儀器分析課后習題答案市公開課特等獎市賽課微課一等獎?wù)n件

第九章習題解答1.試簡述產(chǎn)生吸收光譜原因．解：分子含有不一樣特征能級，當分子從外界吸收能量后，就會發(fā)生對應(yīng)能級躍遷．同原子一樣，分子吸收能量含有量子化特征．統(tǒng)計分子對電磁輻射吸收程度與波長關(guān)系就能夠得到吸收光譜．2.電子躍遷有哪幾個類型？這些類型躍遷各處于什么賠償范圍？解：從化學鍵性質(zhì)考慮，與有機化合物分子紫外－可見吸收光譜相關(guān)電子為：形成單鍵s電子，形成雙鍵p電子以及未共享或稱為非鍵n電子．電子躍遷發(fā)生在電子基態(tài)分子軌道和反鍵軌道之間或基態(tài)原子非鍵軌道和反鍵軌道之間．處于基態(tài)電子吸收了一定能量光子之后，可分別發(fā)生s→s*,s→p*,p→s*,n→s*,p→p*,n→p*等躍遷類型．p→p*,n→p*所需能量較小，吸收波長大多落在紫外和可見光區(qū)，是紫外－可見吸收光譜主要躍遷類型．四種主要躍遷類型所需能量DE大小次序為：n→p*<p→p*

n→s*<s→s*.第1頁普通s→s*躍遷波優(yōu)點于遠紫外區(qū)，＜200nm,p→p*,n→s*躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，波長大致在150－250nm之間，n→p*躍遷波長近紫外區(qū)及可見光區(qū)，波長位于250nm－800nm之間．3.何謂助色團及生色團？試舉例說明．解：能夠使化合物分子吸收峰波長向長波長方向移動雜原子基團稱為助色團，比如CH4吸收峰波長位于遠紫外區(qū)，小于150nm不過當分子中引入-OH后，甲醇正己烷溶液吸收波長位移至177nm，-OH起到助色團作用．當在飽和碳氫化合物中引入含有p鍵不飽和基團時，會使這些化合物最大吸收波長位移至紫外及可見光區(qū)，這種不飽和基團成為生色團．比如，CH2CH2最大吸收波長位于171nm處，而乙烷則位于遠紫外區(qū)．第2頁4.有機化合物紫外吸收光譜中有哪幾個類型吸收帶？它們產(chǎn)生原因是什么？有什么特點？解：首先有機化合物吸收光譜中，假如存在飽和基團，則有s→s*躍遷吸收帶，這是因為飽和基團存在基態(tài)和激發(fā)態(tài)s電子，這類躍遷吸收帶位于遠紫外區(qū)．假如還存在雜原子基團，則有n→s*躍遷，這是因為電子由非鍵n軌道向反鍵s軌道躍遷結(jié)果，這類躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，而且躍遷峰強度比較低．假如存在不飽和C=C雙鍵，則有p→p*,n→p*躍遷，這類躍遷位于近紫外區(qū)，而且強度較高．假如分子中存在兩個以上雙鍵共軛體系，則會有強K吸收帶存在，吸收峰位置位于近紫外到可見光區(qū)．對于芳香族化合物，普通在185nm,204nm左右有兩個強吸收帶，分別成為E1,E2吸收帶，假如存在生色團取代基與苯環(huán)共軛，則E2吸收帶與生色團K帶合并，而且發(fā)生紅移，而且會在230-270nm處出現(xiàn)較弱精細吸收帶（B帶）．這些都是芳香族化合物特征吸收帶．第3頁5.在有機化合物判定及結(jié)構(gòu)推測上，紫外吸收光譜所提供信息含有什么特點？解：紫外吸收光譜提供信息基本上是關(guān)于分子中生色團和助色團信息，而不能提供整個分子信息，即紫外光譜能夠提供一些官能團主要信息，所以只憑紫外光譜數(shù)據(jù)尚不能完全確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，還必須與其它方法配合起來．6.距離說明紫外吸收光譜在分析上有哪些應(yīng)用．解：（１）紫外光譜能夠用于有機化合物定性分析，經(jīng)過測定物質(zhì)最大吸收波長和吸光系數(shù)，或者將未知化合物紫外吸收光譜與標準譜圖對照，能夠確定化合物存在．第4頁（２）能夠用來推斷有機化合物結(jié)構(gòu)，比如確定1,2-二苯乙烯順反異構(gòu)體．（３）進行化合物純度檢驗，比如可利用甲醇溶液吸收光譜中在256nm處是否存在苯B吸收帶來確定是否含有微量雜質(zhì)苯．（４）進行有機化合物、配合物或部分無機化合物定量測定，這是紫外吸收光譜最主要用途之一。其原理為利用物質(zhì)吸光度與濃度之間線性關(guān)系來進行定量測定。第5頁７.異丙叉丙酮有兩種異構(gòu)體：CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3及CH2=C(CH3)-CH2-CO-CH3．它們紫外吸收光譜為:(a)最大吸收波長在235nm處，emax=1L.mol-1.cm-1;(b)220nm以后沒有強吸收．怎樣依據(jù)這兩個光譜來判斷上述異構(gòu)體？試說明理由．解：(a)為a,b-不飽和酮，即第一個異構(gòu)體，因為該分子中存在兩個雙鍵pp共軛體系，吸收峰波長較長，而(b)在220nm以后無強吸收，說明分子中無K吸收帶．故為第二中異構(gòu)體．８．以下兩對異構(gòu)體，能否用紫外光譜加以區(qū)分？（１）（２）第6頁解；能夠，（１）中第一個化合物含有三個共軛雙鍵，最大吸收波長比第二種化合物要長，強度也較高．同理（２）中第二個化合物含有三個共軛雙鍵．9.試預計以下化合物中哪一個化合物lmax最大，哪一個化合物lmax最小，為何？.解：（b)>(a)>

(c)(b)中有兩個共軛雙鍵，存在K吸收帶，(a)中有兩個雙鍵，而(c)中只有一個雙鍵．第7頁10.紫外及可見分光光度計與可見分光光度計比較，有什么不一樣之處？為何？解：首先光源不一樣，紫外用氫燈或氘燈，而可見用鎢燈，因為二者發(fā)出光波長范圍不一樣．從單色器來說，假如用棱鏡做單色器，則紫外必須使用石英棱鏡，可見則石英棱鏡或玻璃棱鏡均可使用，而光柵則二者均可使用，這主要是因為玻璃能吸收