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紫外光譜主要內(nèi)容紫外光譜的理論基礎(chǔ)電子躍遷類(lèi)型吸收帶的類(lèi)型紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與原理譜圖解析與應(yīng)用紫外吸收光譜理論綜述波長(zhǎng)范圍:100~800nm。遠(yuǎn)紫外區(qū):
100~200nm;近紫外區(qū):
200~400nm;可見(jiàn)光區(qū):400~800nm。紫外吸收光譜:價(jià)電子能級(jí)躍遷。結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。電子躍遷同時(shí),伴有振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷,帶狀光譜。
最大吸收峰的波長(zhǎng)λmax和相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)κmax反映了構(gòu)成有機(jī)分子部分結(jié)構(gòu)的發(fā)射團(tuán)的特征。
M+熒光或磷光
E=E2-
E1=hν量子化;選擇性吸收;吸收曲線(xiàn)與最大吸收波長(zhǎng)表征參數(shù):
max;κmaxM+
h
→M*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1
(?E)E2
不同分子發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí),ΔE及所吸收光的波長(zhǎng)不同。由λ、κ
分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)關(guān)系
結(jié)構(gòu)鑒定。250300350400nm1234κλ紫外-可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生電子躍遷與分子吸收光譜物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式:
(1)電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)。(2)原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng)。(3)分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)。分子有三種不同能級(jí):電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)三種能級(jí)都是量子化的,且各自具有相應(yīng)的能量。分子的內(nèi)能:電子能量Ee、振動(dòng)能量Ev
、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er
即:E=Ee+Ev+Er
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
能級(jí)躍遷電子能級(jí)間躍遷的同時(shí),總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷,即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線(xiàn)而呈現(xiàn)寬譜帶。討論:(1)
轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差ΔΕr:0.005~0.050eV,躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。(2)振動(dòng)能級(jí)的能量差ΔΕv約為:0.05~1eV,躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū),紅外光譜或分子振動(dòng)光譜。(3)電子能級(jí)的能量差ΔΕe較大1~20eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外-可見(jiàn)光區(qū),紫外-可見(jiàn)光譜或分子的電子光譜。討論:
(4)吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的能量差所決定,反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況,是物質(zhì)定性的依據(jù)。(5)吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷概率有關(guān),也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩爾吸光系數(shù)κmax也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的λmax有時(shí)可能相同,但κmax不一定相同。
(6)吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比,定量分析的依據(jù)。光吸收定律
A=lg(I0/It)=-lgT=κcl
式中A:吸光度,描述溶液對(duì)光的吸收程度;
l:液層厚度(光程長(zhǎng)度),通常以cm為單位;
c:溶液的摩爾濃度,單位mol·L-1;
κ:摩爾吸光系數(shù),單位L·mol-1·cm-1;
或
A=lg(I0/It)=alρ
ρ
:溶液的質(zhì)量濃度,單位g·L
-1
a:吸光系數(shù),單位L·g
-1·cm-1
a與κ的關(guān)系為:a=κ/M(M為摩爾質(zhì)量)吸收曲線(xiàn)的討論:①同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱(chēng)為最大吸收波長(zhǎng)λmax
。③吸收曲線(xiàn)可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息,并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。②不同濃度的同一種物質(zhì),其吸收曲線(xiàn)形狀相似λmax不變。而對(duì)于不同物質(zhì),它們的吸收曲線(xiàn)形狀和λmax則不同。討論:④不同濃度的同一種物質(zhì),在某一定波長(zhǎng)下吸光度A有差異,在λmax
處吸光度A的差異最大。此特性可作作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。⑤在λmax
處吸光度隨濃度變化的幅度最大,所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線(xiàn)是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)蛋白溶液在590nm處的吸光度濃度(mg/ml)吸光度A0.10.09890.20.22340.30.37650.40.46540.50.5662注:考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)試蛋白質(zhì)溶液的濃度在590nm處吸光度最大陶慰孫,李惟等主編《蛋白質(zhì)分子基礎(chǔ)》P66-70電子躍遷和吸收帶類(lèi)型
有機(jī)化合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜是三種電子、四種躍遷的結(jié)果:σ電子、π電子、n電子。分子軌道理論:成鍵軌道—反鍵軌道,非鍵軌道。
當(dāng)外層電子吸收紫外或可見(jiàn)輻射后,就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷,所需能量ΔΕ大小順序?yàn)椋簄→π*<π→π*<n→σ*<σ→σ*
sp
*s
*RKE,Bnp
ECOHnpsH9.3.2
紫外-可見(jiàn)吸收光譜常用術(shù)語(yǔ)非發(fā)色團(tuán)
在200~800nm近紫外和可見(jiàn)區(qū)域內(nèi)無(wú)吸收的基團(tuán)。只具有σ鍵電子或具有σ鍵電子和n非鍵電子的基團(tuán)為非發(fā)色團(tuán);一般指的是飽和碳?xì)浠衔锖痛蟛糠趾蠴,N,S,X等雜原子的飽和化合物;對(duì)應(yīng)的躍遷類(lèi)型σ→σ*躍遷和n→σ*躍遷,大部分都出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)。2.發(fā)色團(tuán)
在近紫外和可見(jiàn)區(qū)域有特征吸收的基團(tuán)。發(fā)色團(tuán)的電子結(jié)構(gòu)特征是具有π電子:C=C,C=O,C≡N,N=N,N=O,NO2等。一個(gè)雙鍵:π→π*躍遷,強(qiáng)吸收,遠(yuǎn)紫外區(qū)。多個(gè)發(fā)色團(tuán)(共軛):吸收出現(xiàn)在近紫外區(qū)。發(fā)色團(tuán)對(duì)應(yīng)躍遷類(lèi)型是π→π*和n→π*。在紫外光譜中,發(fā)色團(tuán)并非一定有顏色。3.助色團(tuán)
具有非鍵電子n的基團(tuán):—NH2,—NR2,—OH,—OR,—SR,—Cl,—SO3H,—COOH等;本身在紫外和可見(jiàn)光區(qū)無(wú)吸收;至少有一對(duì)能與π電子相互作用的n電子;相當(dāng)于共軛體系(ΔΕ
),使發(fā)色團(tuán)λmax
(紅移),“助色”能力:F<CH3<Cl<Br<OH<OCH3<NH2<NHCH3<N(CH3)2<NHC6H5<O-。4.紅移-藍(lán)移紅移:由取代基或溶劑效應(yīng)引起的使吸收向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)稱(chēng)為紅移。藍(lán)移:使吸收向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)稱(chēng)為藍(lán)移。
增色效應(yīng)—κmax
;減色效應(yīng)—κmax
;強(qiáng)帶—κmax≥104
L·mol-1·cm-1
弱帶—κmax<103L·mol-1·cm-1
;
1.σ→σ*躍遷
所需能量最大,σ電子只有吸收遠(yuǎn)紫外線(xiàn)的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)。
吸收波長(zhǎng)λ<200nm。例:甲烷λmax為125nm,乙烷λmax為135nm,
環(huán)丙烷(飽和烴中最長(zhǎng))λmax為190nm。在近紫外沒(méi)有飽和碳?xì)浠衔锏墓庾V,需真空紫外分光光度計(jì)檢測(cè);可作為溶劑使用。2.n→σ*躍遷
所需能量較大,但比σ→σ*小。吸收波長(zhǎng)為150~250nm,大部分在遠(yuǎn)紫外區(qū),近紫外區(qū)仍不易觀察到。含非鍵電子的飽和烴衍生物(含N,O,S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。n→σ*躍遷所需能量取決于帶有n電子的原子的性質(zhì)以及分子結(jié)構(gòu)。
3.n
→π*躍遷
由n→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶稱(chēng)為R帶(德文Radikal)。能量最??;200~700nm;κmax
<103L·mol-1·cm-1較?。ㄒ话阈∮?00),弱吸收。分子中同時(shí)存在雜原子和雙鍵產(chǎn)生n→π*躍遷。C=O,N=N,N=O,C=S基團(tuán)中氧原子被硫原子取代后吸收峰發(fā)生紅移;
C=O:n→π*,λmax280~290nm;C=S(硫酮):n→π*,λmax400nm左右。
R
帶在極性溶劑中發(fā)生藍(lán)移。正己烷中:279nm;乙醇中:272nm;水中:264nm。
4.
π→π*躍遷
所需能量較小,吸收波長(zhǎng)處于遠(yuǎn)紫外區(qū)的近紫外端或近紫外區(qū),κmax一般在104L·mol-1·cm-1以上,屬?gòu)?qiáng)吸收。不飽和烴π→π*躍遷:C=C發(fā)色基團(tuán),但
→
*,λmax
200nm。乙烯π→π*躍遷的λmax為162nm,κmax為:1×104L·mol-1·cm-1。CCHHHH助色基團(tuán)取代
*發(fā)生紅移。共軛雙鍵體系的
π→π*躍遷
共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的分子出現(xiàn)K吸收帶。能量小,近紫外區(qū),κmax>104L·mol-1·cm-1
,強(qiáng)吸收。(1)K帶(德Konjugation,共軛)
——非封閉共軛體系的
→
*
躍遷丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)K帶:λmax=217nm,κmax=21000L·mol-1·cm-1
。極性溶劑使K
帶發(fā)生紅移。苯乙烯、苯甲醛、乙酰苯等,也都會(huì)出現(xiàn)K
帶。K
帶和R
帶的區(qū)別:①K
帶κmax﹥10000L·mol-1·cm-1以上,而R
帶κmax<103,通常在100以下。②K帶在極性溶劑中發(fā)生紅移,而R
帶在極性溶劑中發(fā)生藍(lán)移;③K帶的λmax隨共軛體系的增大而發(fā)生紅移,而R
帶的變化不如K
帶明顯。B
吸收帶(苯吸收帶)π→π*躍遷
——芳香族和雜芳香族化合物的特征譜帶
苯:B帶在230~270nm;寬峰,弱吸收帶(κmax≈200L·mol-1·cm-1
)。
包含多重峰或稱(chēng)精細(xì)結(jié)構(gòu)(由于振動(dòng)次能級(jí)對(duì)電子躍遷的影響所引起的)。B
吸收帶(苯吸收帶)
當(dāng)芳環(huán)上連有一個(gè)發(fā)色基團(tuán)時(shí)(取代基與芳環(huán)間有π-π共軛),同時(shí)出現(xiàn)K吸收帶,B吸收帶;苯乙烯:二個(gè)吸收帶,B帶的吸收波長(zhǎng)比K帶長(zhǎng),K吸收帶:λmax=244nm,κmax=12000
L·mol-1·cm-1
;B吸收帶:λmax=282nm,κmax=450
L·mol-1·cm-1
。芳環(huán)上有取代基時(shí),B帶的精細(xì)結(jié)構(gòu)減弱或消失。在極性溶劑中,由于溶質(zhì)與溶劑的相互作用,B帶的精細(xì)結(jié)構(gòu)也被破壞。E
吸收帶封閉共軛體系(芳香族和雜芳香族化合物)中,π→π*躍遷產(chǎn)生的K帶又稱(chēng)為E帶(EthyleneicBand)。屬于躍遷概率較大或中等的允許躍遷;E帶類(lèi)似于B帶也是芳香結(jié)構(gòu)的特征譜帶。其中E1帶κmax>104L·mol-1·cm-1
,而E2帶κmax≈103
L·mol-1·cm-1
。
吸收帶的類(lèi)型R吸收帶:-NH2、-NR2、-OR的鹵素取代烷烴可產(chǎn)生這類(lèi)譜帶。它是n→π*躍遷形成的吸收帶,由于吸收系數(shù)ε很小,吸收譜帶較弱,易被強(qiáng)吸收譜帶掩蓋,并易受溶劑極性的影響發(fā)生偏移。K吸收帶:含有共軛烯烴結(jié)構(gòu)、芳香烴基的聚合物可產(chǎn)生這類(lèi)譜帶。它是π→π*躍遷形成的吸收帶、εmax>10000L/mol·cm,吸收譜帶較強(qiáng)。
B吸收帶:是芳香化合物及雜芳香化合物或含有這類(lèi)基團(tuán)的聚合物的特征譜帶。由這個(gè)吸收帶容易反映出化合物精細(xì)結(jié)構(gòu)。
E吸收帶:它也是芳香族化合物的特征譜帶之一,吸收強(qiáng)度大,ε為2000-14000,吸收波長(zhǎng)偏向紫外的短波長(zhǎng)部分,有的則在真空紫外區(qū)。無(wú)機(jī)物分子能級(jí)躍遷一些無(wú)機(jī)物也產(chǎn)生紫外-可見(jiàn)吸收光譜,其躍遷類(lèi)型包括p-d躍遷或稱(chēng)電荷轉(zhuǎn)移躍遷以及d-d,f-f躍遷或稱(chēng)配場(chǎng)躍遷。1.電荷轉(zhuǎn)移躍遷(Chargetransfertransition)
一些同時(shí)具有電子予體(配位體)和受體(金屬離子)的無(wú)機(jī)分子,在吸收外來(lái)輻射時(shí),電子從予體躍遷至受體所產(chǎn)生的光譜。
max較大(104以上),可用于定量分析。2.配場(chǎng)躍遷(Ligandfieldtransition)
過(guò)渡元素的d或f軌道為簡(jiǎn)并軌道(Degenerationorbit),當(dāng)與配位體配合時(shí),軌道簡(jiǎn)并解除,d或f軌道發(fā)生能級(jí)分裂。如果軌道未充滿(mǎn),則低能量軌道上的電子吸收外來(lái)能量時(shí),將會(huì)躍遷到高能量的d或f軌道,從而產(chǎn)生吸收光譜。吸收系數(shù)
max較小(102),很少用于定量分析;多用于研究配合物結(jié)構(gòu)及其鍵合理論。紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與原理紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與原理島津SHIMADZU紫外分光光度計(jì)UV-2550主要特點(diǎn):①低雜散光:UV-2550采用優(yōu)異的DDM(雙閃耀衍射光柵、雙單色器)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了超低雜散光和高光通量。②高性能:可用于有機(jī)、無(wú)機(jī)化合物的分析;DNA、酶等生物化學(xué)樣品、光學(xué)材料的特性測(cè)定等紫外可見(jiàn)分光分析。③對(duì)應(yīng)WindowsNT:在WindowsNT環(huán)境下運(yùn)行,為紫外分光光度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軟件配備新一代的UV軟件UVProbe。④微量多檢體樣品的測(cè)定:8/16多聯(lián)池與50μl/100μl樣品容量構(gòu)成四種組合,供用戶(hù)選擇。池支架可選擇常溫或恒溫。技術(shù)參數(shù):◆測(cè)定波長(zhǎng)范圍190~900nm◆譜帶寬度0.1~5nm◆分辨率0.1nm◆雜散光0.0003%以下一、基本組成光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示1.光源在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜,具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命??梢?jiàn)光區(qū):鎢燈作為光源,其輻射波長(zhǎng)范圍在320~2500nm。
紫外區(qū):氫、氘燈。發(fā)射185~400nm的連續(xù)光譜。
2.單色器
將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與原理3.樣品室樣品室放置各種類(lèi)型的吸收池(比色皿)和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)需采用石英池,可見(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。4.檢測(cè)器
利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào),常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5.結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)
檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理二、分光光度計(jì)的類(lèi)型1.單光束
簡(jiǎn)單,價(jià)廉,適于在給定波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度或透光度,一般不能作全波段光譜掃描,要求光源和檢測(cè)器具有很高的穩(wěn)定性。2.雙光束
自動(dòng)記錄,快速全波段掃描??上庠床环€(wěn)定、檢測(cè)器靈敏度變化等因素的影響,特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜,價(jià)格較高。紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與原理3.雙波長(zhǎng)
將不同波長(zhǎng)的兩束單色光(λ1、λ2)快束交替通過(guò)同一吸收池而后到達(dá)檢測(cè)器,產(chǎn)生交流信號(hào),無(wú)需參比池?!?/p>
=1~2nm。兩波長(zhǎng)同時(shí)掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。雙光束同一化合物的紫外光吸收光譜的各種表示方法
透光率T(%)=100×I/I0吸收率A(%)=1-T(%)譜圖解析與應(yīng)用譜圖特點(diǎn):紫外光譜是基于電子躍遷產(chǎn)生的光譜。在電子躍遷過(guò)程中,會(huì)伴隨著分子、原子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷,與電子躍遷疊加在一起,使得紫外光譜吸收帶一般比較寬,所以在分析紫外光譜時(shí),除注意譜帶的數(shù)目、波長(zhǎng)及強(qiáng)度外,還要注意其形狀、最大值及最小值等。一般單靠紫外吸收光譜無(wú)法推定官能團(tuán),但對(duì)測(cè)定共軛結(jié)構(gòu)還是很有利的。影響紫外吸收光譜的因素藍(lán)移(或稱(chēng)紫移,blueshift):指吸收峰向短波長(zhǎng)移動(dòng);紅移(redshift)指吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)移動(dòng)。增色效應(yīng):吸收強(qiáng)度增加;減色效應(yīng):吸收強(qiáng)度減小。1.共軛效應(yīng):π電子共軛體系增大,λmax紅移,εmax增大;與雙鍵相連接的取代基越大,導(dǎo)致分子共平面性越差,空間阻礙使共軛體系破壞越大,吸收波長(zhǎng)藍(lán)移,摩爾吸光系數(shù)降低.2.取代基的影響:當(dāng)共軛雙鍵的兩端有給電子基或吸電子基時(shí),極化現(xiàn)象顯著增加。給電子基能夠和共軛體系中的電子相互作用,使λmax紅移。共軛體系中引入吸電子基團(tuán),也產(chǎn)生π電子的永久性轉(zhuǎn)移,λmax紅移。給電子基與吸電子基同時(shí)存在時(shí),產(chǎn)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移吸收,λmax紅移,εmax增加。譜圖解析與應(yīng)用3溶劑問(wèn)題
紫外-可見(jiàn)吸收常用的溶劑
常見(jiàn)溶劑:環(huán)己烷、95%的乙醇和二氧六環(huán)。雜質(zhì)去除:活性硅膠過(guò)濾的方法來(lái)去除溶劑中微量的芳香烴和烯烴雜質(zhì)。非極性溶劑:環(huán)己烷,“透明”極限波長(zhǎng)210nm;極性溶劑:95%的乙醇,透明”極限波長(zhǎng)是210nm。溶劑選擇時(shí)需要考慮的因素:
①溶劑本身的透明范圍;
②溶劑對(duì)溶質(zhì)是惰性的;③溶劑對(duì)溶質(zhì)要有良好的溶解性。
2.溶劑的影響
對(duì)烯和炔影響較小,但使酮峰值位移。(1)極性溶劑對(duì)n→π*躍遷的影響規(guī)律:極性溶劑使n→π*吸收帶發(fā)生藍(lán)移,κmax
;極性
,藍(lán)移的幅度
。
為什么?原因:Cδ+=Oδ-極性,激發(fā)態(tài)時(shí)O電子云密度
,鍵極性
;基態(tài)時(shí)的作用強(qiáng),基態(tài)能量
大,激發(fā)態(tài)能量
小。能級(jí)間的能量差
,藍(lán)移。
(2)極性溶劑對(duì)π→π*躍遷的影響
規(guī)律:使π→π*吸收帶發(fā)生紅移,κmax略有降低。原因:C=C基態(tài)時(shí),兩個(gè)π電子位于π成鍵軌道上,無(wú)極性;π→π*躍遷后,分別在成鍵π和反鍵π*軌道上,C+=C-,極性,與極性溶劑作用強(qiáng),能量
。能級(jí)間的能量差
,紅移。極性溶劑致使π→π*躍遷的K帶發(fā)生紅移。
既有K帶又有R帶時(shí),溶劑極性越大則K帶與R帶的距離越近(K帶紅移,R帶藍(lán)移),見(jiàn)圖(因?yàn)镽在右,K在左);而隨著溶劑極性的變小兩個(gè)譜帶則逐漸遠(yuǎn)離。
溶劑的影響非極性→極性n
→
*躍遷:藍(lán)移,
,κ
。
→*躍遷:紅移,
,κ
。極性溶劑使精細(xì)結(jié)構(gòu)消失。1:乙醚2:水12250300λ/nm乙酰丙酮的紫外-可見(jiàn)吸收光譜重要有機(jī)化合物的紫外光譜
--飽和烴與飽和烴衍生物飽和烴σ→σ*躍遷;飽和烴衍生物,σ→σ*,n→σ*躍遷;都缺少生色團(tuán),位于遠(yuǎn)紫外區(qū),在紫外-可見(jiàn)光區(qū)無(wú)吸收,“透明”;常用作測(cè)定化合物紫外-可見(jiàn)吸收光譜時(shí)的溶劑。
2.不飽和脂肪烴
單烯烴、多烯烴和炔烴等,都含有π電子,產(chǎn)生π→π*躍遷。雙鍵共軛使最高成鍵軌道與最低反鍵軌道之間的能量差減小,波長(zhǎng)增加。
伍德沃德-菲澤(WoodWard-Fieser)規(guī)則
共軛多烯(不多于四個(gè)雙鍵)π→π*躍遷吸收帶的最大吸收波長(zhǎng),可以用經(jīng)驗(yàn)公式伍德沃德-菲澤(WoodWard-Fieser)規(guī)則來(lái)估算。λmax=λ基+Σniλi
λ基是由非環(huán)和六元環(huán)共軛二烯母體結(jié)構(gòu)決定的基準(zhǔn)值。
λi和ni是由雙鍵上取代基的種類(lèi)和個(gè)數(shù)決定的校正項(xiàng)。
3羰基化合物醛、酮、脂肪酸及其衍生物酯、酰氯、酰胺等σ→σ*躍遷,n→σ*躍遷,n→π*躍遷,π→π*躍遷。
1.飽和醛、酮
特征譜帶:n→π*躍遷(R帶):λmax=270~300nm,弱帶(κ=10~50L·mol-1·cm-1);n→σ*躍遷:λmax=170~190nm(κ=103~105L·mol-1·cm-1
);π→π*躍遷:
λmax<150nm。2.飽和脂肪酸及其衍生物
含有羰基,且助色團(tuán)(OH,Cl,Br,OR,NR2,SH等)直接與羰基碳原子相連,n—π共軛。
π→π*躍遷所需能量ΔΕ變小,發(fā)生紅移;
n→π*躍遷所需能量ΔΕ變大,發(fā)生藍(lán)移;與醛酮差異大,易區(qū)分。3.不飽和醛、酮
C=O,C=C發(fā)色團(tuán)。孤立時(shí):“加合”;共軛(α,β—不飽和醛及酮)時(shí):C=C的π→π*躍遷能量ΔΕ變小。
K帶(π→π*)將由單個(gè)乙烯鍵的λmax=165nm(κmax≈104L·mol-1·cm-1)紅移到λmax=210~250nm(κmax≈104L·mol-1·cm-1
);
R帶(n→π*)將由單獨(dú)羰基的λmax=270~290nm(κmax<100L·mol-1·cm-1
)紅移到λmax=310~330nm(κmax<100L·mol-1·cm-1
)。
不飽和醛、酮
當(dāng)共軛雙鍵數(shù)目
,π→π*躍遷吸收帶(K帶)紅移有時(shí)會(huì)掩蓋弱的n→π*躍遷吸收帶(R帶);極性溶劑和取代基(如烷基)使π→π*躍遷吸收帶(K帶)發(fā)生紅移,使n→π*躍遷吸收帶(R帶)發(fā)生藍(lán)移;取
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