紫外吸收光譜與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)關(guān)系

紫外吸收光譜與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)關(guān)系一、光的基本特性波動(dòng)性：光是一種輻射，傳播不需要介質(zhì)。

頻率（Hz）

波數(shù)（cm-1）c=0.998×1010cm·s-1粒子性：光是由光子組成的，具有能量h=6.626×10-34J·s二、光的吸收光與物質(zhì)的相互作用方式很多，包括發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等。當(dāng)一束光照射到某物質(zhì)或某溶液時(shí)，組成該物質(zhì)的分子、原子或離子等粒子與光子發(fā)生作用，由低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化為高能量狀態(tài)，即發(fā)生躍遷現(xiàn)象。物質(zhì)對(duì)光的吸收過(guò)程：

M(基態(tài))+hν→M*(激發(fā)態(tài))有能量傳遞無(wú)能量傳遞三、紫外-可見(jiàn)吸收光譜產(chǎn)生的機(jī)理

光子作用于物質(zhì)分子時(shí)，如果光子的能量與物質(zhì)分子的電子能級(jí)間的能級(jí)差滿足下式，則發(fā)生電子能級(jí)的躍遷。

只有用紫外-可見(jiàn)光譜區(qū)域的光照射分析，才會(huì)發(fā)生電子能級(jí)躍遷。因此，在光吸收過(guò)程中，基于分子中電子能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的光譜稱為紫外-可見(jiàn)吸收光譜。四、有機(jī)化合物分子的電子躍遷

紫外-可見(jiàn)吸收光譜是由于分子中電子躍遷而產(chǎn)生的，有機(jī)化合物分子中通常有三類電子：形成單鍵的б電子、形成不飽和鍵的π電子和未成鍵的n電子。

當(dāng)它們吸收一定能量后，這些電子將躍遷到較高的能級(jí)(激發(fā)態(tài))，此時(shí)電子所占的軌道稱為反鍵軌道。

σ<π<n<π*

<σ＊

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?/p>

ΔΕn→π＊

<ΔΕ

π→π＊

<ΔΕ

n→σ＊

<ΔΕ

σ→σ＊

四種電子躍遷σ→σ*：這是所有有機(jī)化合物都可以發(fā)生的躍遷類型。這類躍遷所需的能量最大，因而所吸收的輻射波長(zhǎng)最短，處于小于200nm的真空紫外區(qū)。n→σ*：含有雜原子（如N、O、S、P和鹵素原子）的有機(jī)化合物都會(huì)發(fā)生這類躍遷。ΔE

n→σ＊<ΔEσ→σ＊π→π*：含有不飽和鍵的有機(jī)化合物都會(huì)發(fā)生這類躍遷。吸收波長(zhǎng)在200nm附近。εmax=1.0×104L·mol-1·cm-1n→π*：含有不飽和雜原子基團(tuán)的有機(jī)物既有π電子，又有n電子，可以發(fā)生這類躍遷。n→π*躍遷所需的能量最低，因此吸收輻射的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，一般在近紫外區(qū)，甚至可見(jiàn)區(qū)（200-400nm）。εmax=10～100

L·mol-1·cm-1。摩爾吸光系數(shù)的顯著差別，是區(qū)別π→π*和n→π*躍遷的方法之一。最有用五、生色團(tuán)和助色團(tuán)生色團(tuán)：最有用的紫外-可見(jiàn)光譜是由π→π＊和n→π＊躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有π鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成。助色團(tuán)：有一些含有n電子的基團(tuán)(如—OH、—OR、—NH２等)，它們本身沒(méi)有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n→π＊共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加)，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。六、紅移和藍(lán)移紅移：使化合物的吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象。藍(lán)移：使化合物的吸收峰向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象。七、影響紫外-可見(jiàn)吸收光譜的因素共軛效應(yīng)：由于共軛后π電子的運(yùn)動(dòng)范圍增大，引起π*軌道的能量降低，π→π*躍遷的能級(jí)差ΔΕ減少，吸收光譜產(chǎn)生紅移，同時(shí)εmax增大。共軛鍵數(shù)目越多，紅移現(xiàn)象越顯著。共軛鍵：有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中由一個(gè)單鍵隔開(kāi)的兩個(gè)雙鍵。以C=C-C=C表示。溶劑效應(yīng)：