《有机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第二章 波谱法在有机化学中的应用

第二章波谱法在有机化学中的应用第一节紫外光谱(Ultraviolet-VisibleSpectra第二节红外光谱(InfraredSpectra第三节核磁共振氢谱NuclearMagnetic Resonance Spectra第四节质谱（MassSpectroscopy)1

第二章波谱法在有机化学中的应用 第一节 紫外光谱(Ultraviolet -Visible Spectra) 第三节 核磁共振氢谱 (Nuclear Magnetic Resonance Spectra) 第四节 质谱(Mass Spectroscopy) 第二节 红外光谱(Infrared Spectra)

第一节紫外光谱(Ultraviolet-VisibleSpectra)visibleSpectrumHigherLowerFrequencyFreguencyIRUV200500600400700800Wavelengthinnanometers紫外光谱的波长范围为200~1000nm。200~400nm为近紫外光区(氛灯，2H)，400~800nm为可见光区（钨灯）。一般紫外光谱仪包括近紫外和可见光区

第一节 紫外光谱(Ultraviolet -Visible Spectra) 200 紫外光谱的波长范围为200~1000nm。 200~400nm为近紫外光区(氘灯，2H)， 400~800nm 为可见光区(钨灯)。 一般紫外光谱仪包括近紫外和可见光区

一、光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波频率V光速c、波数（cm-l)动性可用波长、步等参数来描述：波数=1/α=v/cv=c/a;光子的能量：E=hy=hc/2(Planck常数： h=6.626 × 10 -34 J × S)EV.ay

一、光的基本性质 光子的能量： E = h  = h c /  （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S ) E ↗  ↗ ，  ↘ 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波 动性可用波长、频率、光速c、波数（cm-1） 等参数来描述：  = c/  ； 波数 = 1/  = /c

吸收光谱：若把吸收强度与频率依次变化之间的关系汇成曲线，即在频率v处出现一个吸收峰，所得吸收曲线。1ogellog822max22/nm2max1IoA=log1CCTc一mol浓度1一液池厚度/cm8一mol吸光系数

吸收光谱： /nm loge loge1 loge2 max1 max2 e mol吸光系数 c mol浓度 l 液池厚度/cm A＝log I I0 = e c l 若把吸收强度与频率依次变化之间的关系 汇成曲线，即在频率1处出现一个吸收峰，所 得吸收曲线

二、分子吸收光谱与电子跃迁1，物质分子内部三种运动形式：(1)电子相对于原子核的运动：(2)原子核在其平衡位置附近的相对振动！（3）分子本身绕其重心的转动。分子的内能：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er即:E=Ee+Ev+ErAEe>4Ev>4Er

二、分子吸收光谱与电子跃迁 1．物质分子内部三种运动形式： 分子的内能： 电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er 即: E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr （1）电子相对于原子核的运动； （2）原子核在其平衡位置附近的相对振动； （3）分子本身绕其重心的转动

2.分子轨道理论按能级不同，分为成键αT、非键n、反键轨道：各级轨道能级如图所示：反键轨道米元能非键轨道级元成键轨道O图电子能级跃迁示意！

按能级不同，分为成键σπ、非键n、反键轨道； 2. 分子轨道理论 各级轨道能级如图所示：

分子轨道理论：一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上。0<元<n<元*<g*当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态（反键轨道跃迁。主要有四种跃迁所需能量E大小顺序为：n一→元*<元→元* <n→α*<α—→α*

当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态 向激发态(反键轨道)跃迁。 主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π ＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊ 分子轨道理论：一个成键轨道必定有一个相 应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的 基态，即成键轨道或非键轨道上。 σ < π < n < π＊ < σ＊

9*① o* E> 800 Kj/mol,ng*2。→* ~150nm(in alkane)元*② n→6* 2n-*~200nm,En→元*&~102, weak. (CX,C0.nHCN)元—→元*③元→元*non-conjugate元H 200nm, >104, strongHa(K带)④n→ 元*A*~300nm.n-→元*band is called Rband (R带)-C=，-C=C--weak,10-100.E max

② n→σ* λn→* ~200nm, ε~102 , weak. (C—X,C—O, C—N) * p* n p  ① * E > 800 Kj/mol, λ→* ~150nm(in alkane) →* n →* ③ π→π* non-conjugate λpp* 200nm, >104 , strong (K带) p→p* n→p* ④ n → p* λn→p* ~300nm. n→p* band is called R band (R带), weak, εmax 10-100. －C=O ， －C=C－O－ ④ n → p* λn→p* ~300nm. n→p* band is called R band (R带), weak, εmax 10-100. －C=O ， －C=C－O－

3.电子跃迁的四种形式6→o*跃迁(1)所需能量最大，电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区（吸收波长入<200nm，只能被真空紫外分光光度计检测到）。如甲烷的^max为125nm，乙烷入max为135nm

所需能量最大，σ电子只有吸收远紫外光的能 量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在 远紫外区(吸收波长λ< 200nm，只能被真空紫外分 光光度计检测到)。如甲烷的λmax为125nm,乙烷 λmax为135nm。 3. 电子跃迁的四种形式 (1) σ →σ＊跃迁

(2)n→g*跃迁吸收波长为150~250nm，大部分在远紫外区近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)。化合物2max(nm)EmaxH201671480184150CH3OH173200CH3CLCH3l258365215600CH3NH2

(2) n→σ＊跃迁 CH3NH2 215 600 CH3I 258 365 CH3CL 173 200 CH3OH 184 150 H2O 167 1480 化合物 max（nm） emax 吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区， 近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍 生物(含N、O、S和卤素等杂原子)