4.分子光谱概述
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分子光谱的分类
分子吸收光谱
转动光谱(远红外光谱)
振动光谱(红外光谱)
电子光谱(紫外-可见光谱)
分子发射光谱
电子光谱(分子荧光、磷光)
原子光谱的分类
原子吸收光谱
原子发射光谱
光、电、色
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色谱法分类
气相色谱法
高效液相色谱法
电化学分析法分类
电位分析法
电位滴定法
伏安法
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紫外-可见分光光度法 (紫外-可见吸收光谱法):物质分子对紫外-可见光的吸收进行定性、定量及结构分析.
紫外-可见光区分为远紫外(10~200nm)、近紫外(200~360nm)和可见部分(360~760nm);远紫外的吸收测量在真空下进行;通常研究近紫外-可见光范围的光谱行为。
第2章 紫外-可见分光光度法
4
§2-1 分子光谱概述
1.分子光谱产生
M+hν ==M*
基态 激发态
E1 E2
分子吸收能量后,电子从一个能级跃迁到另一个能级
分子内部电子能级的跃迁而产生的光谱:紫外-可见光谱
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吸收光谱(吸收曲线): 横坐标用波长或频率表示;物质的吸收峰位置对应于分子结构,是定性依据.
纵坐标用光强的参数表示,如透光率、吸光度、吸光系数等,是定量依据。
2.吸收光谱特征
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3.光吸收定律:朗伯—比尔(Lambert—Beer)定律
当一束强度为I0 的平行单色光照射到均匀而非散射的溶液时,光的一部分(强度为Ia)被吸收,一部分(强度为It)透过溶液,一部分(强度为Ir)被器皿表面所反射,则
I0 = Ia + It + Ir
光的反射损失Ir 主要决定于器皿材料、形状、大小和溶液性质。在相同条件下,这些因素是固定的,且反射损失的量很小,故Ir可忽略不计,则:
I0 = Ia + It
散射:光通过不均匀悬浮颗粒时,部分光束将偏离原来方向而分散到各个方向去。
多原子分子的结构及振动光谱
多原子分子是由两个或更多原子结合而成的分子,其分子中心通常不是原子的位置所在。由于原子之间存在化学键的相互作用,结构和振动状态可以给出分子的一些信息,如分子的几何结构、化学键的类型和长度等。
在分子的振动光谱中,我们可以观察到分子的振动模式,可分为拉伸振动和弯曲振动两类。拉伸振动是指分子中一些化学键的伸缩运动,常用来描述键的类型和长度;弯曲振动是指分子中原子围绕某个共振轴的弯曲运动,常用来描述分子的几何构型。
此外,多原子分子的振动光谱还包含了谐振子和旋转能级。谐振子是指分子中化学键的微小振动,其能量按照谐振子模型分布在一系列离散的能级上;旋转能级是指分子整体绕某个轴线的旋转运动,其对分子整体结构的影响可以在振动光谱中得到体现。总的来说,多原子分子的结构和振动光谱提供了我们理解分子的基本属性和相互作用的重要工具。
题组层级快练(四)
一、选择题
1.下列有关糖类的叙述,正确的是( )
A.与糖类相比,人血红蛋白特有的组成元素是N
B.在细胞膜外表面能和糖类结合的只有蛋白质
C.细胞中糖类的合成也需要蛋白质的参与
D.糖类只有被彻底水解后才可参与细胞呼吸
解析 与糖类相比,人血红蛋白特有的组成元素是N和Fe;细胞膜上的糖类,有的与蛋白质结合形成糖蛋白,有的与脂质结合形成糖脂;细胞中糖类的合成需要酶的参与,催化糖类合成的酶为蛋白质;糖原可以直接参与细胞呼吸。
答案 C
2.下列物质和结构中一定不含糖成分的是( )
A.运载体和噬菌体
B.酶和激素
C.核糖体和染色体
D.细胞骨架和生物膜的基本支架
解析 运载体可能是质粒,也可能是病毒等,都含有核酸,含有五碳糖,噬菌体含有DNA,含有脱氧核糖;酶的成分为蛋白质或RNA,RNA含有核糖;核糖体由蛋白质和rRNA组成,其中RNA中含核糖,染色体含有DNA,含有脱氧核糖;细胞骨架由蛋白质纤维组成,生物膜的基本支架为磷脂双分子层,都不含有糖。
答案 D
3.糖类是生物体的重要构成物质和能源物质,下列有关糖类的叙述正确的是( )
A.在ATP、RNA、质粒和叶绿体中均含有核糖
B.葡萄糖是构成麦芽糖、纤维素、淀粉和糖原的基本单位
C.在细胞膜上糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
D.所有糖类都是生物体的主要能源物质
解析 质粒的本质是DNA,含有脱氧核糖而不是核糖;细胞膜上的多糖链有的与蛋白质结合形成糖蛋白,有的与脂质结合形成糖脂;糖类是主要的能源物质,但并不是所有糖类都是能源物质,如核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分。
答案 B
4.在人体中既是细胞膜的成分,又可参与血液中脂质运输的物质是( )
A.维生素D B.磷脂
C.脂肪 D.胆固醇
解析 胆固醇既参与动物细胞膜的构成,又参与脂质的运输。
答案 D
5.下列关于细胞膜中糖类和脂质的叙述正确的是( )
1分子的转动光谱
1、分子转动的描述和能量
分子的运动方式除了平动和振动外还有转动。振动和转动都能够影响分子的
红外谱图。分子的振动和转动时同时进行并且不可绝然分开,但是为了处理方便,
首先对分子的转动进行处理,得到分子的转动光谱,然后进一步与振动联系起来,
得到分子的振动-转动光谱。
在第一章中提到1912年丹麦物理化学家NielsBjerrum首先提出分子的能量
由平动、转动和振动组成,转动能量量子化的理论。转动光谱的存在最先在HCl
气体分子红外光谱的研究中得到证实。图2.6中的光谱a是在1893年由Angstrom
和Palmaer得到的第一幅HCl气体分子红外谱的大致图,当时仪器的分辨率为
256cm-1,在波长3.4微米处观察到一个吸收峰。1910年EvavonBahr证实了
Angstrom的结果。1913年Burmeister用氟化钙(CaF2)作为棱镜,分辨率为64cm-1
的仪器观察到类似图2.6中b的谱图。图b在3.40和3.55微米处出现两个吸收
峰。使用分辨率为16cm-1和石英为棱镜的仪器,EvavonBahr在1913年得到图
图2.6HCl气体分子的转动-振动红外光谱;a)分辨率为256cm-1,b)分辨率为64cm-1,
c)分辨率为16cm-1
2.6中c的谱图。在3.40和3.55微米处出现的两个大吸收峰分裂为多个峰。这种
分裂就是分子的转动所造成的。
r1r2
r0mCImH旋转轴
图2.7HCl分子的刚性转子模型质心
分子转动的描述就以HCl分子为例。设HCl分子中H原子和Cl原子为质量
分别为mH和mCl的两个质点,质点(原子核)之间的距离为r0,H原子和Cl原
子距离分子的质心的距离分别为r1和r2,有r0=r1+r2。分子绕通过质心并且垂
直于质心连线(r0)的轴转动。在转动过程中原子核的距离(r0)不发生变化。
即所谓刚性转子。考虑到原子的质量实际上是集中在原子核上,核的半径是
10-12cm,原子核之间距离的数量级为10-8cm,以上的近似是合理的。以后会看到