紫外光谱分析方法

第四章紫外光谱和紫外-可见分光光度法4-1紫外-可见吸收光谱的产生原因：分子中价电子跃迁引起的光谱吸收二。电子跃迁的类型与有机化合物相关的价电子是、和N电子，主要跃迁是：1.n-v跃迁：从基态到反键轨道的跃迁：- *，- *2.N-Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n-*，n-*3.N-R跃迁：电子被激发到更高的能级或电离吸收光谱：此外，与分光光度法相关的转换包括：4.电荷转移跃迁，普通过渡金属与有机配体(显色剂)之间的电子转移跃迁，大多在可见光区，具有高吸收强度，常用于定量分析。5.配位场跃迁，d-d或f-f轨道在配位场作用下简并，轨道分裂，导致d-d，V周期)，f-f(La系统，Ar系统)跃迁。吸收能量较小，吸收强度较小，主要在可见光区。第三，辐射吸收的基本定律兰伯特-比尔定律当平行光束穿过均匀的液体介质时，部分光被吸收，部分光穿过溶液，部分光被容器表面散射。即i0=它(吸收光)ia(透射光)IR如果散射光Ir0那么它就是1.透光率t=ia/i0t和吸收率2.吸光度a=lg1/t=lgi 0/IAA吸光度3.兰伯特-比尔定律当入射光的波长恒定(单色光)时，溶液的吸光度A仅与溶液中有色物质的浓度和比色皿的厚度有关，并且与此成正比，即液晶=klc:k-比例常数吸收系数l-试管厚度c-溶液浓度当c是摩尔浓度时，k=称为摩尔吸收率。4.吸光度的可加性。如果溶液中有m种组分，它们在某一波长的吸收系数为1， 2.2m，它们的浓度是C1，C2.厘米然后对于同一物质，不同波长的(或k)不同。四.无机化合物的紫外-可见光谱4-2种有机化合物的紫外-可见光谱一、吸收光谱(谱图)的表示方法用 或t% 作为谱图的权重。二。常用操作谱1.生色基团：含有键的不饱和基团(c=c，c=o，n=n，-n=o等)。)能产生- *跃迁，使有机化合物分子在紫外-可见区产生吸收基团。(1)共轭发色团A，不同的基团结构：独立吸收相同，只有一个吸收峰，但强度随着发色团数目的增加而叠加。(2)共轭：只有一个吸收峰的强度(长波标称位置的红移)显著增加。2.助色基团：含有非成键电子(N个电子)的基团(如-OH，- NH2，-SH，-X等)。)，其本身在紫外-可见区没有吸收，但是可以与发色团中的电子产生n-*共轭，导致发色团吸收峰(长波方向的红移)。3.红移和蓝移分子吸收峰向长波方向移动的效应称为红移。将分子的吸收峰向短波方向移动的效应称为蓝移。三。有机化合物的紫外-可见光谱1.饱和有机化合物(1)当没有杂质原子时，只有- *，150纳米(2)除-*外，当含有杂质原子时，n-*吸收可能为150nm，而ch3nh2 max=215CH3I max=258一般来说，饱和有机化合物具有远紫外线吸收，但在一般意义上，它们在紫外线区没有吸收。因此，它们可以用作溶剂(烷烃、醇、醚等)。)用于紫外光谱。2.不饱和脂肪族烃(1)单烯：- *为170-200 nm，一般不属于紫外区(2)共轭烯烃：共轭导致- *的E ,吸收峰红移，强度增加。这个吸收带称为K吸收带(共轭带)。例如：CH2=CH2 m=165nm =15000CH2=CH-CH=CH2 m=217 =21000CH2=CH-CH=CH-CH=CH2m=257=350003.醛和酮化合物有、和n个电子，它们可以产生n-*、- *、n-*，其中n-*跃迁称为270-300 nm处的r吸收带(群带)，例如丙酮280nm，但=10-2。对于，不饱和醛和酮-碳=氧和碳=碳共轭，因此185 nm处的E1吸收带=104 (60000)E2吸收带为204纳米=103 (7900)在254-260纳米(230-270纳米)的b吸收带(苯带)=200是由- *上的振动跃迁叠加引起的。(2)单取代：取代是发色团E2的红移和发色团B的红移例如：生色基团E2的取代与K吸收带合并，导致红移。(3)不重叠：最大值增大，红移，而相邻位置之间的影响很小。(4)稠环化合物：共轭苯环数目增加，红移，4-3影响紫外-可见光谱的因素I .溶剂效应对于- * ( *极性大于，与极性溶剂相互作用时 *减少更多，减少更少而引起的吸收峰，溶剂极性变大，出现红移。对于由n- *(n极性大于*，n多，*减少少，和8756e跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，蓝移。因此，- *和n-*可以通过溶剂极性的不同来区分。此外，溶剂对吸收强度和精细结构也有影响。因此，溶剂必须在紫外光谱图中标明。二。空间效果空间障碍降低了共轭程度，蓝移吸收峰。示例：芪反式： max=295，顺式： max=280 nm三。超共轭效应当烷基被取代时，碳氢的饱和键与苯环的分子轨道重叠，导致E和红移。四.公共卫生改变介质的酸碱度对不饱和酸、烯醇、苯酚、苯胺和其他化合物的紫外光谱有很大影响。4-4紫外-可见分光光度计一、紫外-可见分光光度计的主要组成和功能光谱分析仪器结构相似。紫外可见分光光度计的型号也很多，但各种光谱分析仪器都是由五部分组成的：光源、单色仪、吸收池、探测器和显示系统。1.光源功能：提供入射光要求：提供足够的强度和稳定的连续辐射，强度基本不随波长变化而变化。类型：钨灯(卤钨灯)发光波长360-1000纳米，适用于可见光区氢(氘)灯的波长范围为180-375纳米，适用于紫外区。2.单色仪功能：将合成光分解成单色光3.吸收池功能：保持待测样品要求：透光性好，无折射、反射，宽度准确类型：应时=紫外线区域玻璃=可见区域4.探测器功能：将光信号转换成电信号类型：硒光电池光电池光电池光电池光电池光电池光电池5.信号显示系统类型：电流计(72型)微安(721)电位计(751)数字显示器二。紫外和可见分光光度计的类型4-5紫外-可见分光光度法的应用紫外-可见吸收光谱可用于定性和定量分析。一、定性分析无机化合物吸收弱，很少用于定性分析，但有机化合物的定性分析是常用方法之一。根据紫外-可见光谱提供的信息，可以判断分子中生色基团和生色基团的性质。1.结构骨架推断：与标准谱图一致，表示同一个发色团，没有K吸收带，不含共轭不饱和键；没有吸收带，没有n-*。苯环或芳烃可以通过E1、E2和B吸收带来判断。2.构型和构象(顺式-反式)三。纯度检测(痕量杂质)第四，定量分析(1)测定方法1.单组分：绝对法Cx=A/ L(称为)(2)比较方法CX=AXCS/AS要求已知浓度的标准样品标准曲线法(4)标准添加方法cx=axc/(ax-ax)2.多组分使用吸光度加和性来求解主方程* 3。双波长法A=(2 b-1b)C(组分A在1和2处具有相同的吸光度)* 4。差示分光光度法A= L(铯-CX)高浓度光浓度(2)测量条件的选择1.吸光度范围为0.2-0.82.入射光的波长选择由吸收曲线决定3.颜色反应条件(1)用显影剂的量固定L和C，并改变用于图形选择的显影剂的量(2)酸碱度：稳定络合物的酸碱度范围、络合物的组成、显色剂、待测离子该物质的紫外-可见光谱显示了分子中生色基团和生色基团的特征，吸收峰的波长与分子中基团的类型