文档介绍：周显宏
东莞理工学院化学生物工程系
电磁波谱的基本概念
光是一种电磁波,也可以叫做电磁辐射。
它具有波粒二象性,就其波动性而言,
ν= C/λ(ν为频率)
就其粒子性而言,E= hν(其运动速度为C)
∴ E= h C/λ,波长愈短,相应的能量愈大
在分子光谱中,根据波长或频率或波数,可以把电磁波分为几个区域。

紫外可见光谱红外光谱核磁共振
波长(nm) 10 200 400 800 2500 25000 *108 *109
(um) 25
波数(cm-1) 4000 400
频率(MHz) 600 60
远紫外
紫外
可见
近红外
红外
远红外
微波
无线电波
不同分子对不同波长的光的吸收是有选择性的,是量子化的。
当ΔE = E1 - E0时,辐射能才能被吸收。
∴分子对光的吸收是与分子的结构密切相关的,把这些特定的辐射能就记录下来——分子的吸收光谱。
当电磁波照射化合物分子时,分子可以吸收一部分辐射能,激发分子中的电子(主要是价电子)跃迁到较高的能级—紫外可见光谱。
分子吸收了红外光,增加分子的振动和转动的能量—红外光谱。
分子吸收了无线电波,引起分子中某些原子核的自旋跃迁—核磁共振谱。
一定的有机物有其特定的吸收光谱。
分子光谱
转动光谱:在远红外与微波区,用途不大(转动能级的跃迁)。
振动光谱:中红外区,能差大于转动(振动能级的跃迁)。
电子光谱:可见光与紫外光区,谱线不止一条,一般将吸收强度最大的波长作为特征峰标出(电子能级的变化)。
∴吸收光谱可以用来作为鉴定有机物结构的重要依据。
§ 紫外光谱(UV)(Ultraviolet Spectra)
一、紫外光谱的产生:
一束光通过有机物时,一定波长的光可能吸收很强,而其它波长的光不吸收或很弱,这样就可以被记录下来-----UV。
紫外光:10—400 nm,可见光:400—780 nm,
远紫外:10—200 nm(O3层空洞)
近紫外:200—400 nm 常用。
跃迁能量高,波长短
跃迁能量低,波长长
* 一般有颜色的化合物,吸收可见光,呈现其光互补色。
外层价电子跃迁--紫外光区域。
真空紫外:普遍仪器观察不到,要在真空条件下。
E=609— 300KJ/mol,接近于化学键的能量。
普通紫外:氘灯,200—800 nm,普通紫外光谱仪。
可见光区:钨丝灯,E=300—151KJ/mol
二、紫外光谱的表示方法
λmax=252nm, c=*10-4mol/L(CH3OH),
ε= 12300, l=
根据Lambert——Beer定律:
A = log I0/I = εc l
I0—入射光强度,I—透射光强度,ε—摩尔吸光系数(L/)
C—浓度(mol/L),L—样品管长(cm)
ε的大小表示了分子在吸收峰的波长可以发生能量转移的可能性。
ε的范围(10—105 ,logε= 1-5)。
一般ε为104以上,属于允许的跃迁;ε小于103,转移的可能性小。
三、紫外光谱与有机物的分子结构
1. σ-σ*跃迁,200 nm以下
σ*
σ
* 紫外光中只有单线态