第一章紫外-可見吸收光譜PPT課件

1、授課：XXX1 第一章第一章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法 又稱為紫外又稱為紫外-可見分光光度法可見分光光度法 英文表示：英文表示：Ultraviolet and Visible Spectroscopy 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱 UV-Vis 授課：XXX2 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 分光光度法分光光度法: 紫外分光光度法紫外分光光度法 可見分光光度法可見分光光度法 紅外分光光度法紅外分光光度法 特點(diǎn)特點(diǎn): 靈敏度高靈敏度高,相對(duì)誤差較大相對(duì)誤差較大 操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、選擇性好操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、選擇性好 授課：XXX3 光譜區(qū)光譜區(qū) 波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍 原子或分子的運(yùn)動(dòng)形式原子或分子的

2、運(yùn)動(dòng)形式 x射線射線 0.0110nm 原子內(nèi)層電子躍遷原子內(nèi)層電子躍遷 遠(yuǎn)紫外線遠(yuǎn)紫外線 10200nm 分子中原子外層電子的躍遷分子中原子外層電子的躍遷 紫外線紫外線 200380nm 同上同上 可見光可見光 380780nm 同上同上 近紅外近紅外 780nm2.5m 分子中涉及氫原子的振動(dòng)分子中涉及氫原子的振動(dòng) 紅外紅外 2.5 25m 分子中原子的振動(dòng)及分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子中原子的振動(dòng)及分子轉(zhuǎn)動(dòng) 遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外 25300m 分子的轉(zhuǎn)動(dòng)分子的轉(zhuǎn)動(dòng) 微波微波 0.3mm1m 同上同上 無線電波無線電波 11000m 核磁共振核磁共振 授課：XXX4 紫外吸收光譜：分子價(jià)電子能級(jí)躍遷。紫外吸收光譜

3、：分子價(jià)電子能級(jí)躍遷。 波長(zhǎng)范圍：波長(zhǎng)范圍：190-900 nm. 紫外光區(qū)和可見光區(qū)紫外光區(qū)和可見光區(qū) 在紫外光區(qū)的分析稱為在紫外光區(qū)的分析稱為紫外光譜分析紫外光譜分析. 在可見光區(qū)的分析則稱為在可見光區(qū)的分析則稱為比色法比色法。 250 300 350 400nm 1 2 3 4 e e 授課：XXX5 第二節(jié)第二節(jié) 紫外紫外- -可見吸收光譜的產(chǎn)生可見吸收光譜的產(chǎn)生 formation of UV-Vis-Vis 授課：XXX6 授課：XXX7 授課：XXX8 帶狀光譜的產(chǎn)生帶狀光譜的產(chǎn)生 n由于一般的紫外由于一般的紫外-可見分光光度計(jì)的分辨率所可見分光光度計(jì)的分辨率所 限，觀察到的譜線

4、為合并成較寬的限，觀察到的譜線為合并成較寬的帶狀譜線帶狀譜線， 所以稱為帶狀光譜。所以稱為帶狀光譜。 n電子能級(jí)躍遷電子能級(jí)躍遷所需的能量：所需的能量： 在在120eV之間之間 n振動(dòng)能級(jí)振動(dòng)能級(jí)的能量差：的能量差： 在在0.0251eV n轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的能量差：的能量差： 小于小于0.025eV 授課：XXX9 n當(dāng)分子從外界吸收能量后，就能引起分子能級(jí)當(dāng)分子從外界吸收能量后，就能引起分子能級(jí) 向高一級(jí)能級(jí)的躍遷向高一級(jí)能級(jí)的躍遷. n 即從基態(tài)能級(jí)躍遷到激發(fā)態(tài)能級(jí)即從基態(tài)能級(jí)躍遷到激發(fā)態(tài)能級(jí).分子只能吸分子只能吸 收等于二個(gè)能級(jí)之差的能量：收等于二個(gè)能級(jí)之差的能量： hc hEEE 1

5、2 授課：XXX10 （一）有機(jī)化合物紫外（一）有機(jī)化合物紫外- -可見吸收光譜的主要類型可見吸收光譜的主要類型 有機(jī)化合物分子中價(jià)電子：有機(jī)化合物分子中價(jià)電子： 鍵電子鍵電子 鍵電子鍵電子 n電子電子 第二節(jié)第二節(jié) 有機(jī)化合物的紫外有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜 ultraviolet spectrometry of organic compounds 授課：XXX11 有機(jī)化合物的紫外有機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜是三種電子躍遷的結(jié)果：可見吸收光譜是三種電子躍遷的結(jié)果： 電子、電子、電子、電子、n n電子電子。 CO H n p p s s H s s p p * s s * R

6、K E,B n p p E 分子軌道理論分子軌道理論：成鍵軌道反鍵軌道。 當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)( (反反 鍵軌道鍵軌道) )躍遷。主要有四種躍遷所需能量躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序?yàn)椋捍笮№樞驗(yàn)椋?n n n n 授課：XXX12 （二）基本概念（二）基本概念 1. 生色團(tuán)、助色團(tuán)生色團(tuán)、助色團(tuán) （1）生色團(tuán)）生色團(tuán) chromophore5krEumEfC: 在有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中含有在有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中含有鍵鍵的不飽和基團(tuán)稱為的不飽和基團(tuán)稱為 生色團(tuán)生色團(tuán)。 n如乙烯基如乙烯基=C=C =C=C = =，

7、乙炔基，乙炔基-CC-C-，羰基，羰基=C=O=C=O，亞硝基，亞硝基 -N=O-N=O，偶氮基，偶氮基-N=N-N=N-，腈基，腈基-CN-CN等。等。 產(chǎn)生產(chǎn)生* *或或nn* *躍遷躍遷。 授課：XXX13 （2）助色團(tuán)）助色團(tuán)auxochrome5C:ksEkrEum 能使吸收峰波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)的能使吸收峰波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)的雜原雜原 子飽和基團(tuán)子飽和基團(tuán)稱為稱為助色團(tuán)助色團(tuán)。 為為n n* *躍遷躍遷。 助色團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征是具有助色團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征是具有n孤對(duì)電子的基團(tuán)，孤對(duì)電子的基團(tuán)， 即含有雜原子的基團(tuán)，如即含有雜原子的基團(tuán)，如NH2、 、 OH 、 OR 、 SH 、SR 、C

8、l 、 SO3H、 COOH等。等。 生色團(tuán)生色團(tuán)+助色團(tuán)，助色團(tuán)對(duì)應(yīng)的躍遷類型助色團(tuán)，助色團(tuán)對(duì)應(yīng)的躍遷類型 為為nn* *。 。 授課：XXX14 躍遷范圍躍遷范圍 甲烷甲烷 125 135nm 碘甲烷碘甲烷 150 210nm （* *） 259nm 259nm （n n * *） 二碘甲烷二碘甲烷 292nm292nm 三碘甲烷三碘甲烷 349nm349nm 授課：XXX15 （3）紅移與藍(lán)（紫）移）紅移與藍(lán)（紫）移 某些有機(jī)化合物常因其取代基或所用溶劑的某些有機(jī)化合物常因其取代基或所用溶劑的 改變，而使吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)改變，而使吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)max max發(fā)生 發(fā)生 移動(dòng)。移

9、動(dòng)。 向向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)稱為移動(dòng)稱為紅移紅移,red shift,red shift。 向向短波長(zhǎng)方向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)稱為移動(dòng)稱為藍(lán)（紫）移藍(lán)（紫）移,blue ,blue shiftshift。 n非共軛體系非共軛體系 n共軛體系共軛體系 授課：XXX16 （1）K吸收帶吸收帶 n K吸收帶是吸收帶是由德文由德文KonjugationKonjugation（共軛作（共軛作 用）得名。用）得名。 由于由于共軛雙鍵中共軛雙鍵中* *躍遷所產(chǎn)生的吸收躍遷所產(chǎn)生的吸收 帶稱為帶稱為K K吸收帶吸收帶。 2. 吸收帶吸收帶 absorption band 是指吸收峰在紫外是指吸收峰在紫外- -

10、可見光譜中的波帶可見光譜中的波帶 位置位置. . 授課：XXX17 n特點(diǎn)是特點(diǎn)是: : n* *躍遷幾率大，躍遷幾率大， n吸收峰強(qiáng)度大，吸收峰強(qiáng)度大，max max通常在 通常在1000010000 200000200000之間，之間， n吸收峰位置吸收峰位置max max一般處在 一般處在217217280nm280nm范范 圍內(nèi)。圍內(nèi)。 授課：XXX18 （2）R吸收帶吸收帶 nR R吸收帶是由德文吸收帶是由德文Radikal(Radikal(基團(tuán)基團(tuán)) )得名。得名。 n是由于是由于生色團(tuán)及助色團(tuán)中生色團(tuán)及助色團(tuán)中nn* *躍遷躍遷所引起的吸所引起的吸 收帶。收帶。 n只有分子中同時(shí)

11、存在雜原子（具有只有分子中同時(shí)存在雜原子（具有n n孤對(duì)電子）孤對(duì)電子） 和雙鍵和雙鍵電子時(shí)才有可能產(chǎn)生。電子時(shí)才有可能產(chǎn)生。 n它具有雜原子和雙鍵的共軛基團(tuán)它具有雜原子和雙鍵的共軛基團(tuán), , 如如=C=C =O=O、-NO-NO、-NO-NO2 2、-N-N =N=N、-C-C =S=S等。等。 授課：XXX19 n特點(diǎn)是特點(diǎn)是: : nnn* *躍遷的能量最小躍遷的能量最小, ,處于長(zhǎng)波長(zhǎng)范處于長(zhǎng)波長(zhǎng)范 圍圍, ,一般一般max max在 在270nm270nm以上。以上。 n躍遷幾率小，吸收強(qiáng)度弱，一般躍遷幾率小，吸收強(qiáng)度弱，一般 max max100 100。 授課：XXX20 (3)

12、B吸收帶吸收帶 nB B吸收帶是由德文吸收帶是由德文Benzenoid(Benzenoid(苯的苯的) )得名。得名。 是由于是由于苯環(huán)苯環(huán)本身振動(dòng)及閉合環(huán)狀共軛雙鍵本身振動(dòng)及閉合環(huán)狀共軛雙鍵 * *躍遷躍遷而產(chǎn)生的吸收帶，是而產(chǎn)生的吸收帶，是芳香族芳香族 （包括雜環(huán)芳香族）的主要特征吸收帶。（包括雜環(huán)芳香族）的主要特征吸收帶。 授課：XXX21 n特點(diǎn)是特點(diǎn)是: : n在在230230270nm270nm呈現(xiàn)一呈現(xiàn)一 寬峰，根據(jù)苯環(huán)取代寬峰，根據(jù)苯環(huán)取代 情況在其中間會(huì)出現(xiàn)情況在其中間會(huì)出現(xiàn) 若干個(gè)小峰。若干個(gè)小峰。 苯的苯的B吸收帶（在乙醇中）吸收帶（在乙醇中） nmax255nm時(shí)，時(shí)，

13、 max約為約為200,屬于弱屬于弱 吸收，常用來識(shí)別芳吸收，常用來識(shí)別芳 香族化合物香族化合物 授課：XXX22 （4）E吸收帶吸收帶 n E吸收帶也是吸收帶也是芳香族的特征吸收芳香族的特征吸收，由苯環(huán)中三個(gè)，由苯環(huán)中三個(gè) 乙烯基的乙烯基的環(huán)狀共軛引起的環(huán)狀共軛引起的* *躍遷。躍遷。 E E帶可細(xì)分為帶可細(xì)分為E E1 1和和E E2 2吸收帶。吸收帶。 nE E1 1帶的吸收峰大約在帶的吸收峰大約在185nm185nm，max max一般為 一般為4700047000， 因在真空紫外區(qū)，所以因在真空紫外區(qū)，所以在紫外區(qū)觀測(cè)不到。在紫外區(qū)觀測(cè)不到。 nE E2 2帶的吸收峰約在帶的吸收峰約

14、在204nm204nm，max max一般為 一般為79007900。 授課：XXX23 n若苯環(huán)上有助色團(tuán)如若苯環(huán)上有助色團(tuán)如-OH-OH、-Cl-Cl等取代基，等取代基， 由于由于nn* *共軛，使共軛，使E E2 2吸收帶向長(zhǎng)波長(zhǎng)方吸收帶向長(zhǎng)波長(zhǎng)方 向移動(dòng)，但一般在向移動(dòng)，但一般在210nm210nm左右；左右； n若有生色團(tuán)取代而且與苯環(huán)共軛，形成了若有生色團(tuán)取代而且與苯環(huán)共軛，形成了 -共軛，則共軛，則E E2 2吸收帶與吸收帶與K K吸收帶合并且吸收帶合并且 發(fā)生紅移。發(fā)生紅移。 授課：XXX24 （三）有機(jī)化合物的紫外（三）有機(jī)化合物的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 ultr

15、aviolet spectrometry of organic compounds 授課：XXX25 授課：XXX26 授課：XXX27 n當(dāng)飽和烴含有當(dāng)飽和烴含有助色團(tuán)助色團(tuán)時(shí)，除有時(shí)，除有* *躍遷外，還有躍遷外，還有 nn* *躍遷，躍遷，n n電子較電子較鍵電子易于激發(fā)，則鍵電子易于激發(fā)，則max max 產(chǎn)生紅移產(chǎn)生紅移。 n例如例如: : n甲烷甲烷一般躍遷范圍在一般躍遷范圍在125125135nm135nm（遠(yuǎn)紫外區(qū)），（遠(yuǎn)紫外區(qū)）， n碘甲烷碘甲烷（CHCH3 3I I）的吸收峰為）的吸收峰為259nm259nm（nn* *躍遷），躍遷）， nCHCH2 2I I2 2和和CH

16、ICHI3 3的吸收峰則分別為的吸收峰則分別為292nm292nm和和349nm349nm。 授課：XXX28 2. 不飽和烴不飽和烴 這類化合物含有這類化合物含有孤立雙鍵的烯烴孤立雙鍵的烯烴（如（如 乙烯）和乙烯）和共軛雙鍵的烯烴共軛雙鍵的烯烴（如丁二（如丁二 烯）。烯）。 它們含有它們含有電子，吸收能量后產(chǎn)生電子，吸收能量后產(chǎn)生 * *躍遷。躍遷。 授課：XXX29 （1）孤立雙鍵）孤立雙鍵 nC C2 2H H6 6 n max max150nm 150nm， n C C2 2H H4 4的的max max=171nm =171nm。 n丙烯醛丙烯醛CHCH2 2=CH-CHO=CH-C

17、HO n 208nm 208nm的的* *吸收峰，吸收峰， 328nm328nm附近還有一個(gè)附近還有一個(gè)nn* *吸收峰。吸收峰。 授課：XXX30 (2)共軛雙鍵共軛雙鍵 nK K吸收帶吸收帶。 (3)醛和酮類醛和酮類 n醛、酮中均含有羰基，醛、酮中均含有羰基，羰基羰基可以產(chǎn)生可以產(chǎn)生三個(gè)吸三個(gè)吸 收峰收峰： n* *躍遷產(chǎn)生的吸收躍遷產(chǎn)生的吸收峰峰max max在 在150nm150nm附近；附近； nnn* *躍遷產(chǎn)生的吸收躍遷產(chǎn)生的吸收峰峰max max在 在180nm180nm附近；附近； nn* *躍遷產(chǎn)生的吸收峰，躍遷產(chǎn)生的吸收峰，在在270270300nm300nm附附 近，吸

18、收強(qiáng)度較低，近，吸收強(qiáng)度較低，max max為 為10102020。 授課：XXX31 3. 芳香烴芳香烴 苯苯的紫外光譜（乙醇為溶劑）有的紫外光譜（乙醇為溶劑）有三個(gè)吸三個(gè)吸 收帶收帶均是由均是由* *躍遷引起的。躍遷引起的。 授課：XXX32 在在185nm185nm(max max=47000) =47000)有強(qiáng)吸收的有強(qiáng)吸收的E E1 1吸收帶吸收帶， 因因在遠(yuǎn)紫外區(qū)在遠(yuǎn)紫外區(qū)，在此檢測(cè)不到。，在此檢測(cè)不到。 在在204nm204nm(max max=7900) =7900)有中等強(qiáng)度的有中等強(qiáng)度的E E2 2吸收吸收 帶帶，因其接近于，因其接近于200nm200nm，屬于檢測(cè)波長(zhǎng)范

19、圍，屬于檢測(cè)波長(zhǎng)范圍 的邊緣，所以的邊緣，所以不常用不常用。 在在230230270nm270nm（max max=200 =200）范圍內(nèi)較弱的）范圍內(nèi)較弱的 一系列吸收帶，為一系列吸收帶，為B B吸收帶吸收帶。 B B吸收帶常被用來辨認(rèn)芳香族化合物吸收帶常被用來辨認(rèn)芳香族化合物。 授課：XXX33 乙酰苯和苯的紫外吸收光譜乙酰苯和苯的紫外吸收光譜 授課：XXX34 n若苯的兩個(gè)取代基在對(duì)位時(shí)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)；若苯的兩個(gè)取代基在對(duì)位時(shí)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)； 而間位和鄰位取代時(shí)，波長(zhǎng)較小。而間位和鄰位取代時(shí)，波長(zhǎng)較小。 n例如：例如： 授課：XXX35 有一分子式為有一分子式為C8H8O的化合物的化合物,測(cè)得

20、其紫外測(cè)得其紫外 光譜如圖所示。光譜如圖所示。 從圖中說明該化合物有從圖中說明該化合物有3種不同的吸收帶，種不同的吸收帶， 都是什么帶都是什么帶? 分子有什么生色團(tuán)？分子有什么生色團(tuán)？ 確定分子的結(jié)構(gòu)式。確定分子的結(jié)構(gòu)式。 授課：XXX36 K帶：帶：217-280nm， max10 000-200 000 B帶：帶：230-270nm， 當(dāng)苯環(huán)上有取代基當(dāng)苯環(huán)上有取代基 時(shí)，發(fā)生紅移時(shí)，發(fā)生紅移 R帶：帶： 270nm，max 100 授課：XXX37 K帶、帶、B帶、帶、R帶帶 共軛雙鍵、羰基共軛雙鍵、羰基 授課：XXX38 第三節(jié)第三節(jié) 溶劑對(duì)紫外溶劑對(duì)紫外- -可見吸收光譜的影響可見吸

21、收光譜的影響 一般選用在紫外一般選用在紫外-可見區(qū)無吸收峰可見區(qū)無吸收峰 的飽和烴作為溶劑。的飽和烴作為溶劑。 常用的有己烷、庚烷、環(huán)己烷、水、常用的有己烷、庚烷、環(huán)己烷、水、 乙醇等。乙醇等。 授課：XXX39 授課：XXX40 第四節(jié)第四節(jié) 紫外紫外- -可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì) ultraviolet and visible spectrometer 一、分光光度計(jì)的基本組成一、分光光度計(jì)的基本組成 n各種型號(hào)的紫外各種型號(hào)的紫外-可見分光光度計(jì)，一般由可見分光光度計(jì)，一般由 五個(gè)部分組成：五個(gè)部分組成： 授課：XXX41 紫外可見分光光度計(jì)（日本）紫外可見分光光度計(jì)（日本） 授課：

22、XXX42 紫外紫外- -可見分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖可見分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖 授課：XXX43 1.光源光源 light source 光源是提供能引起分子中價(jià)電子躍遷的能光源是提供能引起分子中價(jià)電子躍遷的能 量。量。 一般分為可見光光源和紫外光光源。一般分為可見光光源和紫外光光源。 可見光光源常用鎢絲燈和鹵鎢燈；可見光光源常用鎢絲燈和鹵鎢燈； 紫外光光源常用氫燈和氘燈紫外光光源常用氫燈和氘燈。 授課：XXX44 鎢燈和碘鎢燈可使用的波鎢燈和碘鎢燈可使用的波 長(zhǎng)范圍在長(zhǎng)范圍在3402500nmnm。 必須嚴(yán)格控制燈絲的電壓。必須嚴(yán)格控制燈絲的電壓。 在紫外區(qū)常用氫燈和氘燈。在紫外區(qū)常用氫

23、燈和氘燈。 它們它們?cè)谠?60375nmnm范圍范圍 內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。 授課：XXX45 氘燈氘燈 授課：XXX46 2.單色器 monochromator n單色器是能從光源輻射出的連續(xù)復(fù)合光中分出所需單色光單色器是能從光源輻射出的連續(xù)復(fù)合光中分出所需單色光 的光學(xué)裝置。的光學(xué)裝置。 入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器； 準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束 色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵 聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦裝置

24、：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光 聚焦至出射狹縫；聚焦至出射狹縫； 出射狹縫。出射狹縫。 授課：XXX47 3.吸收池吸收池 absorption cell n常用的吸收池材料有常用的吸收池材料有石英和玻璃兩種石英和玻璃兩種。 n石英池適用于紫外光區(qū)及可見光區(qū)。石英池適用于紫外光區(qū)及可見光區(qū)。 n玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。 授課：XXX48 比色皿比色皿 授課：XXX49 4.檢測(cè)器檢測(cè)器 detector n檢測(cè)器是檢測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置， 是基于是基于光電效應(yīng)原理光電效應(yīng)原理制成的。制成的。 n對(duì)對(duì)檢測(cè)器的要求檢測(cè)器

25、的要求是：具有高的靈敏度，對(duì)是：具有高的靈敏度，對(duì) 輻射能量的響應(yīng)時(shí)間短，線性關(guān)系好，穩(wěn)輻射能量的響應(yīng)時(shí)間短，線性關(guān)系好，穩(wěn) 定性好等。定性好等。 n常用的檢測(cè)器有常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍光電池、光電管和光電倍 增管增管等。等。 授課：XXX50 光電倍增管光電倍增管 授課：XXX51 光電倍增管光電倍增管 授課：XXX52 5.信號(hào)顯示記錄系統(tǒng)信號(hào)顯示記錄系統(tǒng) 信號(hào)顯示記錄系統(tǒng)的作用是放大信號(hào)并信號(hào)顯示記錄系統(tǒng)的作用是放大信號(hào)并 以適當(dāng)方式顯示或記錄下來。以適當(dāng)方式顯示或記錄下來。 授課：XXX53 授課：XXX54 授課：XXX55 第四節(jié)第四節(jié) 紫外紫外- -可見分光光度法的

26、應(yīng)用可見分光光度法的應(yīng)用 application of ultraviolet and visible spectrometry 紫外紫外可見分光光度法能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行可見分光光度法能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行: 定性分析定性分析 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 定量分析定量分析 授課：XXX56 1.定性分析定性分析 qualitative analysis n未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物 n如果吸收光譜的形狀，包括如果吸收光譜的形狀，包括: : n吸收光譜的吸收光譜的max max、 、min min、吸收峰的數(shù)目、位 、吸收峰的數(shù)目、位 置、拐點(diǎn)以及置、拐點(diǎn)以及max max等完全一致，可初步認(rèn)為 等完全一致，可

27、初步認(rèn)為 是同一化合物。是同一化合物。 授課：XXX57 2.結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 structure determination of organic compounds (1)官能團(tuán)的鑒定官能團(tuán)的鑒定 （）化合物在）化合物在220220800nm800nm范圍內(nèi)無吸收峰范圍內(nèi)無吸收峰 說明此化合物是脂肪烴、脂環(huán)烴或它們的衍生說明此化合物是脂肪烴、脂環(huán)烴或它們的衍生 物物( (氯化物、醇、醚、胺、腈、羧酸等。氯化物、醇、醚、胺、腈、羧酸等。 可能是單烯或孤立多烯烴?？赡苁菃蜗┗蚬铝⒍嘞N。 可以推斷該化合物不含苯環(huán)、共軛雙鍵、醛、可以推斷該化合物不含苯環(huán)、共軛雙鍵、醛、 酮或溴、碘等基團(tuán)。酮或溴

28、、碘等基團(tuán)。 授課：XXX58 （）在）在220220250nm250nm范圍內(nèi)有強(qiáng)吸收帶（范圍內(nèi)有強(qiáng)吸收帶（10 000） 說明有共軛的兩個(gè)不飽和鍵存在，此吸收帶為說明有共軛的兩個(gè)不飽和鍵存在，此吸收帶為* *躍遷產(chǎn)生的躍遷產(chǎn)生的K K 帶，那么該化合物一定含有共軛二烯烴或不飽和醛酮結(jié)構(gòu)。帶，那么該化合物一定含有共軛二烯烴或不飽和醛酮結(jié)構(gòu)。 不飽和酮除了具有不飽和酮除了具有K K帶，還應(yīng)在帶，還應(yīng)在320nm320nm附近有附近有R R帶出現(xiàn)。帶出現(xiàn)。 在在260260、300300和和330nm330nm附近有強(qiáng)吸收帶，那么就有附近有強(qiáng)吸收帶，那么就有3 3、4 4或或5 5個(gè)共軛雙鍵存在

29、個(gè)共軛雙鍵存在。 （）在）在270270350nm350nm范圍內(nèi)有弱吸收帶（范圍內(nèi)有弱吸收帶（=10=10100100） 在在200nm200nm附近無其它吸收，該吸收帶為酮醛中羰基附近無其它吸收，該吸收帶為酮醛中羰基nn* *躍遷產(chǎn)生的躍遷產(chǎn)生的 R R帶。帶。 （）在）在260300范圍內(nèi)有中等強(qiáng)度吸收帶（范圍內(nèi)有中等強(qiáng)度吸收帶（ =200=200200000 ） 且該吸收帶可能帶有精細(xì)結(jié)構(gòu)，該吸收帶為單個(gè)苯環(huán)的特征且該吸收帶可能帶有精細(xì)結(jié)構(gòu)，該吸收帶為單個(gè)苯環(huán)的特征B B帶。帶。 若在大于若在大于300nm300nm或吸收延伸到可見區(qū)有高強(qiáng)度吸收，且具有稠環(huán)芳或吸收延伸到可見區(qū)有高強(qiáng)度

30、吸收，且具有稠環(huán)芳 烴、稠環(huán)雜芳烴或其衍生物存在。烴、稠環(huán)雜芳烴或其衍生物存在。 授課：XXX59 1,2-1,2-二苯乙稀具有順式和反式兩種異構(gòu)體：二苯乙稀具有順式和反式兩種異構(gòu)體： 反式反式 順式順式 max max:295.5nm :295.5nm max max:280nm :280nm max max:27000 :27000 max max:10500 :10500 (2)判斷順反異構(gòu)體判斷順反異構(gòu)體 授課：XXX60 (3)判斷互變異構(gòu)體判斷互變異構(gòu)體 乙酰乙酸乙脂有酮式和烯醇式間的互變異構(gòu)：乙酰乙酸乙脂有酮式和烯醇式間的互變異構(gòu)： n n 酮式酮式 烯醇式烯醇式 240nm處僅

31、有弱吸收處僅有弱吸收 245nm處出現(xiàn)了強(qiáng)處出現(xiàn)了強(qiáng) 的的K吸收帶，吸收帶，max 為為18000 授課：XXX61 3.定量分析定量分析 quantitative analysis Lambert-Beer law:Lambert-Beer law: The absorbance of a sample is The absorbance of a sample is proportional to the total amount of proportional to the total amount of material that absorbs the incident materi

32、al that absorbs the incident light. Experimentally, it can be shown light. Experimentally, it can be shown that A=alcthat A=alc 授課：XXX62 nIn other words, the absorbance is directly proportional to the following: na,a constant that is a property of the material itself as well as the wavelength of the

33、 measurement; nl,the length of the path through which the light travels in the sample; and nc,the concentration of the material that absorbs the light. The difference in use of c as the speed of light and c as the concentration should be obvious from the context. 授課：XXX63 nWhen the concentration c i

34、s in (mol L-1) and the path length in cm, then the constant a will have the units (L mol-1 cm-1), in which case, it is given the symbol .is called the molar extinction coefficient, or molar absorptivity (the term currently preferred). With labels included, we see nA(unitless)= (L mol-1 cm-1)l(cm)c(m

35、ol L-1) nA=lc 授課：XXX64 即在一定波長(zhǎng)處被測(cè)定物質(zhì)的吸光度與它的濃即在一定波長(zhǎng)處被測(cè)定物質(zhì)的吸光度與它的濃 度呈線性關(guān)系。度呈線性關(guān)系。 式中：式中：A A：溶液的吸光度；：溶液的吸光度； T T：溶液的透光度；：溶液的透光度； I0：入射光強(qiáng)度；：入射光強(qiáng)度； I：透射光強(qiáng)度；：透射光強(qiáng)度； ：摩爾消光系數(shù)，：摩爾消光系數(shù)，(L(Lmol-1cm-1) )； c c：溶液的濃度，：溶液的濃度，(mol(molL-1) )； l l：液層的厚度，即樣品的光程長(zhǎng)度：液層的厚度，即樣品的光程長(zhǎng)度,(cm),(cm) lc gg 0 授課：XXX65 1必須是使用單色光為入射光 2溶液為稀溶液 吸收定律的適用條件吸收定律的適用條件 授課：XXX66 3 3吸收定律能夠用于彼此不相互作用吸收定律能夠用于彼此不相互作用 的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性，的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性， 且對(duì)每一組分分別適用，即：且對(duì)每一組分分別適用，即： nA A總 總=