常见有机化合物的紫外吸收光谱
第9章 紫外吸收光谱

第九章 紫外吸收光谱分析
▲溶液酸碱性对紫外光谱的影响
总结 规律
(a)苯酚的UV光谱图
(b)苯胺的UV光谱图
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第九章 紫外吸收光谱分析
结论:
溶液从中性变为碱性时,吸收峰发生红 移,表明该化合物为酸性物质; 如果化合物溶液从中性变为酸性时,吸 收峰发生蓝移,表明化合物为碱性物质。
第九章 紫外吸收光谱分析
共轭多烯的K带吸收位置λmax ,可利用伍 德沃德(Woodward)规则来进行推测。
该公式为: max= 母体二烯烃
取代基对共轭 双烯 λmax的影 响具有加和性
+ 环外双键 + 延伸双键 + 共轭体系上取代烷基
+ 共轭体系上取代的助色基
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第九章 紫外吸收光谱分析
σ→σ*
E、π→σ*
C、n→σ* D、
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第九章 紫外吸收光谱分析
3、指出下述各对化合物中,哪一个化合物 能吸收波长较长的光(只考虑π→π*跃迁)
(3) CH2=CH-CH2-CH=CHNH2及 CH3-CH=CH-CH=CHNH2
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第九章 紫外吸收光谱分析
4、已知某化合物在己烷中的λmax为327nm,
电子跃迁光谱,吸收光波长范围
紫外吸收光谱 200400 nm(近紫外区),主要
分
用于含共轭结构化合物分析。
子
吸
电子跃迁光谱,吸收光波长范
收 可见吸收光谱 围400750 nm ,主要用于有色
光
物质的定量分析。
谱
红外吸收光谱 分子振动光谱,吸收光波长范围
2.51000 m , 主要用于有机化合 物结构鉴定。
有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应

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σ电子、形成双键的π电子以及未参与成键的n电子。
跃迁类型有:σ→σ*,n→σ* ,n→π*,π→π* 四种。
在以上几种跃迁中,只有π-π*和n-π*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,吸收带向长波方向移动(称作红移),吸收强度增大。
紫外光谱中含有π键的不饱和基团称为生色团,如有C=C、C=O、NO2、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OH、NH2、OR、Cl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n→π*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π→π * 跃迁所需能量减小,吸收波长红移(向长波长方向移动)如图(a)所示;而n→π * 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(b)所示。
图1 电子跃迁类型σπ *σ *nπ∆C*—C-△E n>△E p C=0 △E n>△E p图2溶剂极性效应(a)π→π * 跃迁(b)n→π * 跃迁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。
有机化合物的紫外-可见吸收光谱

O O
(共轭双键)
一些含有n电子的基团,本身没有生色功能,但当 它们与生色团相连时,就会发生n—π共轭作用,增 强生色团的生色能力,这样的基团称为助色团。
: : :
助色团:-NH2,-OH,-X (孤对电子)等
2
:
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等;可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200~750nm波长范围内若无吸收峰,则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε=10~100 L·mol1·cm-1),(n→π跃迁),则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团,如羰基。 ⑵ 若在250~300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
滴定剂与待 测物均吸收
产物吸收
Vsp
Vsp
24
8.5.4 络合物组成的测定
1. 摩尔比法: 固定cM ,改变cR
A
1:1 1.0 2.0
3:1 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法:
M:R=1:1
cM + cR = c(常数)
M:R=1:2
0.5 cM/c cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4
6
电荷转移吸收光谱
分子中金属离子轨道上的电荷吸收光能后转移到 配体的轨道上,或按反方向转移,这种跃迁称为电 荷转移跃迁,所产生的吸收光谱称为荷移光谱。 本质上属于分子内氧化还原反应 ε一般都较大(104左右),适于微量金属的检测 例:Fe3+与SCN-形成血红色配合物,在490 nm处 有强吸收峰。其实质是发生了如下反应: [Fe3+-SCN-]2+ +hν= [Fe2+-SCN]2+
有机化合物的紫外吸收光谱实验报告

有机化合物的紫外吸收光谱实验报告实验目的:1. 了解有机化合物紫外吸收光谱的基本原理以及使用方法。
2. 掌握实验操作的基本技能,正确操作分光光度计。
3. 通过实验,了解有机化合物的分子结构与紫外吸收光谱之间的关系,为分析有机分子结构提供基础。
实验原理:有机化合物的紫外吸收光谱可以为有机分子结构的研究提供很大的帮助。
在紫外光谱中,通常对于各种功能团体都存在特定的波长范围的吸收峰。
通过分析有机化合物在特定波长的紫外吸收峰的大小以及形状,我们就能够推断出分子中存在的功能团体。
实验步骤:1. 准备实验所需物品:分光光度计、苯甲酸溶液、四乙酸酯溶液、环己酮溶液等。
2. 打开分光光度计,调试好仪器,使其能夠正常工作。
3. 取一定量苯甲酸溶液,加入分光光度计比色皿中,并做好参照物质的设置。
4. 按照波长扫描模式,设定扫描范围,并进行扫描。
5. 记录下吸收峰的最大吸收波长及吸光度值,并对红外光谱进行分析解释。
6. 重复上述实验步骤,分别对于四乙酸酯溶液和环己酮溶液进行的操作。
7. 对实验结果进行分析,分别阐明各个实验组操作中存在的异同之处,并对每种化合物的分子结构和吸收峰进行解释。
实验结果分析:通过实验,我们得到了三种不同有机化合物的紫外吸收光谱,并对各个实验组操作中存在的异同之处进行了分析。
对于苯甲酸、四乙酸酯和环己酮这三种化合物,它们的特定吸收峰分别对应的波长区间如下:1. 苯甲酸:250nm至270nm2. 四乙酸酯:270nm至290nm3. 环己酮: 230nm至255nm可以看出,这三种化合物的吸收峰波长的区间是不同的,这表现出不同化合物分子结构之间的差异。
我们还可以通过分析各个吸收峰的峰值和峰形,来推断出分子中存在的官能团体,这也有利于我们理解化合物分子结构和有机分子之间的结构相互关系。
结论:通过实验,我们对于有机化合物的紫外吸收光谱有了更深入的了解。
通过观察分析不同化合物的吸收峰,我们可以推断出分子结构中所存在的官能团体以及它们在分子中位置的不同,从而为分析有机分子结构和进行有机合成提供帮助。
有机化合物的紫外可见吸收光谱

1:1
3:1
1.0
2.0 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法: cM + cR = c(常数)
M:R=1:1
M:R=1:2
0.5
cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0.33
cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
M + nR �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质

实验3 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一、实验原理具有不饱和结构的有机化合物,如芳香族化合物,在紫外区(200~400 nm)有特征的吸收,为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。
紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱,或将绘制的未知物吸收光谱与标准谱图(如Sadtler紫外光谱图)相比较,若两光谱图的λmax和κmax相同,表明它们是同一有机化合物。
极性溶剂对有机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度及形状有一定的影响。
溶剂极性增加,使n→π*跃迁产生的吸收带蓝移,而π→π*跃迁产生的吸收带红移。
二、仪器与试剂1.仪器722型紫外一可见分光光度计,带盖石英吸收池2只(1cm)。
2.试剂(1)苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮。
(2)异亚丙基丙酮分别用水、氯仿、正己烷配成浓度为0.4 g·L-1的溶液。
三、实验步骤1.苯的吸收光谱的测绘在1 cm的石英吸收池中,加人两滴苯,加盖,用手心温热吸收池底部片刻,在紫外分光光度计上,以空白石英吸收池为参比,从220~360 nm范围内进行波长扫描,绘制吸收光谱。
确定峰值波长。
2.乙醇中杂质苯的检查用l cm石英吸收池,以乙醇为参比溶液,在230~280 nm波长范围内测绘乙醇试样的吸收光谱,并确定是否存在苯的B吸收带?3.溶剂性质对紫外吸收光谱的影响(1)在3支5 mL带塞比色管中,各加入0.02 mL,丁酮,分别用去离子水、乙醇、氯仿稀释至刻度,摇匀。
用1 cm石英吸收池,以各自的溶剂为参比,在220~350 nm波长范围内测绘各溶液的吸收光谱。
比较它们的λmax的变化,并加以解释。
(2)在3支10 mL带塞比色管中,分别加入0.20 mL异亚丙基丙酮,并分别用水、氯仿、正己烷稀释至刻度,摇匀。
用1 cm石英吸收池,以相应的溶剂为参比,测绘各溶液在200~350 nm范围内的吸收光谱,比较各吸收光谱λmax的变化,并加以解释。
紫外可见吸收光谱基本原理

n→π* < π→π* < n→σ* < σ→σ*
11:51:47
2
σ→σ*跃迁
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 <200 nm; 例:甲烷的λ max为125nm , 乙烷λ max为135nm 。 只能被真空紫外分光光度计检测到; 作为溶剂使用;
max(甲醇) max(水) max(氯仿)
n → p*跃迁:蓝移; ;
max(正己烷)
p → p* n → p*
230 329
11:51:47
238 315
237 309
243 305
溶剂的影响
苯 酰 丙 酮 1 1:乙醚 2:水
2
250
300
极性溶剂使精细结构 消失;
11:51:47
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11:51:47
精品课件!
11:51:47
精品课件!
11:51:47
(三) 金属离子影响下的配位体内π→π*跃迁 金属离子的微扰,将引起配位体吸收波长和 强度的变化。变化与成键性质有关,若共价 键和配位键结合,则变化非常明显。 茜素磺酸钠: 弱酸性介质:黄色(λ max=420nm) 弱碱性介质:紫红色(λ max=560nm )
一、有机物吸收光谱与电子跃迁
(一)电子跃迁类型
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。 s*
E p 分子轨道理论:成键轨道—反键轨道。
s
H
C H
OnKR Nhomakorabeap*
E,B
n
p
s
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:
各类化合物的紫外光谱

max= 255 nm ( = 250)
B带
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
单取代苯:
烷基取代苯:烷基无孤电子对,对苯环电子结构产生
很小的影响。由于有超共轭效应,一般 导致 B 带、E2带红移。
助色团取代苯:助色团含有孤电子对,它能与苯环 π
电子共轭。使 B 带、E 带均移向长波
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
计算举例:
2018年10月5日6时42分
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第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
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第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
2.3.4 共轭有机化合物的紫外吸收
1. 共轭体系的形成使吸收移向长波方向
共轭烯烃的π π*跃迁 均为强吸收带, ≥10000,
称为K带。
共轭体系越长,其最大吸收越移往长波方向, 且出现多条谱带。
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
2018年10月5日6时42分
LiuXinling
第2章 紫外吸收光谱
波谱分析
2.3.2 烯、炔及其衍生物
非共轭 *跃迁, λmax位于190nm以下的远紫外区。 例如:乙烯 165nm(ε 15000),乙炔 173nm C=C与杂原子O、N、S、Cl相连,由于杂原子的助色 效应, λmax红移。
2.取代基对羰基化合物的影响 当醛、酮被羟基、胺基等取代变成酸、酯、酰胺时,
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常见有机化合物的紫外吸收光谱
1. 饱和烃
饱和单键碳氢化合物只有σ电子,因而只能产生σ→σ*跃迁。
由于σ电子最不容易激发,需要吸收很大的能量,才能产生σ→σ*跃迁,因而这类化合物在200nm以上无吸收。
所以它们在紫外光谱分析中常用作溶剂使用,如正已烷、环乙烷、庚烷等。
2.不饱和脂肪烃
◆含孤立不饱和键的烃类化合物。
具有孤立双键或三键的烯烃或炔烃,它们都产生π→π*跃迁,但多数在200nm以上无吸收。
如已烯吸收峰在171nm,乙炔吸收峰在173nm,丁烯在178nm。
若烯分子中氢被助色团如-OH、-NH2、-Cl等取代时,吸收峰发生红移,吸收强度也有所增加。
◆含共轭体系的不饱和烃。
具有共轭双键的化合物,相间的π键相互作用生成大π键,由于大π键各能级之间的距离较近,电子易被激发,所以产生了K吸收带,其吸收峰一般在217~280nm。
K吸收带的波长及长度与共轭体系的长短、位置、取代基种类等有关,共轭双键越多,波长越长,甚至出现颜色。
因此可据此判断共轭体系的存在情况。
◆芳香化合物。
苯的紫外吸收光谱是由π→π*跃迁组成的三个谱带,即E1、E2、具有精细结构的B吸收带。
当苯环上引入取代苯时,E2吸收带和B吸收带一般产生红移且强度加强。
稠环芳烃母体吸收带的最大吸收波长大于苯,这是由于它有两个或两个以上共轭的苯环,苯环数目越多,λmax越大。
例如苯(255nm)和萘(275nm)均为无色,而并四苯为橙色,吸收峰波长在460nm。
并五苯为紫色,吸收峰波长为580nm。
◆杂环化合物。
在杂环化合物中,只有不饱和的杂环化合物在近紫外区才有吸收。
以O、S或NH取代环戊二烯的CH2的五元不饱和杂环化合物,如呋喃、噻吩和吡咯等,既有π→π*跃迁引起的吸收谱带,又有n→π*跃迁引起的谱带。