紫外可见吸收光谱 (2)幻灯片.ppt
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1、紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱第1页,共32页,编辑于2022年,星期一13.1 13.1 紫外紫外紫外紫外-可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生13.2 13.2 光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律13.3 13.3 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计13.4 13.4 化合物的电子光谱化合物的电子光谱化合物的电子光谱化合物的电子光谱13.5 13.5 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用第十三章第十三章第十三章第十三章第2页,共32页,编辑于20
2、22年,星期一1.1.分子的能级分子的能级分子的能级分子的能级E E2 2E E1 1E E0 00 01 12 2 ,0 0 ,1 1 ,2 21 1 1 1J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 3J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分分分分子子子子可可可可见见见见吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱红外光
3、谱红外光谱红外光谱红外光谱紫外紫外紫外紫外-可见光谱可见光谱可见光谱可见光谱13.1 13.1 13.1 13.1 分子光谱的产生分子光谱的产生分子光谱的产生分子光谱的产生-紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱红外光谱红外光谱红外光谱红外光谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱连续光谱连续光谱连续光谱连续光谱 带光谱带光谱带光谱带光谱第3页,共32页,编辑于2022年,星期一CuSOCuSO4 4日光日光日光日光兰色兰色兰色兰色红红红红白光白光白光白光青青青青黄黄黄黄兰兰兰兰橙橙橙橙青兰青兰青兰青兰绿绿绿绿紫紫紫紫这只是粗略的说明了波长、颜色和物质吸收光的关系。
4、物质对光的吸收特征可用吸收曲线来描述,也称为吸收光谱。第4页,共32页,编辑于2022年,星期一将不同波长的(紫外)光依次通过一定浓度的被测物质,并分别测定每个波长下的吸光度以波长为横坐标,吸光度为纵坐标所得的吸光度波长曲线即吸收光谱图。max A第5页,共32页,编辑于2022年,星期一1 1表明了该物质对不同波长(即不同能量)光吸收能表明了该物质对不同波长(即不同能量)光吸收能力的分布。力的分布。2 2每种物质的吸收曲线都有一最大吸收峰。该峰对应每种物质的吸收曲线都有一最大吸收峰。该峰对应的波长叫最大吸收波长,用的波长叫最大吸收波长,用maxmax表示,表示,maxmax只随只随物质的种类
5、而异,与浓度无关。物质的种类而异,与浓度无关。maxmax是化合物中电子能级跃迁时吸收的特征波长是化合物中电子能级跃迁时吸收的特征波长,对鉴定化合物尤为重要。对鉴定化合物尤为重要。吸收曲线的横坐标的位置是定性的主要依据吸收曲线的横坐标的位置是定性的主要依据max A第6页,共32页,编辑于2022年,星期一13.1.1 有机化合物分子的电子跃迁和吸收带有机化合物分子的电子跃迁和吸收带有机化合物的紫外有机化合物的紫外可见吸收可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果:光谱是三种电子跃迁的结果:电子、电子、电子、电子、n n电子电子当分子吸收紫外当分子吸收紫外可见辐射能后,分子中的可见辐射能后,分子中的电子
6、、电子、电子或电子或n电子将由较低能级跃迁到电子将由较低能级跃迁到较高能级(激发态)上去,此时电子所据的轨较高能级(激发态)上去,此时电子所据的轨道称为道称为*或或*轨道轨道(反键轨道)。反键轨道)。COHnp ps sH*n*n*P Px x P Py y P Pz zP Px x P Py y P Pz z*n n*n第7页,共32页,编辑于2022年,星期一A.A.*:一般发生在远紫外线区,小于:一般发生在远紫外线区,小于:一般发生在远紫外线区,小于:一般发生在远紫外线区,小于200 nm200 nm 饱和烃类饱和烃类饱和烃类饱和烃类C-HC-H键键键键C.C.*:发生在近紫外线区,:发
7、生在近紫外线区,:发生在近紫外线区,:发生在近紫外线区,200nm 200nm 不饱和烃、共轭烯烃、芳香烃类不饱和烃、共轭烯烃、芳香烃类不饱和烃、共轭烯烃、芳香烃类不饱和烃、共轭烯烃、芳香烃类B.B.n n*:发生在远、近紫外线区之间,:发生在远、近紫外线区之间,:发生在远、近紫外线区之间,:发生在远、近紫外线区之间,150nm250nm150nm250nm CX CX键,键,键,键,X NX N、OO、S S、ClCl、BrBr、I I 等杂原子等杂原子等杂原子等杂原子甲烷:甲烷:甲烷:甲烷:maxmax=125 nm =125 nm 乙烷:乙烷:乙烷:乙烷:maxmax=135 nm=13
8、5 nm研究较少。研究较少。研究较少。研究较少。CHCH2 2=CH=CH2 2:maxmax=165 nm =165 nm 、CHCHCHCH:maxmax=173 nm=173 nm maxmax10104 4,是强吸收带;随着共扼体系的增大或杂原子的取代,是强吸收带;随着共扼体系的增大或杂原子的取代,是强吸收带;随着共扼体系的增大或杂原子的取代,是强吸收带;随着共扼体系的增大或杂原子的取代,maxmax向长波移动向长波移动向长波移动向长波移动CHCH3 3OHOH:maxmax=183 nm =183 nm 、CHCH3 3NHNH:maxmax=213 nm=213 nm D.D.n
9、n*:发生在近紫外线区与可见光区之间:发生在近紫外线区与可见光区之间:发生在近紫外线区与可见光区之间:发生在近紫外线区与可见光区之间,含有未成键含有未成键含有未成键含有未成键n n电子的电子的电子的电子的N N、OO、S S以及卤素等杂原子的以及卤素等杂原子的以及卤素等杂原子的以及卤素等杂原子的n n电子向电子向电子向电子向*轨道跃迁,如丙酮轨道跃迁,如丙酮轨道跃迁,如丙酮轨道跃迁,如丙酮P275P275。maxmax=10100 *=10100 *WriteWrite第8页,共32页,编辑于2022年,星期一(1)(1)饱和烃及其取代衍生物:饱和烃及其取代衍生物:饱和烃及其取代衍生物:饱和烃
10、及其取代衍生物:*、nn*有机化合物的电子光谱有机化合物的电子光谱有机化合物的电子光谱有机化合物的电子光谱直接用烷烃或卤代烃的吸收光谱来分析这些化合物的实用价值不直接用烷烃或卤代烃的吸收光谱来分析这些化合物的实用价值不直接用烷烃或卤代烃的吸收光谱来分析这些化合物的实用价值不直接用烷烃或卤代烃的吸收光谱来分析这些化合物的实用价值不大,是极好的大,是极好的大,是极好的大,是极好的溶剂溶剂溶剂溶剂。*:maxmax 150 nm 150 nm n*n*H H2 2O CHO CH3 3CI CHCI CH3 3Br CHBr CH3 3I I maxmax/nm /nm:167 173 204 25
11、8 167 173 204 258取代元素的电负性取代元素的电负性取代元素的电负性取代元素的电负性(2)(2)不饱和烃及共轭烯烃:不饱和烃及共轭烯烃:不饱和烃及共轭烯烃:不饱和烃及共轭烯烃:*、*(K(K(K(K 吸收带吸收带吸收带吸收带)化合物化合物化合物化合物1,3-1,3-丁二烯丁二烯丁二烯丁二烯1,3,5-1,3,5-己三烯己三烯己三烯己三烯1,3,5,7-1,3,5,7-辛四烯辛四烯辛四烯辛四烯1,3,5,7,9-1,3,5,7,9-葵五烯葵五烯葵五烯葵五烯1,3,5,7,9-,111,3,5,7,9-,11十六烷基六烯十六烷基六烯十六烷基六烯十六烷基六烯 maxmax/nm/nm
12、217217268268304304334334364364 maxmax21,00021,00043,00043,000121,000121,000138,000138,000第9页,共32页,编辑于2022年,星期一羰基化合物:羰基化合物:羰基化合物:羰基化合物:n n*(*(R R R R 吸收带吸收带吸收带吸收带)、n n*、*醛、酮醛、酮醛、酮醛、酮:n n*maxmax 270 270300300 nm nm maxmax10-2010-20,不饱和醛酮不饱和醛酮不饱和醛酮不饱和醛酮:n n*maxmax310310-330nm-330nm maxmax10201020*maxma
13、x220220-260nm-260nm maxmax1000010000识别识别识别识别,不饱和醛酮不饱和醛酮不饱和醛酮不饱和醛酮第10页,共32页,编辑于2022年,星期一(4)(4)苯及其衍生物:苯及其衍生物:苯及其衍生物:苯及其衍生物:*max180nmmax180nm max50000max50000max204nmmax204nm max7000max7000max255nmmax255nm max200max200第11页,共32页,编辑于2022年,星期一13.1.2电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁:电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁-发生在
14、近紫发生在近紫外线区与可见光区之间(了解)外线区与可见光区之间(了解)NC H3CH3+hvhvhvhvCRO+_吸收谱带较宽、吸收强度大、吸收谱带较宽、吸收强度大、吸收谱带较宽、吸收强度大、吸收谱带较宽、吸收强度大、maxmax10104 4,是强吸收带。,是强吸收带。,是强吸收带。,是强吸收带。电子接受体电子接受体电子接受体电子接受体电子接受体电子接受体电子接受体电子接受体电子给予体电子给予体电子给予体电子给予体电子给予体电子给予体电子给予体电子给予体第12页,共32页,编辑于2022年,星期一第13页,共32页,编辑于2022年,星期一A.A.生色团生色团生色团生色团(chromopho
15、re)(chromophore)一些常用名词一些常用名词一些常用名词一些常用名词是指分子中产生吸收带的主要官能团,指不饱和基团:是指分子中产生吸收带的主要官能团,指不饱和基团:是指分子中产生吸收带的主要官能团,指不饱和基团:是指分子中产生吸收带的主要官能团,指不饱和基团:C=CC=C、N=ON=O、C=OC=O、C=SC=S等含有不饱和键和含有孤对电子对的基团;吸收带的等含有不饱和键和含有孤对电子对的基团;吸收带的等含有不饱和键和含有孤对电子对的基团;吸收带的等含有不饱和键和含有孤对电子对的基团;吸收带的 maxmax200nm,200nm,属于属于属于属于 *、n n*等跃迁类型。等跃迁类型
16、。等跃迁类型。等跃迁类型。生色团吸收带的位置受相邻取代基或溶剂效应的影响,吸收峰向长波或短波移生色团吸收带的位置受相邻取代基或溶剂效应的影响,吸收峰向长波或短波移生色团吸收带的位置受相邻取代基或溶剂效应的影响,吸收峰向长波或短波移生色团吸收带的位置受相邻取代基或溶剂效应的影响,吸收峰向长波或短波移动。动。动。动。B.B.助色团助色团助色团助色团(auxochrome)(auxochrome)是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外-可见光区不产
17、可见光区不产可见光区不产可见光区不产生吸收,但是当它与生吸收,但是当它与生吸收,但是当它与生吸收,但是当它与生色团连接后,使生色团的生色团连接后,使生色团的生色团连接后,使生色团的生色团连接后,使生色团的吸收带向长波移动,且吸收吸收带向长波移动,且吸收吸收带向长波移动,且吸收吸收带向长波移动,且吸收强度增大。强度增大。强度增大。强度增大。-OH-OH、-OR-OR、-NHR-NHR、-SH-SH、-Cl-Cl、-Br-Br、-I-I第14页,共32页,编辑于2022年,星期一D.D.蓝移蓝移蓝移蓝移(hypsochromic shift)(hypsochromic shift)是指一些基团与某
18、些是指一些基团与某些是指一些基团与某些是指一些基团与某些生色团生色团生色团生色团(C=O)(C=O)连接后,使生色团的连接后,使生色团的连接后,使生色团的连接后,使生色团的吸收带向短波移动,这种效吸收带向短波移动,这种效吸收带向短波移动,这种效吸收带向短波移动,这种效应成为蓝移,该基团称为蓝移基团:应成为蓝移,该基团称为蓝移基团:应成为蓝移,该基团称为蓝移基团:应成为蓝移,该基团称为蓝移基团:-CH-CH3 3、-CH-CH2 2CHCH3 3、-O-COCH-O-COCH3 3C.C.红移红移红移红移(red shift or bathochromic shift)(red shift or
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