有机化合物的紫外吸收光谱有1种类型吸收带。根据查询相关公开信息显示,吸收带是指吸收峰在紫外光谱中的波带位置,化合物的结构密切相关,根据大量实验数据的归纳及电子跃迁和分子轨道的种类有1种类型吸收带。
紫外可见吸收光谱产生的原理是:紫外可见吸收光谱是由于分子吸收紫外或者可见光后发生价电子的跃迁所引起的。
由于远紫外区域的测试条件严苛,仪器复杂,因此一般不用此波段光进行测量。现在主流的仪器基本都可实现波长范围覆盖近紫外、可见、近红外、中红外光区的测试,并尽可能降低在近红外、中红外光区的噪音。在实际应用中,更多的材料还是测试波长200-800nm范围。
光的本质是一种电磁波,光的波长越短、频率越高,其能量越大。根据光波长的长短,可将光划分为不同区域,光子是光的能量载体。光谱则是描述某种特定光的波长(单个光子能量)和强度(光子的密度)之间的关系的图谱。
在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时,这些电子就会跃迁到较高的能级,此时电子所占的轨道称为反键轨道,而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。
在紫外吸收光谱中,电子的跃迁有σ→σ、n→σ、π→π和n→π四种类型,各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小: σ→σ>n→σ>π→π>n→π。
紫外可见光谱性质
1、同一浓度的待测溶液对不同波长的光有不同的吸光度。
2、对于同一待测溶液,浓度愈大,吸光度也愈大。
3、对于同一物质,不论浓度大小如何,最大吸收峰所对应的波长相同,并且曲线的形状也完全相同。
这是因为分子振动能级的能级差为005~1 eV,转动能级的能差小于005 eV,都远远低于电子能级的能差,因此当电子能级改变时,振动能级和转动能级也不可避免地会有变化,分辨率不高的仪器测出的谱图,由于各种谱线密集在一起,往往只看到一个较宽的吸收带。
若紫外光谱在惰性溶剂的稀溶液或气态中测定,则图谱的吸收峰上因振动吸收而会表现出锯齿状精细结构。降低温度可以减少振动和转动对吸收带的贡献,
因此有时降温可以使吸收带呈现某种单峰式的电子跃迁。
溶剂的极性对吸收带的形状也有影响,通常的规律是溶剂从非极性变到极性时,精细结构逐渐消失,图谱趋向平滑。
扩展资料
紫外吸收光谱,带状光谱,分子中存在一些吸收带已被确认,其中有K带、R带、B带、E1和 E2带等。
K带是二个或二个以上π键共轭时,π电子向π 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为π→π 。
R带是与双键相连接的杂原子(例如C=O、C=N、S=O等)上未成键电子的孤对电子向π 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 n→π 。
E1 带和E2 带是苯环上三个双键共轭体系中的π电子向π反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 π→π 。
B带也是苯环上三个双键共轭体系中的π→π 跃迁和苯环的振动相重叠引起的,但相对来说,该吸收带强度较弱。
以上各吸收带相对的波长位置由大到小的次序为:R、B、K、E2、 E1 ,但一般K和E带常合并成一个吸收带。
参考资料来源:百度百科-紫外可见吸收光谱
1发色团
分子中能吸收紫外光或可见光的结构系统叫做发色团或生色团。象C=C、C=O、C≡C等都是发色团。
发色团的结构不同,电子跃迁类型也不同。一般有π→π或n→π跃迁。
2助色团
有些原子或基团,本身不能吸收波长大于200 nm的光波,但它与一定的发色团相连时则可使发色团所产生的吸收峰向长波长方向移动,并使吸收强度增加,这样的原子或基团叫做助色团。一般指带有非键电子对的基团,如-OH、-OR、-NHR、-SH、-CI、-Br、 -I等。
3蓝移和红移
某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向长波长移动的现象称为长移或红移(redshift);相反,使吸收峰向短波长移动的现象称为短移或蓝移(紫移)(blue shift)。
4浓色效应和淡色效应
使吸收强度增加的现象称为浓色效应或增色效应(hyperchromic effect);使吸收强度降低的现象称为淡色效应或减色效应(hypochromic effect)。
5吸收光谱
又称吸收曲线,以波长(nm)为横坐标,以吸光度A或吸收系数ε为纵坐标。光谱曲线中最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁时所吸收光线的波长称为λmax。和λmax相应的摩尔吸收系数为εmax。εmax>104的吸收峰为强带。εmax<103的吸收峰为弱带。曲线中的谷称为吸收谷或最小吸收(λmin),有时在曲线中还可看到肩峰(sh)。
二、吸收带
在紫外光谱中,吸收峰在光谱中的波带位置称为吸收带。根据电子跃迁及分子轨道的种类,可将吸收带分为四种类型。在解析光谱时,可以从这些吸收带的类型推测化合物的分子结构。1R带它是由n→π跃迁产生的吸收带,是含杂原子的不饱和基团,如C=O,-NO2,-NO,-N═N-等发色团的特征。特点n→π跃迁的能量最小,处于长波方向,一般λmax>270 nm跃迁的几率小,吸收强度弱,ε<1002K带(共轭基团),它是由共轭体系的π→π跃迁产生的。K吸收带是共轭分子的特征吸收带,因此用于判断化合物的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最多的吸收带。特点:吸收峰的波长小于R带,一般λmax:210~250 nm(随着共轭双键的增加,吸收峰红移)跃迁的几率大,吸收强度大,ε>104。在芳香环上如有发色团取代时,也会出现K带。苯乙烯λmax=248nm;εmax=14x104;K带苯甲醛λmax=249 nm;εmax=11x104;K带3B带(苯型谱带)。它是芳香族化合物的特征吸收带。是由苯环本身的振动及闭合环状共轭双键π→π跃迁而产生的吸收带,又称苯的多重吸收。特点:a在230~270 nm呈现一宽峰,中心λmax=256 nm,且具有精细结构(在极性溶剂中测定或苯环上有取代基时,精细结构消失)b是弱吸收,εmax=220。4E带(乙烯型谱带)它是芳香族化合物的另一特征吸收带。E带可分为E1及E2两个吸收带,二者可以分别看成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的也属π→π跃迁。E1带:λmax184nm左右,强吸收,ε≈47x104,由苯环内乙烯键上的π电子被激发所致。E2带:λmax203nm处,中强吸收,ε≈7x103由苯环的共轭二烯所引起。当苯环上有发色团取代且与苯环共轭时,E2常常与K带合并,同时吸收峰向长波移动。
三、Lambert-Beer定律
Lambert-Beer定律是物质对光吸收的基本定律,是分光光度法定量分析的依据和基础。04紫外-可见吸收光谱与分子结构
化合物的UV-Vis特征,主要取决于分子中发色团与助色团以及它们之间的共轭情况, UV-Vis光谱在研究化合物的结构中,可以推定分子的骨架,判断发色团之间的共轭关系和估计共轭体系中取代基的种类、位置和数目。
1有机化合物的紫外吸收光谱
11饱和化合物
1)饱和烃类化合物:只含有单键(σ键),只能产生σ→σ跃迁,吸收带位于远紫外区,如甲烷和乙烷的吸收带分别在125 nm和135 nm。在近紫外区(200~400 nm)没有吸收(透明),因此在紫外吸收光谱中常用作溶剂。
2)含有杂原子的饱和化合物:除了σ→σ跃迁,还有n→o跃迁,其吸收带在近紫外区的也不多,但若作溶剂使用,可能在200 nm以上出现末端吸收,会增强或影响被测组分在该区域的吸收,从而产生测量误差。因此测定波长须大于溶剂的截止波长。
12 不饱和化合物
1)简单的不饱和化合物:由于含有元键而具有π→π跃迁,π→π跃迁能量比σ→σ小,但对于非共轭的简单不饱和化合物跃迁能量仍然较高,吸收峰位于远紫外区。如最简单的乙烯化合物,吸收峰在170 nm附近,ε≈104若C=C双键上连接的H原子被烷基取代,可产生σ~π超共轭效应,吸收峰红移,烷基取代数越多,红移值越大。若C=C双键上连接的H原子被助色团取代,π→π吸收将发生红移,甚至移到紫外光区。原因是助色团中的n电子可以产生p-π共轭,使π→π跃迁能量降低。
2)共轭烯烃:在同一分子中,若两个生色团只隔一个单键则形成共轭体系,共轭体系中两个生色团相互影响,其吸收光谱与单一生色团相比,有很大改变:即吸收峰红移,吸收强度增加。共轭体系越长,吸收峰红移越显著。
3)α,β-不饱和羰基化合物在α,β--不饱和醛、酮、酸、酯中,由于 C=O与C=C共轭,使n→π、π→π跃迁红移。π→π:~200 nm至215~250 nm(ε>104) n→π:~280 nm至310~350 nm(ε<100)芳香族化合物在近紫外区显示特征的吸收光谱。苯是最简单的芳香族化合物,具有环状共轭体系,在紫外光区有E1,E2带和B带三个吸收带,都是由π→π跃迁产生的。B带是芳香族化合物的特征,对鉴定芳香族化合物很有价值。在苯环上引入取代基,会使苯的π→元跃迁引起的各吸收带发生位移。苯环上有取代基时,一般引起B带的精细结构消失,并且各谱带的λmax发生红移, εmax值通常增大。
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