波谱分析教程 第1章 紫外光谱(UV)课件.ppt

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1、第一章紫外光谱(UV)本章内容与要求：(1)介绍紫外光谱的原理方法，紫外分光光度计的结构，重点介绍紫外光谱与化合物结构的关系、各类化合物的紫外光谱、紫外光谱的定性和定量分析。（紫外光谱UV主要反映与共轭体系有关的结构特征）(2)要求掌握发色基团和吸收带，波长推定，溶剂影响；紫外吸收光谱在化合物结构测定中的应用。（3）了解电子激发能,吸收定律,振动的精细结构,吸光系数等.课时安排：5学时光谱的基本原理仪器装置实验技术紫外吸收与分子结构关系应用本章内容基本原理电磁波谱光谱的形成（示意图）：分子在入射光的作用下发

2、生了价电子的跃迁，吸收了特定波长的光波形成。郎伯-比耳定理常见的光谱术语电子跃迁的类型影响紫外吸收的因素一、紫外吸收的产生（概论）1、电磁波谱：光是一种电磁波（电磁辐射），具有波粒二重性，（1）波动性：与光的传播有关的现象（如光的干涉和衍射、偏振）γ=c/λλ:波长（nm）γ：频率HZc:光速3×1010cm/s波数：=1/λ单位：cm-1(2)微粒性：光与原子及分子的相互作用时（如光电效应），表现出微粒的特征，具有一定的能量，称为“光量子”或“光子”，其能量E=h·γ=hc/λh：普朗克常数6.63×1

3、0-34J·s由以上可以看出:电磁波的频率愈高，即波长愈短，则相应的能量愈大。（3）原子或分子的能量:总是处于某种特定的运动状态，每一种运动状态具有一定的能量，不同的运动状态具有不同的能量。E分子=E移+E转+E振+E电子+E电旋+E核+…(注:E移<

4、.001—0.10nmγ射线核跃迁X射线0.1—10nmX射线内层电子跃迁远紫外线10—200nm远紫外光谱(真空UV)中层电子跃迁紫外线200—400nm紫外光谱(石英UV)外层（价）电子跃迁可见光400—800nm可见光谱外层（价）电子跃迁近红外0.80--2.5um近红外光谱分子振动能级跃迁中红外2.5---50um中红外光谱(IR)分子振动能级跃迁远红外50–1000um远红外光谱分子转动能级跃迁微波0.1—1cm微波谱分子转动能级跃迁微波1—100cm电子自旋共振谱电子自旋能级跃迁（顺磁共振谱ES

5、R）无线电波1.0–100m核自旋共振谱NMR核自旋取向跃迁声波15—106Km光声光谱分子运动二、光谱的形成（示意图）分子在入射光的作用下发生了价电子的跃迁，吸收了特定波长的光波形成返回电子跃迁吸收光谱仪系统λA紫外光谱的特点:1.紫外光谱所对应的电磁波波长较短,能量较大,反映了分子中价电子能级跃迁情况,所以又称为电子光谱,主要应用于共轭体系的分析.2.利用紫外光谱进行定性分析时信号较少,不及利用红外吸收光谱有效.3.UV常用于共轭体系的定量分析,灵敏度高,只要有10-3—10-5mol的物质即可检出.4

6、.UV谱图:λ横坐标吸光度A:纵坐标三、郎伯-比耳定律—定量分析吸光度A透射率Tε为摩尔吸收系数l为光在溶液中经过的距离（比色池的厚度）透过光强度I1入射光强度I0A=log(I0/I1)=log(1/T)=.c.lc,溶液的浓度郎伯-比耳定理中常用符号和术语讨论：1、ε物质在一定波长下的特征常数，鉴定化合物的重要数据由量子力学观点：1）若跃迁是完全“允许的”，ε>1042）若跃迁概率低，ε<1033）若跃迁是“禁阻的”，ε<1022、吸光度A：具有加和性，一定波长下A=A1+A2+A3+…多组分3、理论

7、上，郎伯-比耳定律只适用单色光，实际入射光有一定波长宽度，要求波长范围越窄越好。4、A与C成正比，样品只在一定低浓度范围内，成线性关系。5、温度、PH值、放置时间等因素对光谱均有影响，测定是应注意6、作图：A-λ、ε-λ、㏒ε-λ图(3)溶剂的选择（6点原则）测定化合物的紫外光谱多在溶液中进行,选择溶剂原则：（1）样品在溶剂中应溶解良好，达到必要的浓度。（2）溶剂本身在紫外无吸收透明，不影响样品测定。（3）尽量低极性溶剂，降低与溶质分子间作用力。（4）尽量与文献一致。（5）挥发性小，不易燃、无毒、便宜。（6

8、）不与待测组分发生化学反应。常用的溶剂：环己烷、甲醇、乙醇、1，4-二氧六环等。a.测定非极性化合物的紫外光谱：多用环己烷，尤其是芳香化合物，其紫外光谱能显示其特有的微细结构。b.测定极性化合物的紫外光谱：多用甲醇、乙醇做溶剂四、紫外光谱中常见的名词术语生色团：分子中产生紫外吸收带的主要官能团(带电子的基团：羰基、硝基、双键、芳环，n*、*跃迁，λmax>210nm)助色团：本身在紫外区和可见区不显示