紫外光谱与红外光谱
紫外光谱与红外光谱
一、相同点: 都是分子光谱，且同属吸收光谱（物质分子吸收光子能量，从低能
级跃迁到高能级）
二、不同点：
（1）产生原理：紫外（可见）吸收光谱是电子光谱【吸收能量较高的紫外（可见）光，价电子和分子轨道上的电子在电子能级间跃迁】，红外光谱是振转光谱【吸收能量较低的红外光，分子振动和转动能级跃迁】。
（2）研究对象：紫外可见光谱主要是不饱和有机化合物特别是具有共轭体系的有机化合物；红外光谱研究的是在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（红外活性物质）。
（3）分析功能：紫外可见既可定性又可定量，有时是试样破坏性的；红外光谱可定性、定量和结构分析，属非破坏性分析。
（4）制样：紫外可见一般配成稀溶液测试，红外光谱对水敏感，最常见的是采用KBr压片制样。
紫外-可见吸收光谱与红外光谱
紫外-可见吸收光谱与红外光谱 基本概念 紫外-可见吸收光谱：让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A)，以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐标作图，得到该物质的吸收光谱或吸收曲线，即为紫外—可见吸收光谱。 红外光谱：又称为分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即为红 外光谱。 两者都是红分了的吸收光谱图。 区别－－起源不同 1.紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外曲线所淹没。除某些化合物蒸气（如苯等）的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外，一般不显现。因此，紫外吸收光谱属电子光谱。光谱简单。 2.中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起? 红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因而中红外光谱是振动—转动光谱，光谱复杂。 适用范围 紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析，不适用于饱和有机化合物。红外吸收光谱法不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，用于定性分析及结构研究，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱，除此之外，红外光谱还可以用于某些无机物的研究。 紫外分光光度法测定对象的物态以溶液为主，以及少数物质的蒸气；而红外分光光度法的测定对象比紫外分光光度法广泛，可以测定气、液、固体样品，并以测定固体样品最为方便。 红外分光光度法主要用于定性鉴及测定有机化合物的分子结构，紫外分光光度法主要用于定量分析及测定某些化合物的类别等。 特性 红外光谱的特征性比紫外光谱强。因为紫外光谱主要是分子的∏电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱。因此，多数紫外光谱比较简单，特征性差。 UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱(UV)为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤其 是有机化合物的重要定性工具之一。 红外光谱主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。 应用实例： 紫外光谱的一些图：
有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可见光谱的应用
有机化学基础知识点整理红外光谱和紫外可 见光谱的应用 概述： 有机化学是研究有机物的组成、结构、性质及其变化规律的学科。 在有机化学中，红外光谱和紫外可见光谱是常用的分析技术。本文将 整理红外光谱和紫外可见光谱的应用，并分析其在有机化学中的重要性。 一、红外光谱的应用 红外光谱是以物质吸收或产生红外辐射（波长范围为780-2500nm）的方式来研究物质的技术方法。它的应用非常广泛，包括但不限于以 下几个方面： 1. 结构鉴定：红外光谱可以用于有机物的结构鉴定。有机物在特定 的波数处吸收红外辐射，其谱图能够提供有关分子结构的信息，如有 机物中存在的官能团、官能团之间的连接方式等。通过与已知化合物 的对比，可以确定有机物的结构。 2. 官能团的鉴定：红外光谱能够识别有机物中存在的官能团。不同 的官能团具有不同的吸收特点，通过观察红外光谱中的吸收峰，可以 判断有机物中是否存在特定官能团，如羟基、羰基、胺基等。 3. 反应过程的监测：红外光谱可以用于反应过程的实时监测。通过 连续测量反应物和产物的红外吸收峰强度的变化，可以了解反应的进 行情况，研究反应的速率、平衡等动力学参数。
4. 质谱联用：红外光谱与质谱的联用能够提供更丰富的化学信息。 红外光谱可以用于初步分析，质谱可以提供分子离子的详细信息，两 者联用可以更准确地确定分子的结构。 二、紫外可见光谱的应用 紫外可见光谱是研究物质吸收或产生紫外可见辐射（波长范围为 200-800nm）的方法。它可以用于以下几个方面： 1. 定量分析：紫外可见光谱可以用于物质的定量分析。物质在特定 波长处吸光度与其浓度呈线性关系，通过测量样品的吸光度，可以计 算出样品的浓度。这种方法被广泛应用于药物分析、环境监测等领域。 2. 官能团的鉴定：紫外可见光谱可以识别有机物中存在的某些官能团。不同的官能团在紫外可见光谱中有特定的吸收峰，通过观察吸收 峰的位置和强度，可以判断有机物中是否存在特定官能团。 3. 反应过程的监测：紫外可见光谱可以用于反应过程的实时监测。 某些反应在紫外可见光谱范围内会发生颜色的改变，通过测量吸光度 的变化，可以了解反应的进行情况，研究反应的速率、平衡等动力学 参数。 4. 荧光光谱：紫外可见光谱也可以用于荧光光谱的研究。某些化合 物在受到紫外光激发后会发生荧光现象，通过测量荧光光谱，可以研 究分子结构和某些性质，如溶剂极性、分子的电荷转移等。 结论：
有机化学基础知识点红外光谱与紫外可见光谱的解析
有机化学基础知识点红外光谱与紫外可见光 谱的解析 红外光谱和紫外可见光谱是有机化学中常用的分析方法，它们可以 帮助我们确定有机分子的结构和了解它们的化学性质。本文将深入探 讨这两种光谱技术的原理、应用和解析方法。 一、红外光谱的原理与应用 红外光谱（Infrared Spectroscopy）是一种分析有机物分子结构的方法。它的原理是利用不同波长的红外辐射通过样品后的不同吸收行为，来推测样品中的功能基团以及它们的位置。 1.1 原理 红外光谱的原理与分子的振动有关。当红外光照射到样品上时，样 品中的分子会发生吸收红外光的振动。每个化学键都有其特定的振动 方式，由于不同的功能基团有着不同的化学键，因此它们会吸收不同 的红外光谱带。利用这种特性，我们可以通过观察红外光谱图来确定 样品中的功能基团。 1.2 应用 红外光谱在有机化学中有着广泛的应用。它可以用来确定化合物的 结构、鉴别物质的纯度以及分析功能基团的存在。通过与已知的红外 光谱库进行比对，我们可以鉴定未知物质的结构，并进一步了解其化 学性质。
二、红外光谱谱图的解析 解析红外光谱谱图需要掌握一些基本的知识和技巧。以下是一些常见的解析方法： 2.1 确定谱峰的位置与强度 红外光谱谱图通常以波数（cm^-1）作为横坐标，吸光度或透射率作为纵坐标。我们需要首先确定谱峰的位置和强度。每个谱峰的位置对应着特定的化学键，而谱峰的强度则反映了相应化学键的含量。 2.2 分析功能基团的存在 根据谱峰的位置和强度，我们可以分析样品中的功能基团。常见的功能基团如羰基、羟基、氨基等，在红外光谱上都有明确的特征峰，可以帮助我们快速鉴别样品中是否存在这些基团。 2.3 确定化学键的类型 根据红外光谱的特征谱带，我们可以推测样品中的化学键类型。例如，羰基和酯类化合物在红外光谱谱图上都有独特的吸收峰，可以帮助我们确定样品中是否存在这些键。 三、紫外可见光谱的原理与应用 紫外可见光谱（Ultraviolet-Visible Spectroscopy）是一种通过测量物质对紫外和可见光的吸收来分析样品的技术。它主要用于研究化合物的电子结构和色素的性质。 3.1 原理
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点： ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收2.5～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m 的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核磁共振信号的。共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同： 紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同： 紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同
紫外可见分光光度计和红外光谱仪的异同
紫外可见分光光度计和红外光谱仪是化学和生物学实验室中常用的分 析仪器。它们在分析样品的化学性质方面有着重要作用，但它们在工 作原理、应用范围和技术特点方面存在一些显著的差异。在本文中， 我将针对这两种仪器的异同进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的 文章。 一、紫外可见分光光度计和红外光谱仪的工作原理 1. 紫外可见分光光度计 紫外可见分光光度计是一种利用可见光和紫外光的光度计。它的工作 原理是根据溶液中不同物质对可见光和紫外光的吸收特性来分析样品 的物质含量。当样品通过光束时，其中的化合物会吸收特定波长的光，通过检测光束透过样品后的光强度的变化来确定样品中物质的浓度。 紫外可见分光光度计主要用于分析有色或无色化合物的含量。 2. 红外光谱仪 红外光谱仪则是通过检测物质对红外辐射的吸收来分析样品的结构信息。它的工作原理是利用样品吸收红外光的特性来确定样品的分子结 构和化学键信息。红外光谱仪主要用于分析有机物、无机物和高分子 化合物的结构和成分。 二、紫外可见分光光度计和红外光谱仪的应用范围
1. 紫外可见分光光度计 紫外可见分光光度计主要应用于分析有颜色的物质，如色素、染料、 金属离子和化合物溶液的浓度。它在生物学、医学、环境监测和食品 科学等领域有着广泛的应用。 2. 红外光谱仪 红外光谱仪主要应用于有机物和高分子化合物的结构分析，如聚合物、化学品、药物和食品成分的检测。它在有机化学、药学、材料科学和 生物化学等领域有着广泛的应用。 三、紫外可见分光光度计和红外光谱仪的技术特点 1. 紫外可见分光光度计 紫外可见分光光度计具有操作简单、分辨率高、灵敏度高和成本低的 特点。它适用于快速测定样品中某种物质的含量，但无法提供样品的 结构信息。 2. 红外光谱仪 红外光谱仪具有结构分析能力强、检测灵敏度高和应用范围广的特点。它可以确定样品的分子结构和功能团信息，但操作复杂、分辨率较低，并且对样品的要求较高。 总结回顾：
紫外线和红外线光谱分析技术
紫外线和红外线光谱分析技术是现代科学研究中常用的一种重要技术手段。通过利用光谱分析仪器对样品所产生的光谱进行分析，可以准确地获得样品的化学成分、结构、组成等信息，广泛应用于化学、生物、制药等领域中。 一、紫外线光谱分析技术 紫外线光谱指的是指样品经过紫外线照射后所产生的光谱，这种光谱通常在200至400nm的波长范围内产生，且样品的浓度通常很低，样品数量往往只有微克级别。紫外线光谱分析通常都使用紫外光谱仪进行，通过测量样品在紫外光照射下的吸收特性，可以分析出样品的吸收光谱图像。 常常用于分析制药产业中的药物成分、非天然色素、染料等化合物，以及食品、环保、化工等领域。 二、红外线光谱分析技术
红外线光谱是指样品经过红外线照射后所产生的光谱，通常在4000至400cm^-1的波长范围内产生。样品用于红外线光谱分析的数量相对较少，但测试需要进行大量的预处理工作，通过对样品进行取样、粉碎、压片等处理，在使样品形成透明、平坦的样品片，从而进行红外线光谱分析。 通常用于分析有机化合物的结构，如有机物、聚合物、材料表面状况等。 三、红外线和紫外线光谱分析技术在化学研究中的应用 1. 确定有机物的结构：通过红外线光谱分析可以确定有机物种含基团，了解分子中原子的振动状态，以及不同官能团的位置及其化学配置。而通过紫外线光谱分析，可以了解有机物的共轭体系，使得人们可以将该物属于哪种化学物质做出简单的分类。 2. 活性成分的检测：在制药行业中，对于活性成分的检测是非常重要的。通过红外线光谱分析，可以帮助制药人士更深入了解药物成分，从而为制药行业的发展起到很好的促进作用。同时，通过紫外线光谱分析，也可以检测出药品中的色素、染料等化合物的种类和浓度，保障了药物的质量稳定。
四大光谱
四大光谱介绍 ⑴光具有波粒二象性E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。熟悉波长λ、频率ν、波数、能量E的概念、单位及相互关系。 ⑵熟悉电磁波谱图，包括紫外光区、红外光区的划分。 ⑶了解分子总的能量E的组成，它包括E平动能，电子运动能E电、分子振动能量E振和分子转动能量E转。电磁波(光波)照射物质时，分子要吸收一部分辐射，但是，吸收是量子化的，即只吸收某些特定频率的辐射，吸收的能量可以激发电子到较高的能级或增加分子振动能级和转动能级，从而产生特征的分子吸收光谱。其中电子能级差最大、振动能级差次之，转动能级差最小。只有恰好等于某个能级差时，分子才能吸收。 ⑷了解吸收光谱与分子结构的关系。分子中不同的基团表现出不同的吸收特征，因此，确定分子的吸收光谱可以推测分子可能存在的官能团。 ⑸了解分子能级裂化与光谱的关系。读者要了解吸收光谱的分类，以及电磁波谱区域与相应波谱方法的对应关系。 ①紫外光谱法：波长在200—400nm的近紫外光，激发n及π电子跃迁 ②红外光谱法：波长在2.5—15μm激发振动与转动 ③核磁共振波谱法：波长在无线电波1—1000m激发原子核自旋能级。 质谱不同于以上三谱，不属于吸收光谱。它不是描述一个分子吸收不同波长电磁波的能力，而是记录化合物蒸汽在高真空系统中，受到能量很小的电子束轰击后生成碎片正离子的情况。 ⑹光吸收定律 透射率T=透射光／入射光＝I／I0，吸光度A＝-logT=εbc(L-B定律) ⑺物质吸收谱带的特征 主要特征：位置(波长)及强度(几率) 1、分子轨道形成与ζ,π及n轨道。 读者应习惯于用分子轨道表示分子结构。处在分子轨道中的价电子主要涉及ζ，π，n，价电子的跃迁产生uv：ζ→ζ* π→π* n→n* 其能量次序大致为ζ＜π＜n＜π*＜ζ*据此，可以比较不同类型能级跃迁所需能量的大小，以及与吸收峰波长的关系。 2、电子能级和跃迁类型 ζ→δ* 200nm以下，远红外区，饱和碳氢化合物，例如，CH4λmax＝125nm。 n→π* 200－400nm，近红外区，适用于含杂原子的双键或杂原子上的孤电子对与碳上π电子形成p-π共轭，R带λmax＝310nm。
紫外及红外光谱相关知识简介
紫外： （三）影响紫外可见吸收光谱的因素 1. 共轭效应 ——π→π共轭 长移 ——中间有一个单键隔开的双键或三键，形成大π键。由于存在共轭双键，使吸收峰长移，吸收强度增加的这种效应。 ——两个生色团处于非共轭状态，各发色团独立的产生吸收，总吸收是各发色团吸收加和。 λmax κ 1-己烯 177 104 1.5-己二烯 178 2×104 ——共轭状态, 吸收峰向长波方向移动, 吸收强度增加。醛、酮和羧酸中碳氧双键同烯键之间的共轭作用会使π*轨道能量降低，从而使π→π*跃迁和n →π*跃迁的吸收峰都发生红移。 ——共轭效应越大，向长波方向移动越多。 2. 助色效应—— n —π共轭 长移 ⏹ 助色团与发色团相连时，助色团的n 电子与发色团的π电子共轭，使吸收峰长移， 吸收强度增加的这种效应。 3. 超共轭效应——σ—π共轭 长移 ⏹ 烷基上的σ电子与共轭体系中的π电子共轭，使吸收峰长移，吸收强度增加的这种 效应。 例： C C C C CH 3CH 3 C C C C 超共轭效应比共轭效应的影响小的多 4. 空间位阻 由于空间位阻，防碍两个发色团处在同一平面，使共轭程度降低。吸收峰短移，吸收强度降低的这种现象。 1.某苦味酸胺试样0.0250g ，用95%乙醇溶解并配成1.0 L 溶液，在380 nm 波长处用1.0cm 吸收池测得吸光度为0.760。试估计该苦味酸胺的相对分子质量为多少？(已知在95%乙醇溶液中的苦味酸胺在380 nm 时lg κ =4.13) 2.K2CrO4的碱性溶液在372nm 处有最大吸收，若碱性K2CrO4溶液的浓度为 3.00×10－5mol·L －1，吸收池厚度为1cm ，在此波长下测得透光率是71.6%，计算：（1）该溶液的吸光度；（2）摩尔吸收系数；（3）若吸收池厚度为3cm ，则透光率多大？ λm a x =217 n m λ m a x =226 n m