紫外和可见光吸收光谱.doc

紫外和可见光吸收光谱1. 紫外光谱及其产生 紫外光的波长范围 紫外光的波长范围为4-400nm。200-400为近紫外区，4-200nm为远紫外区。 由于波长很短的紫外光会被空气中氧和二氧化碳吸收，研究远紫外区的吸收光谱很困难，一般的紫外光谱仅仅是用来研究近紫外区的吸收。紫外光谱 当把一束光通过有机化合物时，某一波长的光可能吸收很强，而对其他波长的光可能吸收很弱，或者根本不吸收。当化合物吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁，所产生的吸收光谱叫做紫外吸收光谱，简称紫外光谱。电子跃迁的种类 在有机化合物分子中，由于化合物的价电子有三种类型，即 键电子、 键电子和未成键的 n 电子，在电子吸收光谱中，电子跃迁主要是经下三种。 -*跃迁 电子是结合得最牢固的价电子，在基态下，电子在成键轨道中，能级最低，而*态是最高能级。-*跃迁需要相当高的辐射能量。在一般情况下，仅在200nm以下约150nm才能观察到，即在一般紫外光谱仪工作范围之外，只能用真空紫外光谱仪才可观察出来（在无氧和二氧化碳的情况下）。所以测紫外光谱时，常常用烷烃作溶剂。 n电子的跃迁 n 电子是指象N，S，O，X 等原子上未共用的电子。它的跃迁有两种方式。 第一种方式：n-* 跃迁 未共用电子激发跃入* 轨道，产生吸收带，称为R带（基团型的，Radikalartig德文），由n-*引起的，在200 nm以上。 如：醛酮分子中羰基在275-295nm处有吸收带，为C=O中n-*跃迁吸收带。 第二种方式是n*跃迁，这种跃迁所需的能量大于n-*，故醇醚均在远紫外区才出现吸收带。 200nm。如甲醇max183nm。*跃迁 乙烯分子中电子吸收光能量，跃迁到*轨道。吸收带在远紫外区。 当双键上氢逐个被烯基取代后，由于共轭作用，*能级减小。吸收带向长波递增。由共轭双键产生的吸收带称为K带，其特征是摩尔消光系数大于104。在近紫外区吸收，CH2=CH2 max162nm,CH2=CH-CH=CH2 max217nm。2.Lambert-Beer定律和紫外光谱图 Lambert-Beer（朗勃特-比尔）定律 当我们把一束单色光（Io）照射溶液时，一部分光（I）通过溶液，而另一部分先被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质的浓度（c）和液层的厚度成正比的。这就是Lambert-Beer定律。透射光强度（I）和入射光强度（I0）之比，即I/I0为透射比。LogI/I0为透光率，A=- LogI/I0为吸光度（吸收度）；c：溶液的摩尔浓度（mol/L）L:液层的厚度，单位cm;：摩尔消光系数。从理论上说，的大小表示这个分子在吸收峰的波长可以发生能量转移（电子从能位低的分子轨道跃迁到能位高的分子轨道）的可能性。 值大于104是完全允许的跃迁，而小于103跃迁几率较低，若跃进迁是禁阻的，值小于几十。当c为百分浓度时，为百分消光系数，以表示。 紫外光谱图 以吸光度或消光系数（或log）为纵坐标，以波长（单位nm）为横坐标作图得到的紫外光吸收曲线，即紫外光谱图（纵坐标常常用或log）。 （1）处有一个最大吸收峰，位于波长280nm，用max280nm表示。最大吸收峰为化合物的特征数值。 在一般文献中，紫外吸收光谱的数据，多报导它的最大吸收峰的波长位置和摩尔消光系数。如： 表示样品在甲醇溶液中，在252nm处有最大吸收峰，这个吸收峰的摩尔消光系数为12300。当消光系数很大时，一般用logE或log表示。 紫外光谱图中常见的几种吸收带及常用光谱术语。 R 吸收带（来自德文 Radikalartig(基团）：为n*跃迁引起的吸收带如C=O,-NO2 ,-CHO.其特点max100(log10000。共轭双键增加，max向长波方向移动，max随之增加。 B 吸收带(来自Benzenoid一词（苯系）：为苯的*跃迁引起的特征吸收带，其波长在230-270nm之间，中心在254nm， 约为204左右， E 吸收带（Ethylenic(乙烯型）)：也属于*跃迁。可分为E1 和 E2带，二者可以分别看成是苯环中的乙烯及共轭乙烯键所引起的。苯的E1