《紫外光谱UV》PPT课件

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1、《天然药物化学成分波谱解析》主讲教师:李晓蒙《波谱解析》课程的重要性化合物分子结构(特别是对映异构体)的确定在现代科学研究中非常重要。波谱学方法(UV.IR.NMR.MS等)已逐步取代经典的化学方法,广泛用于有机化合物的结构鉴定。优越性明显。在有机化学、药学等领域广泛应用。有机四大谱及其特点有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振谱、质谱0.01-5mg(与天平精度有关）0.1-1mg1-5mg0.000001-0.1mg2-20万3-50万50-1000万20-500万《波谱解析》课程教学所要达到目的第一、初步了解四

2、大谱[紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(1H、13CNMR)和质谱(MS)的基本原理。第二、学会利用四大谱图解析一些简单有机化合物的结构,即会识谱。第一章紫外光谱(ultravioletspectra,简称UV)学习要求:了解电磁波、分子轨道、电子跃迁等相关知识。掌握UV谱原理、特征、常用术语以及影响UV谱中最大吸入波长(λmax)的相关因素。掌握利用Lambert-Beers定律进行有关计算及推测不饱和化合物λmax峰位的经验规则。了解UV在有机结构分析中的应用。第一节紫外光谱的基础知识一.电磁辐射的基本性质与分

3、类:1.光的波粒二象性:A:光的波动性:其波动性可以用以下物理量来表示：λ=c;=/c;=1/λ(c=2.997925×1010cm/s):频率(Hz或周/秒);λ:波长(纳米nm等);τ周期(秒/周);c:光速(常数);:波数(cm-1)B:光的微粒性:其粒子性可以用Planck方程表示：E=h(h=6.63×10-34J·s):频率(Hz或周/秒);h:普朗克常数*例如:波长为300nm的光波,其频率为多少Hz？能量为多少焦尔？E=h=hc/λ电磁波根据波长λ分成的区段X射线.紫外.可见光.红外.微波.无线

4、电波X射线:0.1-1nm;紫外:1-400nm;1-200nm远紫外，200-400nm近紫外可见光:400-800nm;红外:800nm-400μm;微波和无线电波:400μm以上电磁波与有机光谱的对应关系λ/nmλ/cm-1能量升高紫外光:波长1-200-400nm,分为近紫外（石英紫外区200-400nm）远紫外（真空紫外区1-200nm）通常讲的紫外光谱为近紫外光谱(200-400nm);由分子中电子的跃迁产生.（电子光谱）二.紫外光与紫外光谱紫外光谱分子的能量:E总=E平+E转+E振+E电子E平《E转《E振《E电子S

5、电子能级V振动能级J转动能级3.电子跃迁的类型与吸收光谱:3.1紫外光谱主要研究的是价电子在不同的分子轨道之间能级的跃迁，一个原子或分子吸收一定的电磁辐射能量(ΔE)后，就由一种稳定的基态跃迁到另一种高能态——激发态，它所吸收的电磁辐射的能量应等于体系的能量增加值(ΔE)，由于分子各能量状态是分立的，故ΔE也只能取某些分立的值，从而只有特定能量的光子才能被分子吸收，分子选择性吸收一定波长的光，使透过的光谱中这些波长光的强度减弱或不呈现，从而产生吸收光谱:ΔE=E激发态-E基态=hν=hc/λ;λ=hc/ΔEν=(E激发态-E基态

6、)/h3.电子跃迁的类型3.2.分子轨道:由组成分子的原子轨道相互作用形成。(成键轨道、反键轨道和非键轨道)。3.3分子轨道的类型:可分为σ、π及n轨道等数种：例如:σ成键轨道、σ反键轨道、π成键轨道、π反键轨道等σ轨道:相对于分子中键轴呈圆柱形对称的分子轨道称为σ轨道。能量低，比较稳定。π轨道:而存在一个通过分子轴的对称节面的分子轨道称为π轨道(π-orbital)。能量高，不稳定。N轨道:指未成键轨道，在构成轨道时，该原子未与对方作用。（1）.由A和B的S轨道相互作用形成的分子轨道σs成键轨道σs反键轨道（2）.由A和B的P

7、轨道相互作用形成的分子轨道头碰头：σ轨道肩并肩：π轨道*图1-5s-s轨道重叠形成的σ分子轨道图1-6p-p轨道重叠形成的σ分子轨道图1-7p-p轨道重叠形成的π分子轨道（3）.原子A的S轨道与原子B的P轨道作用形成的分子轨道。σ轨道（4）.未成键电子构成的轨道时，该原子未与对方作用。n轨道图1-8s-p轨道重叠形成的σ分子轨道3.4.电子跃迁的类型:1.σ→σ*;2.n→σ*;3.π→π*;4.n→π*;5.σ→π*6.π→σ*σ→σ*跃迁峰位在150nm(真空紫外区)，不在本研究范围内。π→π*在200nmn→π*在200-

8、400nmn→σ*在200nm左右π→π*跃迁的吸收强度比n→σ*、n→π*要强10-100倍.σ→σ*>π→σ*=σ→π*>π→π*=n→σ*>n→π*.1.饱和烃类:σ→σ*,λ<200nm.2.不饱和烃类:σ→σ*;π→σ*;π→π*;σ→π*3.含有杂原