《紫外光谱》PPT课件

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1、仪器分析学时分配：(共60学时)讲课：40学时实验：16学时考试：2学时辅导:2学时教材：实用有机物波谱分析崔永芳著参考书：仪器分析化学工业出版社光谱分析与色谱分析北京大学出版社波谱分析在精细化工中的应用中国石化出版社波谱分析法：主要是根据有机化合物的分子或原子在受到外界干扰时所呈现的特征谱图而进行分析测试的，所以此方法具有简单、快速、准确、费样少等优点，故发展迅速，广为使用。目的要求：本课程的主要目的是使学生了解目前国内外分析领域常用的大型分析仪器及其分析化合物的原理；能够做到对未知化合物选择正确的分析方法、得到理想的分析结果。绪论一光与原子、分子的相互

2、作用1光的二像性：波动性：γλ＝C(C=3.0×108m/s)微粒性：E=hγ(h=6.63×10-34J·S)波数与波长关系：γ＝1／λλ:nmγ:Hzγ:cm-1E:光子能量(E/ev)2光的分类与光谱区域表1－1光的分类与光谱区域电子波项目γx射线紫外nm可见nm红外μm微波cm射频cm波长～10nm10～400400～8000.5～500.1～1010～跃迁类型外层电子外层电子分子振动，转动能级核自旋波谱方法紫外光谱原子光谱可见吸收光谱红外光谱核磁共振3分子吸收光能后的变化两能级间的能级差用ΔE表示，则：ΔE2,1＝E2－E1ΔE3,1＝E3－E1E4E3E2E1能级

3、跃迁示意图分子能量有许多部分组成，分子的总能量如果用ET表示，则ET=E0+Et+Ee+Ev+ErE0:零点能，分子内在的能量，它不随分子运动而改变；Et：分子平动能，Et＝f(t),它的变化不产生光谱；Ee：分子中的电子能量；Ev：分子的振动能量；Er：分子的转动能量；V=1电子激发态V=0电子基态双原子分子能级跃迁示意图第一章紫外光谱ultravioletspectraUV电子光谱：由电子跃迁而产生的吸收光谱的总称，包括紫外光谱和可见光谱。紫外吸收光谱：（又称紫外光谱）分子中的某些价电子吸收一定波长的紫外光后由低能级（基态）跃迁到高能级（激发态）而产生的光谱。第一节紫外光谱的

4、基本原理一、紫外光谱区域光波～x射线远紫外近紫外可见光红外光～波长nm～1010～200200～400400～800800～紫外光区的波长范围：10～400nm远紫外：10～200nm，亦称真空紫外紫外光近紫外：200～400，亦称石英紫外（本章重点）近紫外线分为长波紫外线（UVA，320-400nm）中波紫外线（UVB，290-320nm）短波紫外线（UVC，190-290nm），其中UVC在臭氧层被吸收，不会到达地面，对皮肤有伤害的是UVA和UVB。二、分子轨道的概念和电子能级的跃迁1、基本知识n电子：指在杂原子N、O、S等中未参与成键的孤对电子；π电子：形成π键的电子，π键

5、主要是不饱和键；σ电子：形成σ键的电子，σ键主要是单键；电子与其它部分联系的紧密程度（从大到小）一般是：σ电子>π电子>n电子(渐松)如：CH4:λmax=125nmCH3CH3:λmax=135nm2分子轨道的初步概念分子轨道理论认为：当两个氢（H）原子靠近时，H的两个1S原子轨道可组成两个分子轨道。一个叫做σ1S成键轨道，其能量比1S原子轨道低，另一个叫做σ1S*反键轨道，其能量比1S原子轨道高，两个原子轨道形成两个分子轨道。一个H原子只有一个1S原子轨道，成键时两个H原子的两个1S电子（自旋方向相反）进入能量较低的σ1S成键轨道，使体系的能量降低，这就形成了H-Hσ单键。又

6、例：He原子有两个1S电子，所以当两个He原子靠近时，两个He原子共有两对（四个）1S电子，因此，一对1S电子进入σ1S成键轨道，这时成键轨道已被占满，另一对1S电子只能进入σ1S*反键轨道，进入成键轨道的一对电子使体系能量降低，但是进入反键轨道的一对电子使体系能量升高，两者抵消等于没有进入分子轨道一样，所以He原子靠近时实际上并没有形成共价键。除了有S电子外还有P电子，两个2S原子轨道组成两个分子轨道σ2S、σ*2S，6个2P原子轨道组成6个分子轨道，其中，两个是σ分子轨道σ2P、σ*2P,4个π分子轨道πy2P、πz2P、π*y2P、π*z2P(不带*是成键轨道，带*是反键轨

7、道)。在绝大多数有机化合物中基态时非键轨道以下的各个分子成键轨道被电子占满，而更高能量的反键轨道则没有被电子占满，分子的电子跃迁就是从电子被占满的各个基态成键轨道向反键轨道跃迁3有机物分子吸收紫外光引起的电子跃迁类型σ→σ*n→σ*n→π*π→π*σ*反键π*反键n非键π成键σ成键由图可知：它们发生能级跃迁时所需的能量大小是不同,其次序是：σ→σ*>π→π*>n→σ*>n→π*电子能级示意图(1)、σ→σ*此跃迁所需能量最大，所以最不易激发，如饱和碳氢化合物中只含有σ电子，其跃迁