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1、关于紫外吸收光谱基本原理*第一页，本课件共有36页*本章的主要内容本章的主要内容第第1 1节节 紫外吸收光谱基本原理紫外吸收光谱基本原理第第2 2节节 有机化合物紫外吸收光谱有机化合物紫外吸收光谱第第3 3节节 金属配合物的紫外吸收光谱金属配合物的紫外吸收光谱第第4 4节节 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第第5 5节节 紫外吸收光谱法的应用紫外吸收光谱法的应用第二页，本课件共有36页*本章的基本要求本章的基本要求1.1.理解有机化合物分子的电子跃迁类型理解有机化合物分子的电子跃迁类型2.2.了解单、双波长了解单、双波长UV-VisUV-Vis分光光度计的分光光度计的原理及其基本组成部件的
2、作用原理及其基本组成部件的作用3.3.掌握掌握UV-VisUV-Vis法用于共轭体系有机物的法用于共轭体系有机物的研究的方法研究的方法4.4.掌握掌握UV-VisUV-Vis法用于单组分及多组分体法用于单组分及多组分体系的定量方法系的定量方法第三页，本课件共有36页*Basic principle of Ultraviolet absorption spectrometry(UV)第一节第一节紫外吸收光谱基本原理紫外吸收光谱基本原理第四页，本课件共有36页*紫外光波长范围紫外光波长范围 可用于可用于结构鉴定结构鉴定和和定量定量分析分析 (1)远紫外光区远紫外光区:10-200 nm (2)近紫
3、外光区近紫外光区:200-350(400)nm可见光的范围可见光的范围第五页，本课件共有36页*1.1.电子跃迁与分子吸收光谱电子跃迁与分子吸收光谱物质分子物质分子内部内部三种运动形式：三种运动形式：1）电子相对于原子核的运动；）电子相对于原子核的运动；电子能级电子能级 Ee 2）原子在其平衡位置附近的相对振动；）原子在其平衡位置附近的相对振动；振动能级振动能级Ev 3）分子本身绕其重心的转动。）分子本身绕其重心的转动。转动能级转动能级 Er三种能级都是量子化的三种能级都是量子化的分子的能量分子的能量 E=Ee+Ev+Er第六页，本课件共有36页*三种能级的能量三种能级的能量(1)转动能级间的
4、能量差转动能级间的能量差r：0.0050.050eV，跃迁跃迁产生吸收光谱位于远红外区。产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光远红外光谱或分子转动光谱；谱；(2)振动能级的能量差振动能级的能量差v 约为：约为：0.05eV，跃迁跃迁产生的吸收光谱位于红外区，产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动红外光谱或分子振动光谱；光谱；(3)电子能级的能量差电子能级的能量差e 较大较大 120 eV。电子跃迁产电子跃迁产生的吸收光谱在紫外生的吸收光谱在紫外可见光区，可见光区，紫外紫外可见光谱或可见光谱或分子的电子光谱；分子的电子光谱；第七页，本课件共有36页*能级跃迁第八页，本课件共有36
5、页*原因原因电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。线而呈现宽谱带。分子光谱是带状光谱分子光谱是带状光谱第九页，本课件共有36页*2.2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线物质对光的选择性吸收及吸收曲线M +热热M+荧光或磷光荧光或磷光 E=E2 -E1=h 量子化量子化；选择性吸；选择性吸收收M +h M*基态基态 激发态激发态E1 （E）E2第十页，本课件共有36页*（1 1）吸收曲线的获得）吸收曲线
6、的获得用经过分光后的不同波长的光依次通过用经过分光后的不同波长的光依次通过一定浓度的样品溶液，分别测量该物质对不同一定浓度的样品溶液，分别测量该物质对不同波长光（波长光（）的吸收程度（吸光度的吸收程度（吸光度A），），以波长以波长为横坐标（单位为横坐标（单位nm），），吸光度（吸光度（A）为纵坐为纵坐标，即可绘制出吸收曲线。标，即可绘制出吸收曲线。第十一页，本课件共有36页*（2 2）吸收曲线与最大吸收波长）吸收曲线与最大吸收波长 maxmax 同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大处对应的波长称为最大吸收波长最大吸收波长
7、maxmax 不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似 max max 基本基本不变。不变。第十二页，本课件共有36页*不同物质的不同物质的maxmax有时可能相同，但有时可能相同，但max不一定相同不一定相同 物质在物质在 maxmax 处吸光度处吸光度 A A 最大最大,所以测定所以测定最灵敏。常在此波长下进行最灵敏。常在此波长下进行定量分析定量分析 通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数光系数maxmax 也作为也作为定性的依据定性的依据。第十三页，本课件共有36页*Summary of The Key Poin
8、ts紫外光区包括：远紫外（真空紫外）紫外光区包括：远紫外（真空紫外）10-190nm和近紫外和近紫外190-350nm分子内部运动包括：价电子跃迁，振分子内部运动包括：价电子跃迁，振动能级跃迁和转动能级跃迁动能级跃迁和转动能级跃迁分子光谱是带状的原因分子光谱是带状的原因物质的吸收曲线：纵坐标是吸光度，物质的吸收曲线：纵坐标是吸光度，横坐标是波长横坐标是波长第十四页，本课件共有36页*ultraviolet spectrometry of organic compounds第二节第二节 有机化合物紫外吸收光谱有机化合物紫外吸收光谱第十五页，本课件共有36页*1 1.价电子类型价电子类型 有机化合
9、物的紫外有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种价电子可见吸收光谱是三种价电子跃迁的结果：跃迁的结果：电子、电子、电子、电子、n 电子电子。分子轨道理论：分子轨道理论：成键轨道成键轨道 反键轨道。反键轨道。主要有主要有四种跃迁四种跃迁所需能量所需能量大小顺序为：大小顺序为：n n n 200nm的光的光)，但，但当它们与生色团相连时当它们与生色团相连时，就会发生就会发生 p 共轭作用，共轭作用，增强生色团的生色能力增强生色团的生色能力(吸收波长向长波吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团，这样的基团称为称为助色团助色团。第十七页，本课件共有36页*（2 2）红移
10、与蓝移）红移与蓝移红移红移(bathochromic shift):max max 向长波方向移动。向长波方向移动。蓝移蓝移(hypsochromic shift):max 向短波方向移动。向短波方向移动。吸收强度即摩尔吸吸收强度即摩尔吸光系数光系数增大或减小的增大或减小的现象分别称为现象分别称为增色效应增色效应或或减色效应减色效应。第十八页，本课件共有36页*2.跃迁跃迁 所需能量最大；所需能量最大；电子只有吸收远紫外光的能电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；量才能发生跃迁；用途：作为溶剂使用用途：作为溶剂使用 *s s*n E例：甲烷的例：甲烷的maxmax为为125125nm,nm,
11、乙烷乙烷maxmax为为135135nmnm。只能被真空紫外分光光度只能被真空紫外分光光度计检测到；计检测到；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 2 n *跃迁跃迁R R带带兰移兰移；*跃迁跃迁 K K带带红移红移 max正己烷正己烷氯仿氯仿甲醇甲醇水水*230238237243n*329315309305 非极性非极性 极性极性 2例如，异丙叉丙酮的溶剂效应例如，异丙叉丙酮的溶剂效应 1 2第三十四页，本课件共有36页*第三十五页，本课件共有36页*溶剂的影响(3)(3)极性溶极性溶剂使剂使B B带精带精细结构消细结构消失；失；第三十六页，本课件共有36页