跃迁第十一页,本课件共有75页第十二页,本课件共有75页小结小结小结小结 紫外和可见光谱是由分子吸收能量引发价电子或外层紫外和可见光谱是由分子吸收能量引发价电子或外层紫外和可见光谱是由分子吸收能量引发价电子或外层紫外和可见光谱是由分子吸收能量引发价电子或外层电子跃迁电子跃迁电子跃迁电子跃迁而产生的,不同的物质有不同的紫外光谱响而产生的,不同的物质有不同的紫外光谱响而产生的,不同的物质有不同的紫外光谱响而产生的,不同的物质有不同的紫外光谱响应,不
8、同的光子可引发不同能级上电子的跃迁。应,不同的光子可引发不同能级上电子的跃迁。应,不同的光子可引发不同能级上电子的跃迁。应,不同的光子可引发不同能级上电子的跃迁。带状光谱带状光谱第十三页,本课件共有75页1.1.3 电子跃迁类型电子跃迁类型有机化合物的紫外有机化合物的紫外有机化合物的紫外有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果:电子、电子、电子、电子、电子、电子、电子、电子、n n电子电子电子电子。COHn s sH *s s*RKE,Bn E当外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态
9、当外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态(反键反键轨道轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量跃迁。主要有四种跃迁所需能量大小顺序为:大小顺序为:n n n n 第十四页,本课件共有75页 所需能量最大所需能量最大所需能量最大所需能量最大,电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;吸收波长吸收波长吸收波长吸收波长 200 nm
10、10000E2带带200 204 nm 1000 苯苯环环上上三三个个共共扼扼双双键键的的 *跃迁特征吸收带;跃迁特征吸收带;max(nm)max苯254200甲苯261300间二甲苯2633001,3,5-三甲苯266305六甲苯272300B带带 230-270 nm =200 *与与苯环振动引起;苯环振动引起;含取代基时,含取代基时,B带简化,红移。带简化,红移。第十七页,本课件共有75页(3 3)n跃迁跃迁 (NQNQ跃迁)跃迁)所需能量较大。吸收波长为所需能量较大。吸收波长为150150250nm250nm,大部分在远紫,大部分在远紫外区,近紫外区仍不易观察到。外区,近紫外区仍不易观
11、察到。含非键电子的饱和烃衍生物含非键电子的饱和烃衍生物(含含N、O、S和卤素等杂原子和卤素等杂原子)均呈现均呈现n n*跃迁(生色团、助色团、红移、蓝移)。跃迁(生色团、助色团、红移、蓝移)。第十八页,本课件共有75页 n n 跃跃迁迁是是指指分分子子中中处处于于非非键键轨轨道道上上的的跃跃迁迁是是指指分分子子中中处处于于非非键键轨轨道道上上的的n n电电子子吸吸收收能能电电子子吸吸收收能能量量 后后 向向量量 后后 向向 反反 键键 轨轨 道道 的的 跃跃 迁迁,这这 种种 跃跃 迁迁 称称 为为反反 键键 轨轨 道道 的的 跃跃 迁迁,这这 种种 跃跃 迁迁 称称 为为R R跃跃 迁迁,一
12、一 般般跃跃 迁迁,一一 般般在在近近紫紫外外或或可可见见光光区区有有吸吸收收,其其特特点点是是在在在在近近紫紫外外或或可可见见光光区区有有吸吸收收,其其特特点点是是在在270350nm270350nm,吸吸,吸吸光光 系系 数数 较较 小小 在在光光 系系 数数 较较 小小 在在1 0 01 0 0以以 内内,为为 弱弱 带带,该该 跃跃 迁迁 为为 禁禁 阻阻 跃跃 迁迁。以以 内内,为为 弱弱 带带,该该 跃跃 迁迁 为为 禁禁 阻阻 跃跃 迁迁。(4)n n 跃迁跃迁(NQNQNQNQ跃迁)跃迁)跃迁)跃迁)如:甲基乙烯基丙酮:如:甲基乙烯基丙酮:如:甲基乙烯基丙酮:如:甲基乙烯基丙酮
13、:maxmax为为为为324nm324nm第十九页,本课件共有75页小小结结:紫紫外外光光谱谱一一般般指指近近紫紫外外区区,即即 200-400nm,那那么么就就只只能能观观察察 *和和 n *跃跃迁迁。也也就就是是说说紫紫外外光光谱谱只只适适 用用 于于 分分 析析 分分 子子 中中 具具 有有 不不 饱饱 和和 结结 构构 的的 化化 合合 物物。第二十页,本课件共有75页1.1.4 影响紫外吸收波长的因素影响紫外吸收波长的因素共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应超共轭效应超共轭效应溶剂效应溶剂效应立体效应立体效应pH对紫外光谱的影响对紫外光谱的影响对紫外光谱的影响对紫外光谱的影响第二十一页,
14、本课件共有75页共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应 共轭体系使分子的最高已占轨道能级升高,最低空轨道共轭体系使分子的最高已占轨道能级升高,最低空轨道共轭体系使分子的最高已占轨道能级升高,最低空轨道共轭体系使分子的最高已占轨道能级升高,最低空轨道能级降低,使能级降低,使能级降低,使能级降低,使 *跃迁能量降低,跃迁能量降低,跃迁能量降低,跃迁能量降低,共轭体系越长,紫共轭体系越长,紫共轭体系越长,紫共轭体系越长,紫外光谱的最大吸收越向长波方向移动(红移),并且强外光谱的最大吸收越向长波方向移动(红移),并且强外光谱的最大吸收越向长波方向移动(红移),并且强外光谱的最大吸收越向长波方向移动(红移),
15、并且强度也增大。度也增大。度也增大。度也增大。n=4n=3n=5吸光系数波长345 *H(CH=CH)n H第二十二页,本课件共有75页超共轭效应超共轭效应当烷基与当烷基与当烷基与当烷基与共轭体系相连时,共轭体系相连时,共轭体系相连时,共轭体系相连时,电子与共轭体系的电子与共轭体系的电子与共轭体系的电子与共轭体系的 电子电子电子电子云产生一定程度的重叠,扩大了共轭范围,使跃迁能量云产生一定程度的重叠,扩大了共轭范围,使跃迁能量云产生一定程度的重叠,扩大了共轭范围,使跃迁能量云产生一定程度的重叠,扩大了共轭范围,使跃迁能量降低,吸收红移。降低,吸收红移。降低,吸收红移。降低,吸收红移。CH2=C
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