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1、INSTRUMENTAL ANALYSIS第二章 紫外吸收光谱分析(UV)PARTFOURMOLECULAR STRUCTURE AND UV ABSORPTION SPECTRUM2.4 分子结构与紫外吸收光谱一、有机化合物的紫外吸收光谱1、饱和烃甲烷CH4:max=125nm;乙烷C2H6:max=135nm饱和碳氢化合物,只有-*跃迁,一般在远紫外区(10-200nm)才有吸收带。吸收带位于真空紫外区这类化合物在200-800nm范围内无吸收带,在紫外吸收光谱分析中常用作溶剂(如己烷、庚烷、环己烷等)。当饱和单键碳氢化合物中的氢被氧、氮、卤素、硫等杂原子取代时,由于这类原子中有n电子,n
2、电子较电子易于激发,使电子跃迁所需能量降低,发生红移。CH4:max=125nm;CH2I2:max=292nm;CHI3:max=349nm 不饱和化合物由于含有键而具有*跃迁,*跃迁能量比*小,但对于非共轭的简单不饱和化合物跃迁能量仍然较高,位于真空紫外区。最简单的乙烯化合物,在165nm处有一个强的吸收带。2、不饱和脂肪烃当烯烃双键上引入助色基团时,*吸收将发生红移,甚至移到紫外光区。原因是助色基团中的n电子可以产生p-共轭,使*跃迁能量降低,烷基可产生超共轭效应,也可使吸收红移,不过这种助色作用很弱。(1)简单的不饱和化合物当两个生色基团在同一个分子中,间隔有一个以上的亚甲基,分子的紫
3、外光谱往往是两个单独生色基团光谱的加和。若两个生色基团间只隔一个单键则成为共轭系统,共轭系统中两个生色基团相互影响,其吸收光谱与单一生色基团相比,有很大改变。(2)共轭双烯共轭体越长,其最大吸收越移向长波方向,甚至到可见光部分,并且随着波长的红移,吸收强度也增大。-*跃迁,共轭时有K吸收带。5个以上键共轭时,max落在可见区。3、芳香烃B带(精细结构):230-270nmE带:185nm和204nm4、羰基化合物含C=O,n*,*,n*三个吸收带(1)醛酮类化合物:CHO,C=O乙烷:135nm;-*乙烯:165nm;*丙酮:280nm;n*(R带)(2),-不饱和醛酮类化合物:-C=C-C=
4、C-C=On*,R带红移,320-340nm;*,K带红移,220-240nm5、羧酸及其衍生物:R-CH2-COOHn-*共轭,使*轨道的能量提高,E,max,紫移至210nm。二、无机化合物的电子光谱1、电荷迁移跃迁一些无机物也产生紫外-可见吸收光谱,其跃迁类型包括电荷 迁移跃迁以及配位场跃迁(d-d跃迁和 f-f 跃迁)。一些同时具有电子给予体(配位体)和接受体(金属离子)的无机分子,在吸收外来辐射时,电子从给予体跃迁至接受体所产生的光谱。max 较大(104以上),可用于定量分析。2、配位场跃迁过渡元素的 d 或 f 轨道为简并轨道,当与配位体配合时,轨道简并解除,d 或 f 轨道发生能级分裂。如果轨道未充满,则低能量轨道上的电子吸收外来能量时,会跃迁到高能量的 d 或f 轨道,从而产生吸收光谱。吸收系数max 较小(102),很少用于定量分析;多用于研究配合物结构及其键合理论。