有机化合物光谱和波谱分析ppt课件.ppt

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1、Ch2：有机化合物光谱和波谱分析学习指南1.理解“四谱”产生的基本原理及有机分子在不同谱中表现出的行为特征。2.掌握紫外光谱中max和核磁共振谱中σ的计算。3.熟悉各类化合物中“四谱”中的主要数据。4.掌握个谱的解析方法，能熟练解析各谱，获得准确的有机分子结构。Ch2：有机化合物光谱和波谱分析§2.1概述1.紫外吸收光谱：电子跃迁，共轭体系2.红外吸收光谱：分子振动，官能团及分子骨架3.核磁共振波普：自旋能态跃迁，官能团及分子骨架4.质谱：质荷比，相对分子质量，分子式Ch2：有机化合物光谱和波谱分析

2、§2.2紫外吸收光谱法ultravioletspectrometry,UV紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。分子中价电子经紫外或可见光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。一、认识紫外吸收光谱formationofUV1.紫外光谱图表示250300350400nm1234eλ2.Lamber-Beer定律2.吸收曲线的讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸

3、收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。讨论：④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。波长范围：100-800nm.(1)远紫外光区:100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800

4、nm可用于结构鉴定和定量分析。电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。3.紫外光谱的波段紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米),其中100-200nm为远紫外区（这种波长的光能够被空气中的氮、氧、二氧化碳和水所吸收，因此只能在真空中进行研究，故这个区域的吸收光谱称真空紫外），200-400nm为近紫外区,一般的紫外光谱是指近紫外区。波长在400～800nm范围的称为可见光谱。常用的分光光度计一般包括紫外及可见两部分，波长在200～800nm（或200～1000nm）4.电磁波与

5、辐射能光:是一种电磁波,具有波动性和粒子性.波动性–传播运动过程中突出,表现在光的偏振,干涉,衍射粒子性–与物质相互作用时突出,表现在光电效应,光的吸收和散射ν=λcc:光速(3×108m/s)ν:Hzλ:m※频率与波长成反比,即波长越长,频率越低,波数越小E=hν=h=hcνλc※光量子的能量(E)与波长成反比,而与频率及波数成正比.二、电子能级跃迁类型ultravioletspectrometryoforganiccompounds1．价电子类型有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：

6、COHnpsH有机分子价电子类型σ键电子(单键)π键电子(不饱和键)未成键n电子(或称非键电子,如氧,氮,硫,卤素等)sp*s*RKE,BnpE分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊≤π→π＊≤n→σ＊<σ→σ＊2．电子跃迁类型（1）σ→σ＊跃迁所需能量最大；σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区；吸收波长λ<200nm；例：甲烷的λmax为125nm,

7、乙烷λmax为135nm。只能被真空紫外分光光度计检测到；作为溶剂使用；σ→σ*电子跃迁能级间隔大波长短,能量高的远紫外光(λmax<150nm)吸收σ→σ*跃迁的特点:允许跃迁,吸收强度强,ε≈104饱和化合物，常用作溶剂（2）π→π＊跃迁所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。（1）不饱和烃π→π*跃迁乙烯π→π*跃迁的λmax为162nm，εmax为:1×104L·mol-1·cm－1。K带——共轭非封闭体系的p→p*

8、跃迁C=C发色基团，但→*200nm。max=162nm助色基团取代（K带)发生红移。π→π*电子跃迁跃迁能小于σ→σ*跃迁紫外区至可见光区(λmax>160nm)吸收π→π*跃迁的特点:1).允许跃迁,吸收强度强2).孤立双键的π→π*跃迁大多在约200nm左右有吸收,ε>1043).共轭双键的π→π*跃迁的吸收>200nm,ε>104---由共轭体系的π→π*跃迁所产生的吸收带称为K(德语共轭的)带（3）n→σ＊跃迁所需能量较大。吸收波长