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常见有机化合物的紫外可见吸收光谱

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有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响

有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响
1、仪器： 单光束紫外可见分光光度计UV－1201
2、试剂：苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮等
四、实验步骤
1、苯的吸收光谱的测绘(五指峰） 2、乙醇中杂质苯的检测 3、溶剂的性质对紫外吸收光谱的影响 （1）做三条吸收光谱：丁酮和水、丁酮和乙 醇、丁酮和氯仿，比较它们λmax的变化。 （2）做三条吸收光谱：异亚丙基丙酮分别用 水、氯仿、正己烷配制，比较它们λmax的 变化。
紫外吸收光谱
可见吸收光谱
红外吸收光谱
主要有四种跃迁类型

跃迁所需能量为： σ→σ* n→σ* π→π* n→π*
分子中电子的能级和跃迁
π→π*跃迁 π电子跃迁到反键π* 轨道所产生的跃迁，这
类跃迁所需能量比σ→σ*跃迁小，若无共轭， 与n→σ*跃迁差不多。200nm左右 吸收强度大，在104~105范围内，强吸收
若有共轭体系，波长向长波方向移动，相
当于200~700 nm
含不饱和键的化合物发生π→π*跃迁

C=O ,
C=C,
C≡C
n→π*跃迁
n电子跃迁到反键 π* 轨道所产生的跃迁，这类
跃迁所需能量较小，吸收峰在200~400 nm左右 吸收强度小，ε ＜102，弱吸收 含杂原子的双键不饱和有机化合物 C=S O=N- -N=N例：丙酮 λmax=280 nm
传统型：722
瑞丽:UV-1201
主要部件光 源单色器源自样品室检测器显示系统
普通玻璃
石英玻璃
仪器操作步骤： 打开电脑及仪器开关 运行Instrument 1 online
按需取/使用数据
Mode中选Standard 放入参比溶液 Blank 放入样品溶液 Sample 保存文件

有机化合物的紫外-可见吸收光谱

有机化合物的紫外-可见吸收光谱
C=S,－N
O O
（共轭双键）
一些含有n电子的基团，本身没有生色功能，但当 它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力，这样的基团称为助色团。
： ： ：
助色团：－NH2，－OH，－X （孤对电子）等
2
：
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200～750nm波长范围内若无吸收峰，则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε＝10～100 L·mol1·cm-1),（n→π跃迁），则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团，如羰基。 ⑵ 若在250～300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
滴定剂与待 测物均吸收
产物吸收
Vsp
Vsp
24
8.5.4 络合物组成的测定
1. 摩尔比法: 固定cM ,改变cR
A
1:1 1.0 2.0
3:1 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法:
M:R=1:1
cM + cR = c(常数）
M:R=1:2
0.5 cM/c cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4
6
电荷转移吸收光谱
分子中金属离子轨道上的电荷吸收光能后转移到 配体的轨道上，或按反方向转移，这种跃迁称为电 荷转移跃迁，所产生的吸收光谱称为荷移光谱。 本质上属于分子内氧化还原反应 ε一般都较大(104左右)，适于微量金属的检测 例：Fe3＋与SCN－形成血红色配合物，在490 nm处 有强吸收峰。其实质是发生了如下反应： [Fe3＋－SCN-]2＋ ＋hν= [Fe2＋－SCN]2＋

实验三： 有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应

实验三： 有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应

实验三：有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应一、实验目的1、了解紫外-可见分光光度法的原理及应用范围。

2、了解紫外-可见分光光度计的基本构造及设计原理。

3、了解苯及衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。

4、观察溶剂对吸收光谱的影响。

二、实验原理紫外-可见分光光度法是光谱分析方法中吸光测定法的一部分。

1、紫外-可见吸收光谱的产生紫外可见吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。

这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。

分子内部的运动分为价电子运动、分子内原子在平衡位置附近的振动和分子绕其重心的转动。

因此分子具有电子能级、振动能级和转动能级。

通常电子能级间隔为1至20eV，这一能量恰落在紫外与可见光区。

每一个电子能级之间的跃迁，都伴随着分子的振动能级和转动能级的变化，因此，电子跃迁的吸收线就变成了内含有分子振动和转动精细结构的较宽的谱带。

芳香族化合物的紫外光谱的特点是具有由π→π*跃迁产生的3个特征吸收带。

例如，苯在184nm附近有一个强吸收带，ε=68000；在204nm处有一较弱的吸收带，ε=8800；在254nm附近有一个弱吸收带，ε=250。

当苯处在气态时，这个吸收带具有很好的精细结构。

当苯环上带有取代基时，则强烈地影响苯的3个特征吸收带。

2、紫外-可见光谱分析法的应用1）化学物质的结构分析；2）有机化合物分子量的测定；3）酸碱离解常数的测定；4）标准曲线法测定有机化合物的含量；5）络合物中配位体/金属比值的测定；6）有机化合物异构物的判别等。

3、紫外-可见分光光度计的基本构造三、实验仪器与试剂仪器：Cary500紫外-可见-近红外分光光度计比色管（带塞）：5mL10支，10mL3支；移液管：1mL6支，0.1mL2支试剂：苯、乙醇、环己烷、正己烷、氯仿、丁酮溶液：HCl(0.1mol•L-1)，NaOH(0.1 mol•L-1)，苯的环己烷溶液（1：250），甲苯的环己烷溶液（1：250），苯的环己烷溶液（0.3g•L-1），苯甲酸的环己烷溶液（0.8g •L-1），苯酚的水溶液（0.4 g•L-1）。

有机化合物的紫外可见吸收光谱

有机化合物的紫外可见吸收光谱
A
1:1
3:1
1.0
2.0 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法: cM + cR = c(常数）
M:R=1:1
M:R=1:2
0.5
cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0.33
cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
M + nR �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

化学实验室-有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱

化学实验室-有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱
同工作曲线相同步骤测其吸光度，计算样 50ml于7支50ml比色管中，分别加入0.
利用其在235nm波长处的吸 Mode中选Standard
品浓度。 无酚水，酚标准溶液，1mol/L NaOH
01mol/L的NaOH溶液作参与，用2cm比色皿于波长235nm处分别测定其吸光度。 紫外分光光度计，2cm比色皿 1、石英吸收池每换一种溶剂或溶液必须清洗干净，并用被测溶液或参比溶液荡洗三次。 01mol/L的NaOH溶液作参与，用2cm比色皿于波长235nm处分别测定其吸光度。 利用其在235nm波长处的吸 01mol/L的NaOH溶液作参与，用2cm比色皿于波长235nm处分别测定其吸光度。 光度可定量测定总酚的含量。
紫外光度法测定水中的总酚量
一、实验目的 1、了解水中总酚量测定的重要性。 2、掌握紫外法测定水中总酚量的原理与技术。
二、实验内容 1、工作曲线的绘制。 2、测定水样中总酚量。
二、基本原理
波长范围：200-400nm
酚在碱性溶液中（PH=10-12）在紫外光区有强吸收。利用其在235nm波长处的吸 光度可定量测定总酚的含量。
三 仪器与试剂
四
紫外分光光度计，2cm比色皿
五
无酚水，酚标准溶液，1mol/L
NaOH
四 实验步骤
1.工作曲线的绘制： 分别吸取酚标准溶液0 0.25 ，0.50，1.00，
1.50，2.00，2.50ml于7支50ml比色管中，分 别加入0.5ml 1mol/L NaOH溶液，加水至标 线，混匀，调节PH在10-12之间。以 0.01mol/L的NaOH溶液作参与，用2cm比色 皿于波长235nm处分别测定其吸光度。
以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，建立 工作曲线。

(完整版)图吸收光谱曲线

(完整版)图吸收光谱曲线

（8） B带
➢ 由芳香族化合物的π →π*跃迁而产生的精 细结构吸收带。
例如： 苯的B带： 摩尔吸光系数：200 L ·mol-1 ·cm-1 吸收峰的位置：230~270nm之间
（9） E带
➢ 芳香族化合物的π →π*跃迁所产生的吸收带， 也是芳香族的特征吸收峰。
苯的紫外吸收光谱
4、影响紫外-可见吸收光谱的因素
（2） 助色团
➢ 助色团是指本身不产生吸收峰，但与生色团 相连时，能使生色团的吸收峰向长波方向移动， 并使其吸收强度增强的基团。
例如：
—NH2 、—OH 、—OR 、—SH 、—SR 、—Cl 、—Br等
（3） 红移和蓝移
➢ 在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶 剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长max发生 移动。
例如：含有杂原子的不饱和基团：
（4） 电荷转移跃迁：
➢ 某些分子同时具有电子给予体和电子接受体， 它们在外来辐射照射下会强烈吸收紫外光或可 见光，使电子从给予体轨道向接受体轨道跃迁， 这种跃迁称为电荷转移跃迁，其相应的吸收光 谱称为电荷转移吸收光谱。
➢ 电荷转移跃迁实质上是一个内氧化还原过程。
例如：某些取代芳烃可产生这种分子内电荷转移 跃迁的吸收带。
➢ n → σ* 跃迁的摩尔吸光系数ε较小
（2） π→ π*跃迁：
➢ 吸收峰处于近紫外光区，在200nm左右，摩
ε 尔吸收系数 max > 104 L ·mol-1 ·cm-1 ，为强吸收带。
例如：含有π电子的基团：
（3） n → π*跃迁：
➢ 近紫外-可见光区，ε<100 L ·mol-1 ·cm-1
3、常用术语 （1） 生色团
➢ 生色团是指分子中能吸收紫外或可见光的 基团，它实际上是一些具有不饱和键和含有 孤对电子的基团。

第五章 紫外-可见吸收光谱 第三节 紫外-可见吸收光谱与分子结构的关系

第五章 紫外-可见吸收光谱 第三节 紫外-可见吸收光谱与分子结构的关系

含取代基时，B带简化， 红移，增色。
1，3，5-三甲苯
六甲苯
23:09:45
266
272
305
300
共轭多烯的λmax的计算
Woodward-Fieser 规则
链状及环状共轭多烯的λmax的计算。 首先从母体得到一个最大吸收的基本值，然 后对连接在母体π电子体系上的不同取代基 以及其它结构因素加以修正。
H 3C
O
OH
CH3
六元环不饱和酮基本值 215 nm 烷基取代 β位2 + 2 × 12nm 羟基取代 α位1 + 35 nm λmax计算值 =274nm （λmax实测值=274nm）
23:09:45
小的现象分别称为增色效应 或减色效应，如图所示。
23:09:45
吸收带
R吸收带：这是由n→π＊ 跃迁而产生的吸收带，特点是强度 较弱，摩尔吸光系数小于100，吸收峰位于200400nm之间(德文Radikalartig )。 K吸收带：共轭非封闭体系中的π→π＊跃迁吸收带，一般为 强吸收（ε在104以上）。应用较多。极性溶剂使 K带发生红移（德文Konjugierte) 。 B吸收带（苯吸收带）：芳香族和杂芳香族化合物的π→π＊ 跃迁吸收带，为弱吸收带（230-270nm)，摩尔吸光 系数约为102。多重峰，精细结构，芳环上有取代基 时，B带的精细结构消失(英文Benzenoid) 。 E吸收带：封闭共轭体系中π→π＊跃迁吸收带。吸收较强。 分为E1(185nm)和E2(204nm)吸收带，可以分别看成 乙烯和共轭乙烯的吸收带。也是芳香结构化合物 的特征谱带(英文Ethylenic )。
23:09:45
（2） 含有孤立双键或三键化合物
典型化合物是乙烯 乙烯π→π*跃迁的λmax为162nm，εmax为: 1×104 L· -1· －1。 mol cm

紫外可见吸收光谱基本原理

紫外可见吸收光谱基本原理

n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
11:51:47
2
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 <200 nm； 例：甲烷的λ max为125nm , 乙烷λ max为135nm 。 只能被真空紫外分光光度计检测到； 作为溶剂使用；
max(甲醇) max(水) max(氯仿)
n → p*跃迁：蓝移； ；
max(正己烷)
p → p* n → p*
230 329
11:51:47
238 315
237 309
243 305
溶剂的影响
苯 酰 丙 酮 1 1：乙醚 2：水
2
250
300
极性溶剂使精细结构 消失；
11:51:47
11:51:47
11:51:47
精品课件！
11:51:47
精品课件！
11:51:47
(三) 金属离子影响下的配位体内π→π＊跃迁 金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和 强度的变化。变化与成键性质有关，若共价 键和配位键结合，则变化非常明显。 茜素磺酸钠： 弱酸性介质：黄色（λ max=420nm） 弱碱性介质：紫红色（λ max=560nm ）
一、有机物吸收光谱与电子跃迁
（一）电子跃迁类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果： σ电子、π电子、n电子。 s*
E p 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s
H
C H
OnKR Nhomakorabeap*
E,B
n
p
s
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：

第二章--紫外光谱

第二章--紫外光谱
λmax =258nm(ε=35000),
这组数据对应于下面哪个化合物？
AC2 HC2 H B C 2 C H C H C H C H C H 2H
C
CH CH
D
CC HC HC HH
?4
乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式互变异 构体，今有两张紫外光谱图，一张在 204nm有弱吸收，另一张在245nm有强吸 收，请判断哪一张是烯醇式。
优点是仪器普及、操作 简单而且灵敏度高
Chapter 2 紫外光谱
§2－1紫外吸收光谱的基本知识 §2－2常见有机物的紫外吸收光谱 §2－3溶剂对吸收光谱的影响 §2－4紫外光谱的解析与应用
§2－1紫外吸收光谱的基本知识
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃 迁而产生的。 一、紫外吸收光谱的波长范围 二、紫外光谱图的组成 三、电子跃迁的类型 四、常用术语
σ*
σ*
E
л*

n л
σ
σ
C3C H2C HH=2C C2C H H2C H C3H H CH3OC3H
N(C 2CH 3 H )3
§2－2常见有机物的紫外吸收光谱
一、饱和烃及其取代衍生物 二、不饱和烃 三、羰基化合物 四、芳香烃的紫外光谱
一、饱和烃及其取代衍生物
★饱和烃的最大吸收峰一般小于190nm，处于真空紫外 区。如甲烷125nm，乙烷135nm。
甲苯的U图
?
图2-7 a 苯的紫外光谱图 b取代苯与苯紫外光谱的比较
分析：
H C
H H
苯环与甲基的超共轭效应
3、助色团取代苯的紫外光谱
★助色团含有孤电子对，它能与苯环 π 电子 共轭。使 B 带、E 带均移向长波方向。且吸 收强度都增加，精细结构消失。例如苯胺

紫外分光光度法

紫外分光光度法

第4节 紫外分光光度法
• （3）紫外吸收光谱常用吸收曲线来描述。
•
即用一束具有连续波长的紫外光照射
一定浓度的样品溶液，分别测量不同波长下
溶液的吸光度，以吸光度对波长作图得到该
化合物的紫外吸收曲线，即紫外吸收光谱。
•
化合物的紫外吸收特征可以用曲线上
最大吸收峰所对应的最大吸收波长λmax 和
该波长下的摩尔吸光系数εmax 来表示。
远紫外区，而在近紫外光区是透明的， 它们的吸收光谱曲线必须在真空中测定。
（一）紫外吸收光谱的产生
2、价电子的种类及电子跃迁类型：
• ②n → σ* 跃迁
• 含有氧、氮、硫、卤素等杂原子的饱和 烃衍生物都可发生 n → σ* 跃迁，它比 σ → σ* 跃迁的能量要低，吸收波长较长， 一般在150～250 nm范围内。如CH3OH
• 1．生色团和助色团 • ①生色团——含不饱和键基团，有π键 • 含有不饱和键，能吸收紫外可见光，产生
n→π* 或π→π*跃迁的基团称为发色团
• 是指在200～1000nm波长范围内产生特征吸收 带的具有一个或多个不饱和键和未共用电子对 的基团。如
•
C O CC NN C C
CO
COOH
（二）紫外吸收光谱中的有关术语
吸收峰波长
吸收强度 极性溶剂
π→π*
n→π*
与组成双键的
有关
原子种类基本无关
强吸收 104~105 弱吸收 ＜102
向长波方向移动 向短波方向移动
2、价电子的种类及电子跃迁类型：
• 由于一般紫外-可见分光光度计只能提供 190～850nm范围的单色光，因此只能测 量n → π* 跃迁和部分 n → σ* 跃迁、π → π* 跃迁的吸收，而对只能产生200 nm以 下吸收的 σ → σ* 跃迁则无法测量。常见 电子跃迁所处的波长范围及强度如图824所示。

紫外光谱(UV)

紫外光谱(UV)

→ *跃迁：红移； ；
h
21
轨道极性： n >π* >π
π*
π*
Δ En π
Δ Ep
Δ En n
非极性溶剂
Δ Ep
非极性溶剂
极性溶剂
极性溶剂
极性增大使π—π*红移，n—π*跃迁蓝移，精细结构消失，吸收峰减少，并使吸收 曲线趋于平滑。
h
22
溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响
n—π*跃迁蓝移
1-己烷 2-95%乙醇 3-水
紫外光谱
学习要求 概述 紫外吸收光谱的基本原理 影响紫外吸收光谱的主要因素 各类有机化合物的紫外光谱 紫外分光光度计结构与实验技术 紫外吸收光谱的应用
h
1
学习要求： 1.了解用价键和分子轨道理论描述有机分子中电 子激发的一般过程。区别π-π*和n-π*的跃迁。 2、了解紫外吸收光谱基本原理 。 3、理解K带、B带、R带、红移、蓝移等术语。 4、熟悉各类化合物的紫外光谱吸收特征。 5、初步掌握紫外光谱在有机化合物结构鉴定中 的应用。 重点：紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的应用 难点：电子跃迁的类型及其吸收带与分子结构之间关系
Io g ε= 4 .0 9
一般 ε> 5000为强吸收 为强带 = 1000~5000为中吸收 < 1000为弱吸收 为弱带
h
14
影响摩尔吸光系数ε的因素： 分子偶极矩变化、跃迁几率。电子跃迁类型
n* 跃迁，吸收强度很弱： < 100 。禁阻跃迁。
n 轨道与 轨道在空间取向不同。由于 n 轨道的电子与 π 电
h
SR 45 85
C l 5 20
29
2、 使n—π*最大吸收向短波位移（蓝移）。

第五章 紫外-可见吸收光谱法(共73张PPT)

第五章 紫外-可见吸收光谱法(共73张PPT)
甲醇 n→σ*跃迁： λmax 183nm

π→π*跃迁：
所需能量较小，λ一般＞200nm，εmax ＞ 104。
不饱和基团（乙烯基、乙炔基）
不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类可发生此类跃迁。
乙烯 π→π*跃迁： λmax 165nm
丁二烯 π→π*跃迁： λmax 217nm

n→π*跃迁：
所需能量最小， λ >200nm，
这些能量是量子化的，只有光辐射的能量恰好等于两能级之间的
能量差时，才能被吸收。

分子内部三种能级跃迁所需 能量大小的顺序为：
ΔE电> ΔE振> ΔE转

分子的电子跃迁所吸收的能量比后二者大的多
1. ΔE电 约为1～20eV，所吸收的电磁辐射波长约为1240～
62nm，主要在紫外和可见光区。
2. ΔE振约为～1eV，相应的分子吸收光谱为红外光谱。
光的强度I0与透射光的强度I之比的对数值。
A＝lg I0/ I
T与A的关系：A＝－lgT
三、朗伯－比尔定律

朗伯－比尔定律是分子吸收光谱法定量分析的基础。
要求：能够提供足够强的连续辐射、有良好的稳定性、较长的使用

三、紫外-可见吸收光谱法的应用
第六节 紫外－可见吸收光谱的应用
光源不同：前者为锐线光源，如空心阴极灯；
由于化合物分子结构中取代基的引入或溶剂的改变使得吸收带的
强度即摩尔吸收系数εmax增大或减小的现象，称为增色效应或减色效
应。
三、紫外-可见光谱中的常见吸收带
1、R带：（基团radical）
含杂原子的不饱和基团的
n →π*跃迁产生
C＝O；C＝N；—N＝N—
特点：λmax 200~400nm，

紫外可见吸收光谱2015

紫外可见吸收光谱2015

溶剂
正庚烷 正庚烷 异辛烷 异辛烷 乙醇 水 乙醇 异辛烷 乙醚 二氧六环
max/n m 177 178 279 290 204 214 339 280 300 270
max
13000 10000 13 17 41 60 5 22 100 12
跃迁类型
→ * → * n → * n → * n → * n → * n → * n → * n → * n → *26
25
常用术语
1、生色团 从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光 子而产生电子跃迁的原子基团 。
生色团
烯 炔 羰基
羧基 酰胺 偶氮基 硝基 亚硝基 硝酸酯
表3.2 一些常见生色团的吸收特性
实例C6H13CH=CH源自 C5H11C≡CCH3 CH3COCH3 CH3COH CH3COOH CH3CONH2 CH3N=NCH3 CH3NO2 C4H9NO C2H5ONO2
n吸收峰波长与组成双键的有关原子种类基本无关吸收强度强吸收104105弱吸收102极性溶剂向长波方向移动向短波方向移动25常用术语生色团实例溶剂??maxnm??max跃迁类型烯烯c6h13chch2正庚烷17713000????炔炔c5h11ccch3正庚烷17810000????羰基ch3coch3异辛烷27913n??ch3coh异辛烷29017n??羧基ch3cooh乙醇20441n??酰胺ch3conh2水水21460n??偶氮基ch3nnch3乙醇3395n??硝基ch3no2异辛烷28022n??亚硝基c4h9no乙醚300100n??硝酸酯c2h5ono2二氧六环27012n??1生色团从广义来说所谓生色团是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团
溶剂

实验八有机化合物紫外吸收光谱及溶剂对其吸收光谱的影响

实验八有机化合物紫外吸收光谱及溶剂对其吸收光谱的影响

实验八有机化合物紫外吸收光谱及溶剂对其吸收光谱的影响引言有机化合物的紫外吸收光谱是研究有机化合物结构特性和分子间相互作用的重要手段之一、溶剂的选择和使用对实验结果具有重要影响。

本实验旨在通过研究有机化合物在不同溶剂中的紫外吸收光谱，探究溶剂对其吸收光谱的影响。

实验部分1.实验仪器及试剂（1）实验仪器：紫外可见光谱仪（2）实验试剂：有机化合物溶液，常用溶剂（如乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺等）2.实验步骤（1）取不同溶剂制备一系列浓度相同的有机化合物溶液，浓度通常选择在10-5mol/L以内。

（2）将每种溶液倒入光化学池中，分别记录它们的吸收光谱。

（3）将有机化合物的吸收峰波长和吸收强度记录在实验报告中。

实验结果及分析根据实验步骤所得吸收光谱数据，整理结果如下表所示：溶剂，吸收峰波长(nm) ，吸收强度:-------:，:------------:，:-------:乙醇，200，0.8甲醇，210，0.6二甲基甲酰胺，220，0.5从表中可以看出，不同溶剂中有机化合物的吸收峰波长和吸收强度存在差异。

这是因为溶剂分子在溶液中与有机化合物分子之间存在相互作用，会导致有机化合物分子的电子结构改变，从而影响其紫外吸收光谱。

对于吸收峰波长的差异，可以解释为溶剂对有机化合物分子的极性影响。

溶剂分子与有机化合物分子之间的相互作用是通过静电作用、氢键作用、范德华力等相互作用来实现的。

当溶剂为乙醇时，其分子极性较大，能够与有机化合物分子形成较强的相互作用，从而使有机化合物分子的电子结构发生改变，吸收峰波长红移。

当溶剂为甲醇时，其分子极性较乙醇小，与有机化合物分子的相互作用较弱，吸收峰波长相对乙醇红移。

当溶剂为二甲基甲酰胺时，分子极性最小，与有机化合物分子的相互作用最弱，吸收峰波长相对甲醇红移。

对于吸收强度的差异，可以解释为溶剂对有机化合物分子的溶解度和聚集状态的影响。

溶剂的极性和极性与非极性成分的比例可以影响有机分子的相对溶解度和聚集状态。

紫外可见吸收光谱

紫外可见吸收光谱

2. 电荷迁移跃迁
——指配合物中配位体与金属离子之间，一个电子
由一方的一个轨道跃迁到另一方相关的轨道上。 ——产生电荷迁移跃迁的必要条件：一组分是电子
给予体，另一组分是电子接收体。
例: [Fe3+ (SCN-)]2+ h [Fe2+（SCN)]2+
电子接受体 电子给予体
——电荷迁移跃迁光谱的很大，一般在104以上，
——当苯环上有羟基、氨基等取代基时,吸收峰红移, 吸收强度增大.像羟基、氨基等一些助色团，至少 有一对非键n电子,这样才能与苯环上的电子相互 作用,产生助色作用.
——取代基不同，变化程度不同，可由此鉴定各种 取代基
例： 苯
λmax B带 254
λmax
E2
204
甲苯
262
208
苯酚
271
213
苯甲酸
（一）紫外可见吸收光谱 由紫外可见分光光度计获得
光源——单色器——吸收池——检测器——显示器
ΔE电 = h 光 (200—800 nm)
激发态 基态
吸收曲线
将不同波长的光透过某一固定浓度和 厚度的待测溶液，测量每一波长下待测溶 液对光的吸收程度（即吸光度），然后以 波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图， 可得一曲线。这曲线描述了物质对不同波 长的吸收能力，称吸收曲线或吸收光谱。
不同波长的光
L
图3-1紫外可见吸收光谱示意图
A
末端吸收
最强峰
肩 峰
次强峰 峰谷
max
min

A
分析吸收曲线 可以看到：
1.同一浓度的 待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
max
min

常见有机化合物的紫外可见吸收光谱ppt课件

常见有机化合物的紫外可见吸收光谱ppt课件

火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
溶液的颜色与光吸收的关系
完全吸收
光谱示意 复合光 表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
物质呈现颜色与吸收光波长的关系见下表。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
第一节 基本原理
一、光的基本特性 1.光的波动性 光是一种电磁波，电磁波可以用周期T(s)、
频率‫( ע‬Hz)、波长λ(nm)和波数σ（cm-1） 等参数描述。它们之间的关系为： =1/T=c/λ‫ע‬ /c‫ע‬σ=1/λ=
互作用。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.偏离朗伯一比尔定律的原因
定量分析时，通常液层 厚度是相同的，按照比尔 定律，浓度与吸光度之间 的关系应该是一条通过直 角坐标原点的直线。但在 实际工作中，往往会偏离 线性而发生弯曲。
透光度T （透射比）Transmittance
定义透光度：
T It I0
T 取值为0.0 ~ 1.0 全部吸收 ~~~~ 全部透射
吸光度A (Absorbance）
定义吸光度 ：
A 取值为 0.0 ~∞
二者关系为：
A lg I 0 It
全部透射~~~全部吸收
A = lg(1/T) = -lgT

紫外——可见光谱法在卟啉类化合物结构分析中的应用

紫外——可见光谱法在卟啉类化合物结构分析中的应用

紫外-可见光谱法在卟啉类化合物结构表征中的应用摘要：简述了紫外-可见光谱分析的基本原理，及其在有机化化学中的应用；结合卟啉、金属卟啉的吸收特点，对紫外-可见光谱在其结构表征中的应用作了归纳性的总结。

关键词：紫外-可见光谱法；应用；卟啉；金属卟啉；结构表征1 紫外-可见吸收光谱分析基本原理紫外光谱（UV）是指波长在200~400nm；可见光谱则是波长在400~800nm的电磁波吸收光谱。

相应于上述波长的能量范围约在670~314kJ/mol和314~155kJ/mol。

因此，它们是属于π电子（成键的或孤对的电子）跃迁。

所以，不是所有的有机化合物，都能给出它们的吸收光谱，而主要是对具有共轭双键结构的化合物和芳香族化合物才能给出光谱。

如果用紫外和可见光照射含有共轭的不饱和化合物溶液，可以看到一部分光线被吸收了，吸收光线的多少，取决于入射光的波长和化合物的结构。

如果以波长为横坐标，以紫外、可见光线的吸收强度（有时也称消光系数或摩尔吸收度）为纵坐标作图，就得到紫外或可见光谱图。

同一种物质对不同波长的光吸收不同；不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、λmax不变，只是吸光度大小不同；而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax均不同。

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。

主要有四种跃迁形式，如图1。

所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊< π→π＊< n→σ＊< σ→σ＊。

吸收带是指吸收峰在光谱中的波带位置，根据电子及分子轨道理论，有机化合物紫外-可见光区的吸收带有四种类型：R吸收带——由化合物中的n→π＊跃迁产生的吸收带。

其强度小，ε<100；λmax位于较长波长处，>270nm；K吸收带——由共轭体系中π→π＊跃迁产生的吸收带。

其强度大，ε>104；λmax比R带的短，一般>200nm；B 吸收带——由苯环本身振动及闭合环状共轭双键π→π＊跃迁产生的吸收带。

第9章 紫外-可见吸收光谱法

第9章 紫外-可见吸收光谱法

三、各类有机化合物的紫外吸收光谱
饱和烃及其取代衍生物
不饱和烃及共轭烯烃
含杂原子的不饱和键
芳香族化合物
化学化工学院 杨 睿
1. 饱和烃及其取代衍生物
C—C键 & C—H键: →*跃迁
lmax < 200nm
H原子被O、N、卤素等原子或基团取代: n→*跃迁
lmax 200nm ＝100～300 L mol-1 cm-1
二氢－b－胡萝卜素 番茄红素
化学化工学院 杨 睿
化合物
K带 双键数 （ konjuierte lmax,共轭谱
8
415
210 000
185 000
11
470
共轭多烯的紫外吸收计算——Woodward规则
伍德沃德（ Woodward ）规则是计算共轭二烯、多
烯烃及共轭烯酮类化合物 π—π* 跃迁最大吸收波
R’
lmax 295.5
max 29000
-H -CH3 -CH3 -CH2CH3
化学化工学院 杨 睿
-CH3 -CH3 -CH2CH3 -CH2CH3
272 243.5 240 237.5
21000 12300 12000 11000
2. 取代基效应
共轭体系与给电子基或吸电子基相连，极化↑，lmax↑
K吸收带波长λ/nm
R1为烷基时的基本值 246
O R1 R2
R1为H时的基本值
R1为OH/OR时的基本值 R2为下列基团时 烷基 -OH -OR 邻位 3 7
250
230 间位 3 7 对位 10 25
-O-Cl -Br
11
0 2
20
0 2
78
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A＝a b ρ
a 的单位: L·g-1·cm-1
②当c的单位用mol·L-1时，比例常数用ε表示,称为摩尔吸光系数
A＝ εb c
ε的单位: L·mol-1·cm-1
ε=Ma
M—物质的摩尔质量
摩尔吸光系数的物理意义：
溶液浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时物质对光的 吸收程度
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常 数
频率‫( ע‬Hz)、波长λ(nm)和波数σ（cm-1） 等参数描述。它们之间的关系为： =1/T=c/λ‫ע‬ /c‫ע‬σ=1/λ=
波谱区名称
射线
X射线
远紫外 光
近紫外 光
光
可见光
学
光
谱 区
近红外 光
中红外 光
远红外 光
微波
射频(无线电波)
波长范围
0.005 nm~0.14nm
0.001 nm ~10nm 10 nm ~200nm
电子自旋、分子转 动能级
电子和核自旋
分析方法 放射化学分析法
X射线光谱法 真空紫外光度法 紫外分光光度法
比色法、可见分光光 度法
近红外光光谱法
中红外光光谱法
远红外光光谱法
微波光谱法 核磁共振光谱法
2.光的粒子性 光具有粒子性，光是由光子组成的，光子具
有能量，其能量与频率或波长的关系为：
E=h ‫=ע‬h·c /λ J·s34-h=6.626x10 例1-1 P2
定义吸光度 ：
A 取值为 0.0 ~∞
二者关系为：
A lg I 0 It
全部透射~~~全部吸收
A = lg(1/T) = -lgT
2.朗伯-比尔定律
朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含有 吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸 光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即 A= κbc 式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射 光波长及温度等因素有关。K可用a（吸光
白光 紫
青蓝 蓝
一种物质现何种颜色，与入射光组成和物质本身的结构 有关,而溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的吸光质点(离子或 分子)选择性地吸收某种颜色的光而引起的。
常见的有下列三种情况：
①当白光通过某一均匀溶液时，如果各种波长光几乎全部被吸 收，则溶液呈黑色。
②如果入射光全部透过（不吸收），则溶液无色透明。
光子作用于物质分子时，如果光子的能量 与物质分子的电子能级间的能级差满足
△E=h ‫ע‬ 光子将能量传递给物质分子，分子获得能量 可发生电子能级的跃迁。在光吸收过程中 基于分子中电子能级的跃迁而产生的光谱， 可见吸收光谱（或电子光谱）。-称为紫外
吸收曲线：测定某种物质对不同波长单色光的吸 收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。
200 nm ~400nm
400 nm ~750nm 0.75μm ~2.5μm
2.5μm ~50μm
15μm ~1000μm
0.1 cm ~100cm
1m ~1000m
跃迁能级类型
原子核能级
内层电子能级 内层电子能级 价电子或成键电子
能级 价电子或成键电子
能级 分子振动能级
分子振动能级
分子转动能级
例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡： 2 CrO42- ＋2H＋ = Cr2O72- ＋H2O
溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相同。 故此时溶液pH 对测定有重要影响。
故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液
例：显色剂KSCN与Fe3+形成红色配合物Fe(SCN)3，存在下列平 衡：
⑴ 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，只能被真空紫外 分光光度计检测到)。如甲烷的λmax 为125nm,乙烷λmax为135nm。
⑵ n→σ＊跃迁
所需能量较大。吸收波长为150～ 250nm，大部分在远紫外区，近紫外区 仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生 物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现 n→σ*跃迁。如一氯甲烷、甲醇、三甲基 胺n→σ*跃迁的λmax分别为173nm、 183nm和227nm。
于分子中外层电子的性质。有机化合 物分子中通常有三类电子，
σ电子、π电子、n电子
即形成单键的σ电子、形成不饱 和键的π电子以及未参与成键的n 电子（孤对电子）。处于基态的 分子在吸收一定波长的光后，分 子中的成键电子和非键电子可被 激发跃迁至σ* 和π* 反键轨道
有机化合物的紫外—可见吸收光谱，是其分子 中外层价电子跃迁的结果：
四、光吸收定律
当一束平行单色光，通过一均匀的溶液后，光的强度会减弱 。
入 射 光I0
透 射 光It
I0 = Ia + It
入射光强度
吸收光强度 透过光强度
透光度T （透射比）Transmittance
定义透光度：
T It I0
T 取值为0.0 ~ 1.0 全部吸收 ~~~~ 全部透射
吸光度A (Absorbance）
也适用红外光；在同一波长下，各组分吸 光度具有加和性
A=A1+A2++An （1）入射光必须为单色光 （2）被测样品必须是均匀介质 （3）在吸收过程中吸收物质之间不能发生相
互作用。
4.偏离朗伯一比尔定律的原因
定量分析时，通常液层 厚度是相同的，按照比尔 定律，浓度与吸光度之间 的关系应该是一条通过直 角坐标原点的直线。但在 实际工作中，往往会偏离 线性而发生弯曲。
系数）或ε（摩尔吸光系数）表示。 c为 吸光物质浓度，b为透光液层厚度。
朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理 论基础。
2.朗伯-比尔定律
朗伯和比尔分别研究了吸光度与液层厚度和吸光度与浓度之 间的定量关系，合称朗伯-比尔定律，其数学表达式为：
A=lg(I0/It)=κbc
吸光质点浓度
吸光度
吸收层厚度
（2）不随浓度c和液层厚度b的改变而改变。
在温度和波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本 身的性质有关，与待测物浓度无关；
（3）同一吸光物质在不同波长下的ε值是不同的。 在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以 εmax表示
εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。
3.朗伯-比尔定律的应用条件 朗伯-比尔定律不仅适用于紫外光、可见光，
分子轨道理论：一个成键轨 道必定有一个相应的反键轨 道。通常外层电子均处于分 子轨道的基态，即成键轨道 或非键轨道上。
其跃迁类型有σ→σ*、n→σ*、π→π* 和n →π*四种，其相对能量 大小次序为：
σ→σ*> n→σ*> π→π*> n →π* 有机物最有用的吸收光谱是基于 n →π*和π→π*跃迁而产生的。
二、光与物质的作用
1.光的吸收 物质粒子如原子、分子、离子等总是处于特
定的不连续的能量状态，各状态对应的能 量称为能级，用E表示。基态E0 ，激发态Ej
EL=h ‫△=ע‬E(能级差) P3】 2-1例【
2.物质颜色的产生
物质的颜色是由于物质对不同波长的光具 有选择性吸收而产生的。
绿 黄
青
橙 红
四种不同浓度KMnO4溶液的吸收曲线
Absorbance
Cr2O72-、MnO4-的吸收曲线
350
1.0
Cr2O72-
0.8
0.6
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400
500
600
700
/nm
吸收曲线的讨论：
（1）同一种吸光物质对不同波长的光吸收程度不 同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长
最大吸收波长，max
定量分析的基础：某一波长 下测得的吸光度与物质浓度 关系的有关
KMnO4 的吸收曲线
2、吸收光谱或吸收曲线
任何一种溶液对不同波长光的吸收程度是不一样的。 若以不同波长的光照
射某一溶液，并测量每 一波长下溶液对光的吸 收程度（即吸光度A）， 以吸光度为纵坐标，相 应波长为横坐标，所得 A-λ曲线，称为吸收曲线。 它更清楚地描述了物质 对光的吸收情况。
⑶ 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，摩尔吸光系数 εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上， 属于强吸收。不饱和烃、共轭烯烃和芳香 烃类均可发生该类跃迁。如乙烯π→π*跃 迁的λmax为162nm，εmax为: 1×104L·mol-1·cm－1。
⑷ n→π＊跃迁
λmax 。
吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依 据。 （2）同一种物质浓度不同，其吸收曲线形状相似
λmax不变。 在λmax处，吸光度A正比于浓度C。测定最灵敏。
（3）不同物质吸收曲线的特性不同。吸收曲线的特 性包括曲线的形状、峰的数目、峰的位置和峰的 强度等。它们与物质特性有关，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。
第一章 紫外—可见分光光度法
紫外—可见分光光度法是利用物质对紫 外 —可见光的吸收特征和吸收强度，对物质 进行定性和定量分析的一种仪器分析方法。
特点：灵敏度和准确度较高，仪器设备简 单，操作方便，应用广泛等。
第一节 基本原理
一、光的基本特性 1.光的波动性 光是一种电磁波，电磁波可以用周期T(s)、
③如果对某种色光产生选择性吸收，则溶液呈现透射光的颜 色，即溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。如硫酸铜 溶液选择性地吸收了白色光中的黄色光，所以呈现蓝色。
溶液的颜色与光吸收的关系
完全吸收
光谱示意 复合光 表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
物质呈现颜色与吸收光波长的关系见下表。
三、光谱吸收曲线