有机化合物结构对其紫外吸收光谱的影响 (1)

紫外光谱分析法考纲：紫外光谱分析法的方法原理以及与红外光谱的区别，K带、R带、B带、E带、生色团和助色团等专属名词的意义，各能级跃迁的区别与联系，谱图解析。

一、基本概念紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。

电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁；带状光谱。

二、名词解释生色团：最有用的紫外-可见光谱是由n-π*跃迁和π-π*跃迁产生的，这两种跃迁均要求分子中含有不饱和基团，这类含有键的不饱和基团(能产生颜色的基团)称为生色团，如C=C、C=O、NO2等。

助色团：有一些含有n 电子的基团( 如–OH、–OR、–NH2、–NHR、–X等)，其本身没有生色功能(不能吸收> 200 nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生共轭作用，增强生色团的生色能力，吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加。

K吸收带：由共轭体系的π→π* 跃迁产生的强吸收带，其εmax一般大于104，出现的区域为210~250nm。

随着共轭体系的增长，K吸收带发生红移。

R吸收带：由化合物的n→π* 跃迁产生的吸收带。

R 吸收带吸收波长较长(270~290nm)，吸收较弱，一般εmax＜100（非键轨道与π* 轨道正交，属于禁阻跃迁），测定这种吸收带需浓溶液。

（n电子：O、N、S等杂原子）B吸收带：B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带，是苯环振动与π→π*跃迁重叠引起的。

强度很弱，εmax约为200。

出现的区域为230~270nm。

E吸收带：芳香化合物起因于π→π*跃迁的较强的或较弱的吸收谱。

E 带又分为E1、E2带。

E1带吸收峰约在180nm（εmax＞104 ，47000），E2带吸收峰约在200nm（εmax 约为103，7000），都属于强吸收。

红移：由于取代作用或溶剂效应导致紫外吸收峰向长波方向移动的现象。

蓝移：紫外吸收峰向短波方向移动。

增色作用：使紫外吸收强度增加的作用。

减色作用：使紫外吸收强度降低的作用。

三、电子跃迁类型1. σ→σ*跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）；E很高，λ<150 nm（远紫外区）。

紫外光谱在有机化合物结构分析中的应⽤紫外光谱在化合物结构分析中的应⽤【摘要】紫外-可见光谱(ultraviolet⼀Visiblespeetroseopy,UV-Vis),也简称为紫外光谱(UV),属于吸收光谱的⼀种。

由于紫外光谱本⾝有许多特点:测量灵敏和准确度⾼,应⽤范围⼴,对很多⾦属元素和⾮⾦属元素及其化合物都能进⾏测定,也能定性或定量的测定⼤部分有机化合物;此外,仪器的价格⽐较便宜,操作简便、快速,易于普及推⼴,⾄今仍是有机化合物结构鉴定的重要⼯具。

因此，本⽂⾸先介绍紫外光谱⽤于定性分析的依据和⼀般规律，然后归纳了影响紫外-可见光谱的⼀些因素，最后举例说明紫外光谱在化合物结构分析中的应⽤。

【关键词】紫外-可见光谱定性分析影响因素结构分析光谱数据前⾔紫外吸收光谱是分⼦中最外层价电⼦在不同能级轨道上跃迁⽽产⽣的，它反映了分⼦中价电⼦跃迁时的能量变化与化合物所含发⾊基团之间的关系。

UV谱图的特征⾸先取决于分⼦中含有的双键数⽬、共轭情况和⼏何排列，其次取决于分⼦中的双键与未成键电⼦的共轭情况和其周围存在的饱和取代基的种类和数⽬，它主要提供了分⼦内共轭体系的结构信息[1]。

通常UV谱图组成⽐较简单，特征性不是很强，但⽤它来鉴定共轭发⾊基团却有独到之处。

UV吸收谱带的位置和摩尔消光系数的数值，⼀般⽆法判断官能团的存在，但它能提供化合物的结构⾻架及构型、构象情况，因此⾄今仍为⼀项重要的测试分⼦结构的有⽤⼿段。

紫外-可见吸收光谱是化学分析中常⽤的⼀种快速、简便的分析⽅法,⼴泛⽤于有机[2-3]、⽆机[4]、⽣化[5]、涂料[6]、药物[7]等领域和国民经济部门[8]。

紫外光谱⽤于定性分析的依据和⼀般规律利⽤紫外光谱定性分析应同时考虑吸收谱带的个数、位置、强度以及形状。

从吸收谱带位置可以估计被测物结构中共轭体系的⼤⼩；结合吸收强度可以判断吸收带的类型，以便推测⽣⾊团的种类。

注意所谓吸收带的形状主要是指其可反映精细结构，因为精细结构是芳⾹族化合物的谱带特征。

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）。

七、思考题： 1.试样溶液浓度过大或过小，对测量有何影响？应如何调整？ 2. εmax 值的大小与哪些因素有关？ 紫外可见分光光度仪（北京普析通用仪器 UVWIN5）使用说明： 1、先开外设计算机，将干燥剂从样品室取出，盖好样品室盖，开启光度计电源， 10 秒钟后，开启计算机电源。 2、从计算机桌面上启动光度计应用程序 UVWIN5 图标，仪器自检（自检时不要
实验二 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 3
枣庄学院化学化工与材料科学学院仪器分析实验教案
黄薇
1．根据苯的吸收光谱分析确定苯的吸收谱线（列出的苯的吸收光谱图） 最大吸收波长：苯在紫外区有三个吸收带 π→π* 180-184nm π→π* π→π* 200-204nm 230-270nm ε=47000-60000 （远紫外意义不大） ε=8000 ε=204 （在远紫外末端也不常用） （弱吸收带，苯环的精细结构或苯带，常用
实验二 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 4
枣庄学院化学化工与材料科学学院仪器分析实验教案
黄薇
开启样品室盖） 。 3、参数设置：激活光谱扫描窗口，选择主菜单光谱扫描功能，选择【测量】菜 单下的【参数设置】子菜单，可打开设置窗口，选择需要测量的参数。选择测定 波长范围：300-250nm 4、基线校正：紫外光度计的一项校正功能，在吸光度或透光率扫描测光方式下， 空白溶液或溶剂执行校正。在光谱扫描之前，进行基线校正，再更改完扫描参数 后，也必须进行基线校正。 5、附件设置：选择主菜单光谱扫描功能选择【测量】菜单下的【附件】子菜单， 可打开附件设置窗口，点击“位置”，将相应的样品池选择为红色标记●，从而设 置当前样品池的位置。如果设置选择为空白样品（●在空白位置） ，则在进行基线 校正时，系统会自动切换到此样品池进行校正。 6、 光谱扫描： 将样品倒入比色皿中， 同上操作， 设置选择为样品 （●在样品位置） ， 选择主菜单光谱扫描功能选择【测量】菜单下的【开始】子菜单，即可开始光谱 扫描。 7、图形处理：选择【图形】菜单下的相应子菜单，即可进行相应图形处理。例 如峰值检出：选择【图形】菜单下的【峰值检出】子菜单即可；选择【图形】菜 单下的【读屏幕】子菜单即可读出图形中相应的数据。 8、文件保存：想保存扫描文件，选择【文件】菜单下的【保存】子菜单，在弹 出的保存窗口中输入要保存的文件名，然后点击【确定】按钮即可。 9、导出数据：主要指测量数据，选择【文件】菜单下的【导出数据】子菜单， 通过【导出类型】对导出的文件类型进行选择，在【导出文件】编辑框中输入要 导出的文件名，或点击其右侧的“…”的按钮对文件进行选择。设置完成后，点击 【导出】按钮系统会按照设置的内容将说有的数据导出到指定的文件中。 10、测量结束后，样品室中取出比色皿，洗净放好，退出光度计应用程序，依 次关闭计算机和光度计电源， 样品室中放入干燥剂， 盖好防尘罩， 填写使用记录， 关好水、电、门。