有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应

1、实验九有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应实验目的：（1）学习有机化合物结构与其紫外光谱之间的关系；（2）了解不同极性溶剂对有机化合物紫外吸收带位置、形状及强度的影响（3）学习紫外可见分光光度计的使用方法实验原理：与紫外可见吸收光谱有关的电子有三种，即形成单键的o电子、形成双键的n电子以及未参与成键的n电子。跃迁类型有：oO*no,nn*nn四种。在以上几种跃迁中，只有和口两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。影响有机化合物紫外吸收光谱的因素有内因和外因两个方面。内因是指有机物的结构，主要是共轭体系的电子结构。随着共轭体系增大，吸收带向长波方向

2、移动（称作红移），吸收强度增大。紫外光谱中含有n键的不饱和基团称为生色团，如有、苯环等。含有生色团的化合物通常在紫外或可见光区域产生吸收带；含有杂原子的饱和基团称为助色团，如、等。助色团本身在紫外及可见光区域不产生吸收带，但当其与生色团相连时，因形成nn共轭而使生色团的吸收带红移，吸收强度也有所增加。影响有机化合物紫外吸收光谱的外因是指测定条件，如溶剂效应等。所谓溶剂效应是指受溶剂的极性或酸碱性的影响，使溶质吸收峰的波长、强度以及形状发生不同程度的变化。这是因为溶剂分子和溶质分子间可能形成氢键，或极性溶剂分子的偶极使溶质分子的极性增强，从而引起溶质分子能级的变化，使吸收带发生迁移。例如异丙叉丙

3、酮的溶剂的溶剂效应如表1所示。随着溶剂极性的增加K带红移，而R带向短波方向移动（称作蓝移或紫移）。这是因为在极性溶剂中nn跃迁所需能量减小，吸收波长红移（向长波长方向移动）如图（）所示；而nn跃迁所需能量增大，吸收波长蓝移（向短波长方向移动），溶剂效应示意图如（）所示。图电子跃迁类型O*剂效应示意图如（）所示。图电子跃迁类型O*n图2溶剂极性效应(a)nn跃迁(b)nn跃迁表1溶剂极性对异丙叉丙酮紫外吸收光谱的影响溶剂跃迁正己烷氯仿甲醇水吸收带位移nn230nm238nm237nm243nm红移nn329nm315nm309nm305nm蓝移极性溶剂不仅影响溶质吸收波长的位移，而且还影响吸收峰

4、吸收强度和它的形状，如苯酚的B吸收带，在不同极性溶剂中，其强度和形状均受到影响、在非极性溶剂正庚烷中，可清晰看到苯酚B吸收带的精细结构，但在极性溶剂乙醇中，苯酚B吸收带的精细结构消失，仅存在一个宽的吸收峰，而且其吸收强度也明显减弱。在许多芳香烃化合物中均有此现象。由于有机化合物在极性溶剂中存在溶剂效应，所以在记录紫外吸收光谱时，应注明所用的溶剂。另外，由于溶剂本身在紫外光谱区也有其吸收波长范围，故在选用溶剂时，必须考虑它们的干扰。表2列举某些溶剂的波长极限，测定波长范围应大于波长极限或用纯溶剂做空白，才不至于受到溶剂吸收的干扰。本实验通过苯、苯酚、乙酰苯和异丙叉丙酮等在正庚烷、氯仿、甲醇和水等

5、溶剂中紫外吸收光谱的绘测，观察分子结构以及溶剂效应对有机化合物紫外吸收光谱的影响。表2某些溶剂吸收波长极限溶剂波长极限/n溶剂波长极限/n环己烷乙醇正己烷水正庚烷96%硫酸乙醚二氯甲烷甲醇氯仿一、仪器uv2401,uv2450型紫外分光光度计RLiipuyji/A三、实验条件1、仪器uv2401,uv2450型紫外分光光度计2、波长扫描范围400190nm3、带宽10nm4、石英吸收池1cm5、扫描速度200nm/cm6、参比溶液使用被测溶液的相应溶剂四、实验步骤根据实验条件，将UV2401,UV2450型紫外分光光度计按仪器操作步骤进行调节（详见仪器操作说明书）。2、测试各溶液的吸光度五、数

6、据及处理1，记录实验条件2，比较在同一种溶剂中苯，苯酚，乙酰苯的紫外吸收光谱，讨论有机物结构对紫外吸收光谱的影响。3，比较非极性溶剂正庚烷和极性溶剂乙醇对苯、苯酚、乙酰苯的紫外吸收光谱中最大的吸收波长以及吸收峰形状的影响。M4,从异丙叉丙酮的四张紫外吸收光谱中确定其K带和R带最大吸收波长，并说明在不Max同极性溶剂中异丙叉丙酮吸收峰波长移动的情况。思考题当助色团或生色团与苯环相连时，紫外吸收光谱有那些变化？在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上能有几个吸收峰？它们分别属于什么类型跃迁，如何区分它们？举例说明极性溶剂对兀一兀*跃迁和n兀*跃迁的吸收峰产生如何影响当被测试液浓度太大或太小时，对测量将产生怎样

7、影响，应如何加以调节？5,在本实验中是否可用去离子水来代替各溶剂作参比溶液，为什么？思考题答案：i当助色团或生色团与苯环相连时，紫外吸收光谱有那些变化？当助色团与苯环相连时:紫外吸收光谱中K红移，B红移，增色，但精细结构消失。；当生色团与苯环相连时:紫外吸收光谱中K,B红移，有时B会被K带淹没。2，在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上能有几个吸收峰？它们分别属于什么类型跃迁，如何区分它们？在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上会有两个吸收峰。羰基中的mn*跃迁九max在270350nm波长范围内有低强度吸收峰是羰基化合物（双键上有杂原子）的特征吸收带，称为R带。二个键共轭时的nn跃迁，九max在190220nm波长范围内，称为K带。举例说明极性溶剂对兀一兀*跃迁和n-兀*跃迁的吸收峰产生如何影响在极性溶剂中nn*跃迁所需能量减小，而nn*跃迁所需能量增大。所以例如异丙叉丙酮随着溶剂极性的增加K带红移，而R带蓝移。4，当被测试液浓度太大或太小时，对测量将产生怎样影响，应如何加以调节？当被测试液浓度太大时，对吸收强度大的带会出现平头峰的现象，应降低溶液浓度；当被测试液浓度太小时，对吸收