文档介绍：一、基本概念
1、频率υ:Hz 周/秒
3、波数:cm-1
υ
4、周期τ:秒/周
=1/ λ, υ=c/λ=1/τ,E=h ·υ=h·c/ λ=h·c ·
υ
υ
2、波长λ:nm、um、cm 长度/周
h-普郎克常数(×10-)
4、吸收光谱
分子吸收幅射,就获得能量,分子获得能量后,可以增加原子的转动或振动,或激发电子到较高的能级。但它们是量子化的,因此只有光子的能量恰等于两个能级之间的能量差时(即ΔE)才能被吸收。所以对于某一分子来说,只能吸收某一特定频率的辐射,从而引起分子转动或振动能级的变化,或使电子激发到较高的能级,产生特征的分子光谱。
E=E激发态-E基态=hv=h·c/ λ=h·c
υ
分子能量 E=Ee + Eυ+ Er
分子内部运动分为价电子运动、原子在其平衡位置附近的振动及分子转动
分子具有电子能级、振动能级和转动能级
分子吸收光谱可分为三类:
1、转动光谱
分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的跃迁,转动能级之间的能量差很小,位于远红外及微波区内,在有机化学中用处不大。
E= Ee + Eυ+ EJ
3、电子光谱分子所吸收的光能使电子激发到较高能级(电子能级的跃迁)吸收波长在100—400nm,为紫外光谱。
2、振动光谱
分子所吸收的光能引起震动能级的跃迁,~16μm内(中红外区内),因此称为红外光谱。
电子光谱中价电子的跃迁有振动与转动能级跃迁。但由于其振动与转动能级小,在低分辨仪器中测定时不能分辨。
高分辨仪器中测定谱c
伴随有振动能级跃迁
高分辨仪器中测定谱a
伴随有振动能级与转动能级跃迁
第一节紫外光谱
一、紫外光谱及其产生
物质分子吸收一定波长的紫外光时,电子发生跃迁所产生的吸收光谱称为紫外光谱。
一般的紫外光谱仪是用来研究近紫外区吸收的。
二、朗勃特—比尔定律和紫外光谱图 -Beer定律
当我们把一束单色光(I0)照射溶液时,一部分光(I)通过溶液,而另一部分光被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质的浓度和液层的厚度成正比,这就是朗勃特—比尔定律。用数学式表式为:
A
=
ε
LC
=
l
g
I
I
0
若化合物的相对分子量已知,则用摩尔消光系数
ε=E×M来表示吸收强度,上式可写成。
A
=
l
o
g
I
I
o
A
=
ε
c
L
=
l
o
g
I
I
o
吸光度(吸收度)
应用紫外光谱仪,使紫外光依次照射一定浓度的样
品溶液,分别测得消光系数E或ε。
以摩尔消光系数ε或Iogε为纵坐标。以波长(单
位nm)为横坐标作图得紫外光谱吸收曲线,即紫外
光谱图。如下图:
在一般文献中,有机物的紫外吸收光谱的数据,多报导最大吸收峰的波长位置λmax 及摩尔消光系数ε。
如:丙酮在环己烷溶液中的UV光谱数据为 280nm(13)
对甲基苯乙酮的UV光谱数据为 252nm(12300)
εmax>10000(lgε>4)很强吸收
εmax=5000~10000 强吸收
εmax=200~5000 强吸收
εmax= < 200 弱吸收
吸收强弱可通过ε值大小表示
3、常用术语
生色基:能产生紫外吸收的基团。一般为不饱和基团。C=C C=O Ar-
助色基:本身无紫外吸收,但与助色基相边时,使其吸收波长增长强度增大的基团。为富电子基。-OH、-NH2、-X等。
生色基与助色基
此外吸收强度可用百分吸光系数或比吸光系数表示。
A
1%
1cm
或E1cm
1%
A=lg1/T=ECl