《紫外光谱课程》PPT课件

《《紫外光谱课程》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章紫外光谱(UltravioletSpectra)UV1紫外光谱:是电子光谱,研究分子中电子能级的跃迁,分子吸收紫外线后,其价电子会跃迁到激发态。吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。由于不同的价键（如碳-碳双键，C=O双键，共轭双键等）价键电子跃迁的能级因的差异，光谱中出现不同的吸收带。因此，紫外光谱与分子的结构有关。2引起分子中电子能级跃迁的光波波长范围为10～800nm(1nm=10-7cm)。其中:10～190nm：远紫外区--真空紫外区；190～400nm：近紫外区，又称紫外光区；400～800nm：可见光区。O2、N2在远紫外区有强烈吸收，但

2、测试困难。我们感兴趣的是190～800nm的紫外-可见光区。紫外光测定的电子光谱称紫外光谱（UV）。32.1紫外光谱基本原理2.2.1电子光谱的产生物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动；（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动；（3）分子本身绕其重心的转动。分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级，如图所示4双原子分子的三种能级跃迁示意图abcRoRoRoVoV1EoE1E电子能级V振动能级R转动能级5三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量分子的内能：是三种能量值和电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er即:E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr6紫外光

3、照射下,分子中电子从基态开始跃迁(S0→S1,S0→S2),产生电子光谱.无外界干扰时，分子处于基态的零位振动能级的几率最大，由电子的基态到激发态的许多振动(或转动)能级都可发生电子能级跃迁，产生一系列波长间隔对应于振动(或转动)能级间隔的谱线。7所以，电子能级跃迁的同时伴有振动能级和转动能级的跃迁,产生的是带光谱跃迁能量与所吸收辐射的关系8三种能级跃迁所需能量不同,需要不同波长辐射使其跃迁,因此三种跃迁所产生的光谱应在不同的元素区能级能量差光辐射波长光谱类型1~20ev0.06~1.25μm紫外-可见光谱电子光谱0.05~1ev25~1.25μm振动光谱或红外光谱0.05~0.005e

4、v25~250μm转动光谱，或远红外光谱9紫外-可见吸收光谱主要决定于分子的振动能级的跃迁分子的转动能级的跃迁(3)原子的电子结构,(4)原子的外层电子能级间跃迁问题?10有机分子中电子的跃迁方式不同,对键强度的影响不同,核间距的改变也不同,因而吸收谱带宽度及谱带对称性也有所不同.Frank-Condon认为：电子跃迁过程非常迅速，是分子中原子核振动频率的近千倍。在电子激发的瞬间，电子状态发生变化，但核运动状态(核间距和键振动速度)保持不变。11选择定则:电子光谱电子跃迁几率的高低，使谱带有不同强弱。规律为:允许跃迁，几率大，吸收强度大。禁阻跃迁，几率小，吸收强度弱，甚至观测不到。12σ

5、→σ*、л→л*允许跃迁n→σ*、n→л*禁阻跃迁对称性强的分子（如苯分子）在跃迁过程中，可能会出现部分禁阻跃迁，其谱带强度在允许跃迁和禁阻跃迁之间,即产生中等强度谱带。131.紫外吸收带的强度紫外光谱中吸收带的强度标志相应电子能级跃的几率,遵从Lamber-beer定律.2.1.2朗伯-比尔定律A:吸光度(absorbance),I0、I为入射光、透射光强度a:吸光系数(absorptivity),T：透光率或透射比.l:样品池厚度(cm)，c:百分比浓度(w/v)若c的单位用mol浓度表示，则ε：摩尔吸（消）光系数。142.紫外光谱图及表示方法核心三要素：吸收峰的位置、吸收强度和形状

6、或lg最大吸收波长：max最大吸收峰值：maxnm横坐标：波长λ（nm）纵坐标：A,,log,T%例：丙酮max=279nm(lgε=4.0)max=279nm(ε104)正己烷正己烷15（3）谱带形状反映了部分化合物的精细结构（1）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据；（2）吸收谱带强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax作为定性依据。不同物质λmax有时可能相同，但εmax不一定相同;吸收强度与该物质分子吸收光子数成正比，定量的依据。

7、16在一定的测试条件下,λmax的εmax为一常数,近似地表示跃迁几率的大小。lgε>4(ε>10000)强吸收,lgε=3～4(ε103～104)较强吸收,Lgε=2～3(ε102～103)较弱吸收.ε<102弱吸收允许跃迁对应于强吸收部分禁阻跃迁对应于较强吸收禁阻跃迁对应于弱吸收172.1.3紫外光谱常用术语1.发色团(生色团，chromophore):能进行n→π*和π→π*跃迁，具有π轨道的不饱和基团，能产生紫外(或可见)吸