有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响【精品-ppt】

1、1/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响实验实验106 106 有机化合物的紫外吸收光谱有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响及溶剂性质对吸收光谱的影响106.1 106.1 实验目的实验目的 （1 1）学会利用紫外吸收光谱进行化合物鉴定的方法。）学会利用紫外吸收光谱进行化合物鉴定的方法。 （2 2）了解溶剂性质对有机化合物吸收光谱的影响。）了解溶剂性质对有机化合物吸收光谱的影响。 （3 3）掌握分光光度计的使用。）掌握分光光度计的使用。

2、2/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响106.2 106.2 实验原理实验原理 （1 1）紫外吸收光谱、可见吸收光谱都属于电子光谱，）紫外吸收光谱、可见吸收光谱都属于电子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。在有机化合物分它们都是由于价电子的跃迁而产生的。在有机化合物分子中有形成单键的子中有形成单键的电子、有形成双键的电子、有形成双键的电子、有未电子、有未成键的孤对成键的孤对n n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时，这电子。当分子吸收一定能量的辐

3、射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道（为反键轨道（* *表示），而这种电子跃迁同内部的结构有表示），而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。密切的关系。3/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响 （2 2）在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有）在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有* *、nn* *、和和nn* *四种类型，各种跃迁类型所需四种类型，各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小

4、：要的能量依下列次序减小：* * n n* * * * n n* *，由于一般紫外可见分光光度计只能提供，由于一般紫外可见分光光度计只能提供190190850 nm850 nm范围的单色光，因此，我们只能测量范围的单色光，因此，我们只能测量nn* *的跃的跃迁，迁，nn* *跃迁和部分跃迁和部分* *跃迁的吸收，而对只能产跃迁的吸收，而对只能产生生200 nm200 nm以下吸收的以下吸收的* *的跃迁则无法测量。的跃迁则无法测量。 4/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响

5、溶剂性质对吸收光谱的影响 （3 3）芳香族化合物的特征吸收是由苯环结构中的三个乙烯的环）芳香族化合物的特征吸收是由苯环结构中的三个乙烯的环状共轭体系状共轭体系* *跃迁而产生的两个强吸收带，分别位于跃迁而产生的两个强吸收带，分别位于185 nm185 nm和和204 nm204 nm，称为，称为E E1 1和和E E2 2吸收带。在吸收带。在230230270270 nm nm处有一系列较弱的吸收处有一系列较弱的吸收带，由带，由* *跃迁和苯环的振动相重叠引起的，称为跃迁和苯环的振动相重叠引起的，称为B B带。带。R R带是与带是与双键相连接的杂原子（例如双键相连接的杂原子（例如C CO O、

6、C CN N、S SO O等）上未成键电子的等）上未成键电子的孤对电子孤对电子nn* *跃迁的结果。跃迁的结果。5/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响 （4 4）各种因素对吸收谱带的影响表现为谱带位移（蓝移）各种因素对吸收谱带的影响表现为谱带位移（蓝移和红移）、谱带强度的变化（增色效应和减色效应）、谱带和红移）、谱带强度的变化（增色效应和减色效应）、谱带精细结构的出现或消失等。精细结构的出现或消失等。 （5 5）影响有机化合物紫外吸收光谱的因素有内

7、因（分子）影响有机化合物紫外吸收光谱的因素有内因（分子内的共轭效应、位阻效应、助色效应等）和外因（溶剂的极内的共轭效应、位阻效应、助色效应等）和外因（溶剂的极性、酸碱性等溶剂效应）。由于受到溶剂极性和酸碱性等的性、酸碱性等溶剂效应）。由于受到溶剂极性和酸碱性等的影响，将使这些溶质的吸收峰的波长、强度以及形状发生不影响，将使这些溶质的吸收峰的波长、强度以及形状发生不同程度的变化。同程度的变化。6/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响106.3 106.

8、3 实验步骤实验步骤（一）溶液的配制（一）溶液的配制1.1.苯苯- -环己烷的配制环己烷的配制 2.2.苯酚苯酚- -环己烷的配制环己烷的配制 用环己烷用环己烷稀释至稀释至10 mL 称取称取10 mg苯酚苯酚 溶解在溶解在10 mL环己烷中环己烷中 取取10滴母液滴母液 另一刻度另一刻度试管试管 取取1滴苯滴苯 取取5滴母液滴母液 刻度试管刻度试管 刻度试管刻度试管 用环己烷用环己烷稀释至稀释至10 mL 用环己烷用环己烷稀释至稀释至10 mL 母液母液测试液测试液母液母液测试液测试液7/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光

9、谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响3.3.苯酚苯酚- -乙醇的配制乙醇的配制 4.4.苯甲酸苯甲酸- -乙醇的配制乙醇的配制 称取称取10 mg10 mg苯酚苯酚 溶解在溶解在10 mL10 mL乙醇中乙醇中 取取10滴母液滴母液 用乙醇稀释用乙醇稀释至至10 mL 另一刻另一刻度试管度试管 母液母液测试液测试液称取称取10 mg10 mg苯甲酸苯甲酸 溶解在溶解在10 mL10 mL乙醇中乙醇中 取取10滴母液滴母液 用乙醇稀释用乙醇稀释至至10 mL 另一刻另一刻度试管度试管 母液母液测试液测试液8/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大

10、学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响（二）（二）按操作要求按操作要求 打开紫外打开紫外- -可见分光光度计可见分光光度计 等待仪器自检完成等待仪器自检完成并并工作状态工作状态稳定稳定 （三）苯的吸收光谱的测绘（三）苯的吸收光谱的测绘 1 cm1 cm的石英比色皿的石英比色皿 两滴苯两滴苯 加盖加盖 紫外分光紫外分光光度计光度计 用手心温热用手心温热比色皿底部片刻比色皿底部片刻以空白石英以空白石英比色皿为参比比色皿为参比从从220220360 nm360 nm范围范围内进行波长扫描内进行波长扫描

11、绘制绘制吸收光谱吸收光谱确定确定峰值波长峰值波长9/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响（四）（四） 苯苯- -环己烷、苯酚环己烷、苯酚- -环己烷环己烷苯酚苯酚- -乙醇、苯甲酸乙醇、苯甲酸- -乙醇乙醇以相应溶剂做参比以相应溶剂做参比 用用1 cm1 cm石英比色皿石英比色皿 从从200200360 nm360 nm范围内分范围内分别进行波长扫描别进行波长扫描绘制绘制吸收光谱吸收光谱（五）（五） 保存保存两个两个10 mL10 mL具塞比色管具塞

12、比色管 各加入苯酚水溶液各加入苯酚水溶液（0.4 gL-1）0.50 mL 分别用分别用0.1 molL-1 HCl、0.1 molL-1NaOH溶液稀释至刻度溶液稀释至刻度 摇匀摇匀 用用1 cm石英比色皿石英比色皿 以水做参比以水做参比 从从220-360 nm范围内分别范围内分别进行波长扫描进行波长扫描比较吸收光谱比较吸收光谱max的变化的变化 绘制绘制吸收光谱吸收光谱10/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响106.4 106.4 实验结果实

13、验结果 （1 1）指出图谱中各吸收谱带的类型和跃迁归属。）指出图谱中各吸收谱带的类型和跃迁归属。 （2 2）比较苯酚在不同溶剂中吸收带位置的差异，并）比较苯酚在不同溶剂中吸收带位置的差异，并说明溶剂性质对吸收光谱的影响。说明溶剂性质对吸收光谱的影响。 （3 3）了解苯环上取代基对吸收带的影响。）了解苯环上取代基对吸收带的影响。11/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响106.5 106.5 问题讨论问题讨论 （1 1）分子中哪类电子跃迁无法测得其紫外

14、吸收光谱？）分子中哪类电子跃迁无法测得其紫外吸收光谱？ （2 2）为什么极性溶剂有助于）为什么极性溶剂有助于nn* *跃迁向短波方向跃迁向短波方向移动？而使移动？而使* *跃迁向长波方向移动？跃迁向长波方向移动？12/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响106.6 106.6 参考答案参考答案 答：在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有答：在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有* *、n* *、和和n* *四种类型，各种跃迁类型所需要的四种类型，各种跃迁类型所需要的

15、能量依下列次序减小：能量依下列次序减小：* * n* * * * n* *，由于一般紫外可见分光光度计只能提供由于一般紫外可见分光光度计只能提供190850 nm范范围的单色光，因此，我们只能测量围的单色光，因此，我们只能测量n* *的跃迁，的跃迁，n* *跃迁和部分跃迁和部分* *跃迁的吸收，而对只能产生跃迁的吸收，而对只能产生200 nm以以下吸收的下吸收的* *的跃迁则无法测量。的跃迁则无法测量。 （1 1）分子中哪类电子跃迁无法测得其紫外吸收光谱？）分子中哪类电子跃迁无法测得其紫外吸收光谱？13/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合

16、物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响 答：分子吸光后，成键轨道上的电子会跃迁至反键答：分子吸光后，成键轨道上的电子会跃迁至反键轨道形成激发态。一般情况下分子的激发态极性大于基轨道形成激发态。一般情况下分子的激发态极性大于基态。溶剂极性越大，分子与溶剂的静电作用越强，使激态。溶剂极性越大，分子与溶剂的静电作用越强，使激发态稳定，能量降低，即发态稳定，能量降低，即* *轨道能量降低大于轨道能量降低大于轨道能轨道能量降低，因此波长红移。而产生量降低，因此波长红移。而产生n* *跃迁的跃迁的n电子由于电子由于与极性溶剂形成氢键，基态与极性溶剂形成

17、氢键，基态n轨道能量降低大，轨道能量降低大，n* *跃跃迁能量增大，吸收带蓝移。迁能量增大，吸收带蓝移。 （2 2）为什么极性溶剂有助于）为什么极性溶剂有助于nn* *跃迁向短波方向跃迁向短波方向移动？而使移动？而使* *跃迁向长波方向移动？跃迁向长波方向移动？14/13在线答疑：在线答疑： wy- wy- 大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术有机化合物的紫外吸收光谱及有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响溶剂性质对吸收光谱的影响Crg5%SHwla+XMBqf4%SGvk9-XMApe3$RGuj8)WLApd2!QFuj7(VKzod1#PEti7*UJync1#ODsh6

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