紫外光谱分析实验(波谱分析技术).

4．有机化合物分子结构的推断
顺反异构体的判别：
当有机化合物分子空间构型不同时，空间位阻也不
同，其紫外吸收光谱也不一样。通常反式异构体的吸收 峰波长比顺式异构体的吸收峰波长要长，吸收强度要大。 利用这种判别，可以鉴别顺反异构体。
1,2-苯乙烯 （顺式）
1,2-苯乙烯 （反式）
溶剂效应
溶剂效应，即某些物质的紫外吸收光谱特性，与所采用溶剂的极性有
ε—吸光系数；b—吸收池液体厚度；c—溶液浓度
标准曲线法：
如果液体厚度保持不变，即b一定，入射光波长和其他 条件也保持不变，则在一定浓度范围内，所测得的吸光度与 待测物质的浓度成正比。配制一系列浓度的标准溶液，在 λmax处分别测定吸光度。以标准溶液的浓度为横座标，相
应的吸光度A为纵座标，绘出标准曲线，如图所示。
标准曲线
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.01 0.02 0.03
A
如果测出未知浓度样品 的吸光度值，就可以从 标准曲线中上查出样品 的浓度。
c
0.04 0.05 0.06与溶剂的选择: 紫外光谱法所测定的样品通常 是液态物质。由于吸光度和浓度之 间的线性关系，即朗伯—比耳定律 （A=εbc），只有在稀溶液下才成 立。所以，对待测物质的浓度就要 有所要求，要控制A＜1 。另外， 由于溶剂效应，即某些物质的紫外 吸收光谱特性，与所采用溶剂的极 性有密切的关系，溶剂的极性不同， 同一化合物的紫外吸收光谱形状、 吸收峰位置不一样。在测试前，要 正确选择溶剂。
钨灯 氘灯、钨灯 光源转换 氘灯 滤光片 入射狭缝 出口狭缝 反射镜 反射 透过
半透镜 工作站 反射镜 参比池 反射镜 半透镜 反射镜 样品池 检 测 器
分光光栅
实验目的：
1．了解苯的各吸收带待征； 2．利用紫外光谱进行化合物纯度检验； 3．了解溶剂对紫外吸收的影响；
波谱分析技术
紫外光谱分析实验
指导教师：徐龙权
光谱分析
• 原子光谱
1.原子吸收光谱 2.原子发射光谱
• 分子光谱 1.红外光谱 2.紫外光谱 3.荧光光谱
原子光谱与分子光谱主要区别
• 原子光谱图
原子光谱与分子光谱主要区别
• 分子光谱图
1.5 1 A 0.0 190.0 400 NM 600 700.0
有时消失而出现一个宽峰。苯酚的精细结构在非极性溶剂庚烷中清晰
可见，而在极性溶剂乙醇中则完全消失而呈现一宽峰。因此，在溶解 度允许范围内，应选择极性较小的溶剂。另外，溶剂本身有一定的吸
收带，如果和溶质的吸收带有重叠，将妨碍溶质吸收带的观察。
紫外分光光度计的构造原理
任何一种分光光度计，基本上都是由五部分组成。即光 源、单色器、样品吸收池、检测器、记录系统。
密切的关系，溶剂的极性不同，同一化合物的紫外吸收光谱形状、吸
收峰位置不一样。在测试前，要正确选择溶剂。即记录吸收波长时， 应注明所用溶剂，在把一种未知物的吸收光谱与已知化合物吸收光谱
进行比较时，要使用相同溶剂。
溶剂除了对吸收波长有影响外，还影响吸收强度和精细结构。例如B 吸收带的精细结构在非极性溶剂中较清楚，但在极性溶剂中则较弱，
用紫外光谱法鉴定未知样品时，若有标准样品，则把试样
和标准样品用相同的溶剂，配制成相同浓度的溶液，分别测 量吸收光谱，如果两者为同一化合物，则吸收光谱应完全一 致。若无标准样品，可与文献上的标准谱图进行比较。 在实际测定中，我们还常常利用紫外吸收峰的波长和强度 进行定性分析。
3．定量分析
应用紫外光谱法进行定量分析的方法很多，如标准曲线 法、标准加入法、 对照法、 吸光系数法、混和物的定量、 双波长分光光度法。但最常用最简单的方法就是“标准曲线 法”。根据光的吸收定率： A=εbc
紫外光谱
• 紫外吸收光谱法是有机分析中一种常用的方法，具有仪器 设备简单、操作方便、灵敏度高的特点，已广泛应用于有 机化合物的定性、定量和结构鉴定。
• 由于紫外吸收光谱的吸收峰通常很宽，峰的数目也很少，
因此在结构分析方面不具有十分专一性。通常是根据最大
吸收峰的位置及强度判断其共轭体系的类型及在结构相似
交，原点与交点的距离，即为所求试样在溶液中的浓度cx。
• 标准加入法外推曲线
A3 A2 A1 Ax
c x -2C 0 -C 0
0
C0
2C 0
3C 0
4C 0
4．有机化合物分子结构的推断
共轭体系的确定: 通过测定有机化合物的紫外光谱，可以确定分子中有无 共轭体系及共轭的程度。如果一种化合物在210nm以上无吸 收，可以认为不含共轭体系。在210～250nm区域有较强吸 收带，则可能有两个共轭双键。随着共轭体系的增加，最大 吸收波长红移，吸收强度增大。
A
4 3 2 1 0
c
A
4 3 2 1 0
c
• 标准加入法：
实际测定中，也是利用作图法，一般取四份相同体积的 试样，从第二份起开始分别加入不同量待测物质的标准溶 液，然后定容到一定体积。设试样中待测物质的深度为cx， 加入标准溶液后的深度分别为cx+c0、 cx+2c0、 cx+4c0，分 别测得其吸光度分别为Ax、 A1、 A2、 A3，以A对加入标 准的浓度做外推曲线。显然，相应的截距所反映的吸收值 正是待测物质所引起的效应，把曲线外延使之与横坐标相
4．有机化合物分子结构的推断
互变异构体的判别: 某些有机化合物在溶液中存在互变异构体，利用它们紫外吸收光谱 的特点，可以进行判别。例如，乙酰基乙酸乙酯存在酮式和烯醇式两种 异构体。如图：
O H3C C H2 C
酮式
O C OC 2H5 H3C
OH C H C
O C OC 2H5
烯醇式
酮式异构体孤立羰基，不存在共轭体系，在近紫外区无强的吸收，只是 在吸收波长272nm处有弱吸收，由n→π*跃迁引起；烯醇式异构体具有共 轭体系，故在近紫外有较强的吸收，吸收峰波长在243纳为。
的情况下，区分共轭方式不同的异构体。
紫外光谱电子跃迁
E hv
hc

1．化合物中微量杂质检查
利用紫外光谱法可以方便地检查出某些化合物中的微量 杂质。例如，在环己烷中含有微量杂质，由于环己烷在
190~1100nm范围内无明显吸收峰。如果在这个范围内有吸
收，则可判定环已烷不纯。
2．未知样品的鉴定