紫外吸收光谱ppt课件.ppt

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1、第一章紫外吸收光谱第一节分子吸收光谱(1)光谱分析的概念及分类光谱分析法：当光照射到物体上时，电磁波的电矢量就会与被照射物体的原子或分子发生相互作用。利用这种相互作用引起被照射物体内分子运动状态发生变化，并产生特征能态之间的跃迁进行分析的方法就叫做光谱分析法。由于分子吸收辐射光的能量是量子化的，只有当光子的能量恰好等于两个能级之间的能量差或其整数倍时，才能被分子吸收。因此对某一分子来说，它只能吸收某一特定频率的辐射能量。E′—较高的能级E—较低的能级光波谱区及能量跃迁相关图光谱分析技术都依赖于样品对电磁辐射的吸收或发射。光谱实验

2、通常是测定两个参数：•样品所吸收或发射的电磁辐射的频率；•样品所吸收或发射的电磁辐射的强度。对于材料结构与组成的定性和定量分析方法来说，主要考虑吸收光谱。（2）电磁辐射知识光的波粒二象性波动性—波长（λ）、波数（）、频率（ν）波长λm、cm、mm、μm、nm1μm=10-6m红外2.5~25μm1nm=10-9m紫外200~400nm频率ν=c/λc-光速=3×1010cm/s频率单位：次/s，s-1波数（每cm长度里振动的周波数）波数单位：次/cm、cm-1微粒理论（光子的量子化理论）：电磁波的能量E可用下式表示：E=hν=h

3、c/λh-普朗克常数=6.625×10-34J·s价电子运动分子内部的微观运动分子内原子在其平衡位置附近的振动分子本身绕其重心的转动E=Ee+Eν+ErEe—电子能1～20eV→λ=0.06～1.25μm→紫外—可见吸收光谱Eν—振动能0.05～1eV→λ=1.25～25μm→红外吸收光谱Er—转动能10-4～0.05eV→λ=25～250μm→远红外吸收光谱（3）吸收光谱的表示方法①吸收光的频率（或波长）②光强1)透光率T（%）T（%）=100×I/I02)吸光度AA=lg（I0/I）3)吸光系数朗伯—比耳定律：吸光度A与溶液

4、层的厚度l成正比（Lambert定律，1760年），和溶液的浓度c成正比(Beer定律，1852年)。A=kcl式中比例常数k与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。c为吸光物质浓度，l为透光液层厚度。当l以cm，c以g/L为单位，k称为吸光系数，用a表示。A=acla的单位为L/(g.cm)当l以cm，c以mol/L为单位，k称为摩尔吸光系数，用ε表示。ε的单位为L/mol.cm，它表示物质的浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。朗伯-比耳定律成立的前提条件：a)入射光为单色光；b)吸收发生在均匀的介质中

5、；c)在吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。朗伯-比耳定律偏离线性的原因：化学因素、仪器因素。a)样品浓度过高（＞0.01mol/L）；b)溶液中粒子的散射；c)入射光的非单色性；第二节紫外光谱(ultravioletspectroscopy缩写为UV)定义：基态分子吸收紫外光发生电子跃迁而形成激发态分子。吸收强度随波长而变，测得的吸收光谱反映物质特有的性质。这种分析法称作紫外吸收光谱法。研究对象：大多是具有共轭双键结构的分子。产生条件：分子吸收紫外光辐射引起分子中电子能级的跃迁产生紫外光谱。在紫外光谱中电子能级发生跃迁的同时也

6、必定伴随着振—转能级的变化，所以紫外光谱是带状光谱。价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。吸收光谱（吸收曲线）：λ~A吸收光谱：又称吸收曲线，是以波长（）为横坐标、吸光度（A）为纵坐标所描绘的图形。特征：峰曲线上比左右相邻处都高的一处；max吸收程度最大所对应的（曲线最大峰处的）谷曲线上比左右相邻处都低的一处；min最低谷所对应的；肩峰介于峰与谷之间，形状像肩的弱吸收峰；末端吸收在吸收光谱短波长端所呈现的强吸收而不呈峰形的部分。紫外吸收曲线示意图分子轨道能级及电子跃迁（1）

7、分子轨道能级与有机分子的电子跃迁类型1.2.1基本原理σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*①σ→σ*跃迁饱和烃中的C-C键能量大，吸收波长＜150nm位于真空紫外区②n→σ*跃迁含O、N、S和卤素等杂原子的饱和烃的衍生物能量较大，吸收波长λ=150～250nm原子半径较大的硫或碘的衍生物n电子的能级较高，n→σ*吸收光谱的λmax在近紫外区200-250nm附近。原子半径较小的氧或氯衍生物，n电子能级较低，吸收光谱λmax在远紫外区170-180nm附近。ε较低，ε＜300③π→π*跃迁不饱和烃，共轭烯烃，芳香烃能量较小，吸收

8、波长大多在紫外区，ε很高。含孤立双键的π→π*跃迁的吸收谱带，一般<200nm。如有孤立双键的乙烯吸收光谱约在165nm。④n→π*跃迁条件：含有孤对电子的原子和π键能量小，λ＞200nm，ε很小，ε=10～100（2）吸收带的类型①R吸收带(Radikalar