第六章紫外可见吸收光谱分析法

计算举例：
6.4.2 α，β－不饱和醛、酮
K带红移：165250nm R 带红移: 290310nm
吸收带:
R 吸收带: 化合物中n→π＊跃迁产生的吸收带,一般λmax在270nm以上,跃迁
几率小,强度弱（ε<100）.
K 吸收带: 由共轭体系中π→π＊ 跃迁产生的吸收带,其波长比R带短,一般 跃迁几率大,吸收峰强度大(ε>104).K带是共轭分子的特征，随共轭体系增 长,K带向长波方向移动(红移).
max（nm） 167 184 173 258 215
max 1480 150 200 365 600
6.3.2 烯、炔及其衍生物
非共轭 *跃迁， λmax位于190nm以下的远紫外区。
例如：乙烯 165nm（ε 15000），乙炔 173nm C＝C与杂原子O、N、S、Cl相连，由于杂原子的助色 效应， λmax红移。
有两种较持殊的跃迁方式，即众d-d 跃迁和电荷转移跃
迁.
(5) d-d 跃迁
在过渡金属络合物溶液中容易产生这种跃迁, 其吸收 波长一般在可见光区域, 有机物和高分子的过渡金属络 合物都会发生这种跃迁。
(6) 电荷转移跃迁
电荷转移可以是离子间, 离 子与分子间, 以及分子内的转 移, 条件是同时具备电子给体 (donor) 和 电 子 受 体 (acceptor).电荷转移吸收谱 带的强度大, 吸收系数一般大 于10,000. 这种跃迁在聚合 物的研究中相当重要。
除上述4种电子跃迁方式外在紫外和可见光区还有两种较持殊的跃迁方式即众dd跃迁和电荷转移跃dd跃迁在过渡金属络合物溶液中容易产生这种跃迁其吸收波长一般在可见光区域有机物和高分子的过渡金属络合物都会发生这种跃迁

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4、强带、弱带： ε>104的吸收带为强带，ε<1000的吸收带为弱带
5、肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微 增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
吸 光 系 数
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波长
六、紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。 横坐标表示吸收光的波长，用nm为 单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以 用A(吸光度)、T(透射比或透光率或 透过率) T = I / I0。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。 曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰 的位置，纵坐标为它的吸收强度。
n → π*
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4、立体效应
空间位阻：影响共平面性，从而影响共轭效应。
OO
HC C CH3 λmax=466
O CO
C
λmax=300
邻位效应：苯环邻位取代影响共轭。
跨环效应：两个基团虽不共轭，但由于空间的排列，他们 的电子云仍能相互影响，使最大吸收波长和吸光系数改变
λmax=292 ε= 292
3、双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同一吸收 池而后到达检测器，产生交流信号。无需参比池。△=1～
2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。
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6.3 各类化合物的紫外吸收光谱
一、饱和化合物 1、饱和烷烃：σs*，能级差很大，紫外吸收的波 长很短，属远紫外范围。
K带：共轭非封闭体系的π →π* 跃迁产生的吸收带。（210~250nm）
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CH2=CH-CH=CH2
芳香族化合物中的π→π*跃迁
E1带180184nm； >10000 E2带200204 nm ≈1000

图 分子轨道的能级和电子跃迁类型
s*
*
E
n

s
跃迁能量大小：
σ→σ* > n →σ* > π→π* > n→π*
仅在远紫外区可能观察到它们的吸收峰。
杂原子非键轨道中的电子向σ*轨道的跃迁，一般在 200 nm左右。
电子由成键轨道向*轨道的跃迁。如具有一个孤 立键的乙烯，跃迁的吸收光谱约在165 nm。分子中 如有两个或多个键处于共轭的关系，则这种谱带将 随共轭体系的增大而向长波方向移动。
max
254nm
270nm
红移和蓝移 增色效应与减色效应
最大吸收波长(λmax)；在峰旁边一个小 的曲折称为肩峰；在吸收曲线的波长最 短一端，吸收相当大但不成峰形的部分 称为末端吸收。整个吸收光谱的形状是
鉴定化合物的标志。
吸收带分类
根据电子和轨道的种类，可以把吸收谱带分为四 类： K 吸收带、R 吸收带、B 吸收带和 E 吸收带。
图 (a) Frank-Condon原理示意图
(b) 紫外光谱的精细结构
6.1.2 电子跃迁选择定则(Selection rule)
跃迁必须遵守选择定则
理论上，允许的跃迁，跃迁几率大，吸收强度高( max大)；禁阻的跃迁，
跃迁几率小，吸收强度低或者观察不到。 实际上禁阻的跃迁也可以观察到，只是其强度要比允许跃迁要小得多。
紫外-可见光谱分析
6.1.1紫外-可见光谱的基本原理
紫外-可见吸收光谱（UV-VIS） 分子吸收10～800nm光谱区的电磁波而产生的吸收光谱。该数 量级能量的吸收，可导致分子的价电子由基态(S0)跃迁至高能 级的激发态(S1, S2, S3, …) 紫外-可见光区分为三个区域：

生色团：
最有用的紫外–可见光谱是由π→π* 和 n→π* 跃迁产生的。这两种跃迁均要求有 机物分子中含有不饱和基团。这类含有π键 的不饱和基团称为生色团。简单的生色团 由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、 亚硝基、偶氮基－N＝N－、乙炔基、腈基 －C≡N等。
助色团：
有一些含有n电子的基团(如-OH、-OR、NH2、-NHR、-X等)，它们本身没有生色功 能（不能吸收λ>200 nm的光），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（吸收波长向长波 方向移动，且吸收强度增加），这样的基 团称为助色团。
电荷转移跃迁在跃迁选律上属于允许跃迁，其摩 尔吸收系数一般都较大（约104），适宜于微量金 属的检出和测定。
电荷转移跃迁在紫外区或可见光呈现荷移光谱， 荷移光谱的最大吸收波长及吸收强度与电荷转移 的难易程度有关。
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：
分为：光谱分析法和非光谱分析法。
光谱分析法是指在光（或其他能量）的作用下， 通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的 波长和强度来进行分析的方法。 吸收光谱分析 发射光谱分析 分子光谱分析 原子光谱分析
在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法称为吸收光度法，主要有：
红外吸收光谱（IR）：分子振动光谱，吸收光波长 范围2.5～1000 μm ，主要用于有机化合物结构鉴定。
紫外区：氢、氘灯。发射185～400 nm的连续光谱。
基本组成（续）
2、单色器
将光源发射的复合光分解成 单色光并可从中选出任一波 长单色光的光学系统。
色散元件是其核心部分，多采用棱镜或光栅。