第十一章 一、紫外吸收光谱的产生 紫外吸收光谱 formation ofuv 分析法 二、有机物紫外吸收光谱 ultraviolet spectrometry of ultraviolet organic compounds spectrometry, UV 第一节紫外吸收 光谱分析基本原理 principles of UV 下一页 00:55:48
00:55:48 第十一章 紫外吸收光谱 分析法 一、 紫外吸收光谱的产生 formation of UV 二、 有机物紫外吸收光谱 ultraviolet spectrometry of organic compounds 第一节 紫外吸收 光谱分析基本原理 ultraviolet spectrometry, UV principles of UV
、紫外吸收光谱的产生 formation of uv 1.概述 紫外一可见吸收光谱:分子价电子能级跃迁。 波长范围:100-800nm (1)远紫外光区:100200m (2)近紫外光区:200-400m (3)可见光区:400-800nm 4 可用于结构鉴定和定量分析。 8 电子跃迁的同时,伴随着振 动转动能级的跃迁;带状光谱。 250300350400nm 00:55:48 页 页
00:55:48 一、紫外吸收光谱的产生 formation of UV 1.概述 紫外－可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。 波长范围：100-800 nm. (1) 远紫外光区: 100-200nm (2) 近紫外光区: 200-400nm (3)可见光区:400-800nm 250 300 350 400nm 1 2 3 4 e λ 可用于结构鉴定和定量分析。 电子跃迁的同时，伴随着振 动转动能级的跃迁;带状光谱
2物质对光的选择性吸收及吸收曲线 M+热 M+hy 基态 激发态 M+荧光或磷光 E1(△E)E2 △E=E,-E1=hv MO4.545 量子化;选择性吸收 吸收曲线与最大吸收波 长Amax 用不同波长的单色光 照射,测吸光度 4004204404604805005205405600580600入 00:55:48
00:55:48 2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线 M + 热 M + 荧光或磷光 E = E2 - E1 = h 量子化 ；选择性吸收 吸收曲线与最大吸收波 长 max 用不同波长的单色光 照射，测吸光度; M + h → M * 基态 激发态 E1 （△E） E2
对吸收曲线的说明: v①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。吸光度最大处对应的波长称为最 大吸收波长λmax v②不同浓度的同一种物质,其吸收曲如数太 线形状相似λmax不变。而对于不同物质, 它们的吸收曲线形状和Amax则不同。 v③吸收曲线可以提供物质的结构信息,并作为物质定性分析的 依据之 00:55:48
00:55:48 对吸收曲线的说明： ①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。吸光度最大处对应的波长称为最 大吸收波长λmax ②不同浓度的同一种物质，其吸收曲 线形状相似λmax不变。而对于不同物质， 它们的吸收曲线形状和λmax则不同。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的 依据之一
对吸收曲线的说明: v④不同浓度的同一种物质,在某一定波长下吸光度A 有差异,在Amax处吸光度A的差异最大。此特性可作为 物质定量分析的依据。 v⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大,所以测定 最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要 依据。 00:55:48
00:55:48 对吸收曲线的说明： ④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可作为 物质定量分析的依据。 ⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定 最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要 依据
3电子跃迁与分子吸收光谱 4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。 分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级和转动能级 种能级都是量子化的,且各自具有相应的能量 品分子的内能:电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er 即:E=Ee+Ev+Er ∠Ee>AEv>AEr 00:55:48
00:55:48 3.电子跃迁与分子吸收光谱 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。 分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。 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
能级跃迁 电子能级间跃三 V"=0 迁的同时,总伴 B 随有振动和转动 4 能级间的跃迁。 3 即电子光谱中总 纯电子 6 2跃迁 包含有振动能级 和转动能级间跃 0 迁产生的若干谱 642 纯转动纯振动 跃迁 跃迁y=0 A 线而呈现宽谱带 双原子分子的三种能级跃迁示意图 00:55:48
00:55:48 能级跃迁 电子能级间跃 迁的同时，总伴 随有振动和转动 能级间的跃迁。 即电子光谱中总 包含有振动能级 和转动能级间跃 迁产生的若干谱 线而呈现宽谱带
说明: (1)转动能级间的能量差AEr:0.005~0.050eV,跃迁 产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱; (2)振动能级的能量差ABv约为:0.05~1eV,跃迁产 生的吸收光谱位于红外区,红外光谱或分子振动光谱; (3)电子能级的能量差AEe较大1~20eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外一可见光区,紫外一可见光谱或分子的电子 光谱; 00:55:48
00:55:48 说明： （1） 转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁 产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱； （2） 振动能级的能量差ΔΕv约为：0.05～１eV，跃迁产 生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱； （3） 电子能级的能量差ΔΕe较大1～20eV。电子跃迁产生 的吸收光谱在紫外—可见光区，紫外—可见光谱或分子的电子 光谱；
说明: (4)吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的 能量差所决定,反映了分子内部能级分布状况,是物质定性 的依据; (5)吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关, 也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩 尔吸光系数Emax也作为定性的依据。不同物质的max有 可能相间,但8max不一定相同 (6)吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比,定 量分析的依据。 00:55:48
00:55:48 说明： （4）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的 能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性 的依据； （5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关， 也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩 尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时 可能相同，但εmax不一定相同； （6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定 量分析的依据
有机物吸收光谱与电子跃迁 ultraviolet spectrometry of organic compounds 1.紫外可见吸收光谱 有机化合物的紫外一可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果: 0电子、π电子、m电子。 o 分子轨道理论:成键轨道一反键轨道。 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AE大小顺序为: n→兀*<π→π*〈n→σ*<a→σ 00:55:48
00:55:48 二、有机物吸收光谱与电子跃迁 ultraviolet spectrometry of organic compounds 1．紫外—可见吸收光谱 有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果： σ电子、π电子、n电子。 分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。 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＊ s p * s * K R E,B n p E C O H n p s H