《紫外光谱法本科》PPT课件

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1、有机化合物波谱解析主讲人谢一辉有机化合物波谱解析的内容紫外光谱红外光谱核磁共振谱氢谱碳谱质谱2第一章紫外光谱法第一章紫外光谱法本章学习要求：1、掌握电磁辐射能与分子吸收光谱类型之间的关系。2、掌握电子跃迁类型、发色团类型及其与紫外光吸收峰波长的关系。3第一章紫外光谱法第一章紫外光谱法3、掌握溶剂对—＊及n—＊跃迁的影响.4．了解共轭烯烃、不饱和醛、酮、酸、酯及某些芳香化合物的最大吸收波长（max）的计算。5．了解紫外光谱(ultravioletspectra)在有机化合物结构分析中的应用。4第一章紫外光谱法第一节吸收光谱的基础知识一、电磁波

2、的基本性质与分类光是电磁波或叫电磁辐射。电磁辐射具有微粒(particle)性及波动(wave)性的双重特性。光的某些性质，如与光的传播有关的现象，宜用波动性来解释；而光的另一些性质，如光与原子、分子相互作用的现象，则宜用微粒性来解释。5第一章紫外光谱法1.光的波动性用波长λ、波数σ和频率作为表征。三者的关系为：·=c=1/=/c6第一章紫外光谱法2.光的微粒性光可与原子及分子的相互作用，它类似一个粒子，所以可把光看成是一种从光源射出的能量子流(streamofenergypackets)或者是高速移动的粒子(3.0X1010cm／s)。光

3、子能量(E)与光的频率()成正比：E＝h7第一章紫外光谱法光的波动性和光的微粒性的联系：光的微粒性用每个光子具有的能量E作为表征。E=h=hc/λ=hc⑴E和成正比，但表征的数值较大使用不方便例如3.99×105J.mol=4.1ev=1×1015Hz⑵E和成正比,例如1.5×104J.mol=0.155ev1250cm-1⑶E和λ成反比，例如3.99×105J.mol=4.1ev300nm8第一章紫外光谱法3.电磁辐射和电磁波谱的分类由于光子具有不同的能量，故可分为不同的谱带。从γ射线一直至无线电波都是电磁辐射，光是电磁辐射的一部分。

4、若把电磁辐射按照波长顺序排列起来，可得到电磁波谱。9第一章紫外光谱法宇宙射线γ射线X射线远紫外线紫外线可见光红外光远红外光微波无线电波λE跃迁类型波谱10-200nm120-6ev真空UV200-400nm6-3evUV400-800nm3-1.6ev外层电子可见光谱0.8-50μm1.6-0.02ev0.005-0.1cm0.02-0.0012ev1ev=1.6x10-19J核跃迁Mossbauer内层电子X射线谱外层电子分子振、转IR,Raman电子自旋顺磁共振核自旋NMR10第一章紫外光谱法二、分子能级图分子的总能量：E=Et+EN+Ei+Ee+

5、Ev+Er其中：Et（平动动能）和Ei（内旋转能）是连续的，EN（核内能）只在磁场中分裂，因此，分子光谱主要取决于Ee（电子能量）、Ev（振动能量）和Er（转动能量）的变化，即：E=Ee+Ev+Er这些能量都是不连续的、量子化的11第一章紫外光谱法n0n1J0J1J2J3V0V1V2V3V0V1V2V3J1J2J3J1J2J3J1J2J3分子能级图12第一章紫外光谱法三、能级跃迁和吸收光谱只有当吸收电磁辐射的能量在数值上等于基态与激发态两个能级之差时，才发生辐射的吸收产生吸收光谱。13第一章紫外光谱法电磁辐射产生的紫外光谱E2（激发态）E1（基态）ΔE

6、EAλ吸收光谱仪14第一章紫外光谱法四、Lambert-Beer定律T透光率，A吸光度或吸收度E吸收系数：摩尔吸收系数，百分吸收系数吸光度A具有加和性15第一章紫外光谱法第二节紫外吸收光谱的基础知识一、分子轨道原子的主要成键轨道：S轨道、P轨道σ成键轨道σ反键轨道E16第一章紫外光谱法σ*σC-Cσ成键和反键轨道ππ*C=Cπ成键和反键轨道分子轨道的种类17第一章紫外光谱法二、紫外光谱与电子跃迁由于化合物不同，所含价电子类型不同，故产生的电子跃迁类型也不同。有机化合物价电子跃迁类型主要由*、*、n*、n*跃迁产生。由于分子轨道能级的

7、能量大小不同，故由基态跃迁到激发态所需要的能量大小不同，由大到小的顺序为：*＞n*≥*＞n*18第一章紫外光谱法Eσπnπ*σ*π4π1π2*π3*C-CC=CC=OC=C-C=C能级跃迁图19第一章紫外光谱法三、紫外可见吸收光谱中的常用术语吸收光谱又称吸收曲线，是以波长（nm）为横坐标，以吸光度A（或透光率T）为纵坐标所描绘的曲线。412312吸收光谱示意图1.吸收峰max、2.谷min3.肩峰sh、4.末端吸收吸收度波长20第一章紫外光谱法三、紫外可见吸收光谱中的常用术语生色团（chromophore助色团（auxoch

8、rome）红移（redshift）：亦称长移蓝（紫）移（blueshift）：亦称短移（hyp