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时间:2020-01-22
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1、紫外光谱及其应用一、什么是紫外光谱二、紫外光谱的应用UV是电子光谱,研究的是分子中电子能级的跃迁。引起分子中电子能级跃迁的光波波长范围为60~800nm。紫外光的波长范围(60nm——200nm)——真空紫外(200nm——400nm)——紫外(400nm——800nm)——可见光定义紫外光谱的产生分子轨道中最常见的有σ轨道和π轨道两类。1、σ轨道:单键2、π轨道:双键3、n轨道(非键轨道)孤对电子,如:O、S、N的孤电子(n电子),含有n电子的原子轨道称为n轨道。分子轨道理论:一个成键轨道必定有一个相应的反键
2、轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态,即成键轨道或非键轨道上。外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为:n→π*<π→π*3、子杂原子的(O、N)一般在170-180nm;CH3OH183nmCH3Cl173nm大原子杂原子的(S、I)一般在220-250nm。CH3SH227nm;CH3I258nm4、π→π*:不饱和烃类化合物和芳香化合物,吸收较强,普通紫外区,最有用,共轭系统增加,吸收波长会向长波方向移动(红移)且吸收强度增加。C2H4170nm1500;CH2=CH-CH=CH2210nm2100;苯有三个吸收带:E(184nm,600)、K(E2,203nm,80)、B(256nm,21.5)电子跃迁类型与吸收峰波长关系跃迁4、类型吸收波长(nm)σ σ*<200ππ*(孤立双键)<200(强吸收)nσ*<200nπ*200—400(弱吸收)紫外光谱的表示方法1、数据法:巴豆醛(CH3CH=CHCHO),λmax(nm):218(logε4.26),320(logε1.48)芦丁:λmaxEtOH(nm):258(logε4.37),361(logε4.29)2、图示法:logε-λ,A-λ,ε-λ图εmax>5000——强吸收5000<εmax>200——中吸收εmax<200——弱吸收紫外光谱的常用溶剂对溶剂要求:不干扰样品,一般5、仅含σ键或非共轭π键的溶剂均可。常用溶剂溶剂乙晴己烷环己烷甲醇乙醇(95%)水丙酮λ(nm)190195205205204205330溶剂异丙醇乙醚二氧六环二氯甲烷四氯化碳氯仿苯λ(nm)205215215232265245280常用术语1、生色团:基团本身产生紫外吸收,主要是不饱和基团。如:>C=C<、苯环、>C=O、-N=N-、>S=O等不饱和基团。2、助色团:指本身不产生紫外吸收,但与生色团相连时,使向长波方向移动,而且吸收强度增加。通常是给电子基团:如:-NH2、-NR2、-OH、-OR、-Cl等。3、6、各种助色团的助色效应强弱顺序为:F7、2nm,ε=19000(2)空间位阻降低共轭程度(3)构型的影响:在取代烯化合物中,一般反式异构体π→π*跃迁位于长波端,吸收强度也较大。而顺式则相反。二苯乙烯反式:λmax=295.5nm,ε=29000顺式:λmax=280nm,ε=10500肉桂酸反式:λmax=295nm,ε=27000顺式:λmax=280nm,ε=13500(4)构象的影响一般,λmax(a键)>λmax(e键).如:胆甾烷-3-酮2位无取代时,λmax=286nm,logε=1.362-Cl取代时,λmax(axial)=299n8、m,logε=1.53(+13)λmax(equatorial)=276nm,logε=1.10(-10).3、酸度的影响(分子离子化和有色配合物组成发生变化):铁(III)与磺基水扬酸的配合物,在不同的酸度下会形成不同的配位比,从而产生紫红、橙红、黄色等不同颜色的配合物.λmax=230,286nmλmax=203,254nmλmax=210,270nmλmax=235,287nm影
3、子杂原子的(O、N)一般在170-180nm;CH3OH183nmCH3Cl173nm大原子杂原子的(S、I)一般在220-250nm。CH3SH227nm;CH3I258nm4、π→π*:不饱和烃类化合物和芳香化合物,吸收较强,普通紫外区,最有用,共轭系统增加,吸收波长会向长波方向移动(红移)且吸收强度增加。C2H4170nm1500;CH2=CH-CH=CH2210nm2100;苯有三个吸收带:E(184nm,600)、K(E2,203nm,80)、B(256nm,21.5)电子跃迁类型与吸收峰波长关系跃迁
4、类型吸收波长(nm)σ σ*<200ππ*(孤立双键)<200(强吸收)nσ*<200nπ*200—400(弱吸收)紫外光谱的表示方法1、数据法:巴豆醛(CH3CH=CHCHO),λmax(nm):218(logε4.26),320(logε1.48)芦丁:λmaxEtOH(nm):258(logε4.37),361(logε4.29)2、图示法:logε-λ,A-λ,ε-λ图εmax>5000——强吸收5000<εmax>200——中吸收εmax<200——弱吸收紫外光谱的常用溶剂对溶剂要求:不干扰样品,一般
5、仅含σ键或非共轭π键的溶剂均可。常用溶剂溶剂乙晴己烷环己烷甲醇乙醇(95%)水丙酮λ(nm)190195205205204205330溶剂异丙醇乙醚二氧六环二氯甲烷四氯化碳氯仿苯λ(nm)205215215232265245280常用术语1、生色团:基团本身产生紫外吸收,主要是不饱和基团。如:>C=C<、苯环、>C=O、-N=N-、>S=O等不饱和基团。2、助色团:指本身不产生紫外吸收,但与生色团相连时,使向长波方向移动,而且吸收强度增加。通常是给电子基团:如:-NH2、-NR2、-OH、-OR、-Cl等。3、
6、各种助色团的助色效应强弱顺序为:F7、2nm,ε=19000(2)空间位阻降低共轭程度(3)构型的影响:在取代烯化合物中,一般反式异构体π→π*跃迁位于长波端,吸收强度也较大。而顺式则相反。二苯乙烯反式:λmax=295.5nm,ε=29000顺式:λmax=280nm,ε=10500肉桂酸反式:λmax=295nm,ε=27000顺式:λmax=280nm,ε=13500(4)构象的影响一般,λmax(a键)>λmax(e键).如:胆甾烷-3-酮2位无取代时,λmax=286nm,logε=1.362-Cl取代时,λmax(axial)=299n8、m,logε=1.53(+13)λmax(equatorial)=276nm,logε=1.10(-10).3、酸度的影响(分子离子化和有色配合物组成发生变化):铁(III)与磺基水扬酸的配合物,在不同的酸度下会形成不同的配位比,从而产生紫红、橙红、黄色等不同颜色的配合物.λmax=230,286nmλmax=203,254nmλmax=210,270nmλmax=235,287nm影
7、2nm,ε=19000(2)空间位阻降低共轭程度(3)构型的影响:在取代烯化合物中,一般反式异构体π→π*跃迁位于长波端,吸收强度也较大。而顺式则相反。二苯乙烯反式:λmax=295.5nm,ε=29000顺式:λmax=280nm,ε=10500肉桂酸反式:λmax=295nm,ε=27000顺式:λmax=280nm,ε=13500(4)构象的影响一般,λmax(a键)>λmax(e键).如:胆甾烷-3-酮2位无取代时,λmax=286nm,logε=1.362-Cl取代时,λmax(axial)=299n
8、m,logε=1.53(+13)λmax(equatorial)=276nm,logε=1.10(-10).3、酸度的影响(分子离子化和有色配合物组成发生变化):铁(III)与磺基水扬酸的配合物,在不同的酸度下会形成不同的配位比,从而产生紫红、橙红、黄色等不同颜色的配合物.λmax=230,286nmλmax=203,254nmλmax=210,270nmλmax=235,287nm影
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