分子吸收光谱2021/2/412第一节电磁波的一般概念一、光的频率与波长光是电磁波，有波长和频率两个特征。电磁波包括了一个极广阔的区域，从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米，甚至千米计的无线电波都包括再内，每种波长的光的频率不一样，但光速都一样即3×1010cm/s。波长与频率的关系为：υ=c/λυ=频率，单位：赫（HZ）；λ=波长，单位：厘米（cm），表示波长的单位很多。如：1nm=10-7cm=10-3μmλ=300nm的光，它的频率为（1HZ=1S-1）¦Ô=c¦Ë=31010cm/s30010-7cm¡Á¡Á=1015s-1频率的另一种表示方法是用波数，即在1cm长度内波的数目。如波长为300nm的光的波数为1/300×10-7=33333/cm-1。2021/2/413二、光的能量及分子吸收光谱1.光的能量每一种波长的电磁辐射时都伴随着能量。E=hυ=hc/λh-普郎克常数（6.626×10-34J.S）2.分子吸收光谱分子吸收幅射，就获得能量，分子获得能量后，可以增加原子的转动或振动，或激发电子到较高的能级。但它们是量子化的，因此只有光子的能量恰等于两个能级之间的能量差时（即ΔE）才能被吸收。所以对于某一分子来说，只能吸收某一特定频率的辐射，从而引起分子转动或振动能级的变化，或使电子激发到较高的能级，产生特征的分子光谱。2021/2/414分子吸收光谱可分为三类：（1）转动光谱分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的跃迁，转动能级之间的能量差很小，位于远红外及微波区内，在有机化学中用处不大。（2）振动光谱分子所吸收的光能引起震动能级的跃迁，吸收波长大多位于2.5~16μm内(中红外区内),因此称为红外光谱。（3）电子光谱分子所吸收的光能使电子激发到较高能级（电子能级的跃迁）吸收波长在100—400nm，为紫外光谱。2021/2/415第二节紫外和可见吸收光谱一、紫外光谱及其产生1．紫外光谱的产生物质分子吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁所产生的吸收光谱称为紫外光谱。×ÏÍâ¹âÆ׵IJ¨³¤·¶Î§Îª100~400nm100~200nm£¨Ô¶×ÏÍâÇø£©200~400nm£¨½ü×ÏÍâÇø£©¿É¼û¹âÆ׵IJ¨³¤·¶Î§Îª400~800nm一般的紫外光谱仪是用来研究近紫外区吸收的。σπλ*2021/2/4162.电子跃迁的类型与电子吸收光谱（紫外光谱）有关的电子跃迁，在有机化合物中有三种类型，即σ电子、π电子和未成键的n电子。电子跃迁类型、吸收能量波长范围、与有机物关系如下：ԾǨÀàÐÍÎüÊÕÄÜÁ¿µÄ²¨³¤·¶Î§ÓлúÎï¦Ò¦Ò*¦Ð*n¦Ò*¦Ð¦Ð*¦Ð*n¦Ð£¨¹ÂÁ¢£©£¨¹²é~150nmµÍÓÚ200nmµÍÓÚ200nm200~400nm200~400nmÍéÌþ´¼£¬ÃÑÒÒÏ©162nm188nm±ûͪ£¨£©£¨£©¶¡¶þÏ©217nm£¨£©255nm£¨£©±½±ûͪÒÒÈ©£¨£©292nm£¨£©£¨£©275nm295nm可以看出，电子跃迁前后两个能级的能量差值ΔE越大，跃迁所需要的能量也越大，吸收光波的波长就越短。2021/2/417二、朗勃特—比尔定律和紫外光谱图1．Lambert-Beer定律当我们把一束单色光（I0）照射溶液时，一部分光（I）通过溶液，而另一部分光被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质的浓度和液层的厚度成正比，这就是朗勃特—比尔定律。用数学式表式为：A=EcL=logIIoA=logIIo：吸光度（吸收度）；c：溶液的摩尔浓度（mol/L）L：液层的厚度；E：吸收系数（消光系数）2021/2/418若化合物的相对分子量已知，则用摩尔消光系数ε=E×M来表示吸收强度，上式可写成。A=cL=logIIo¦Å2021/2/4192．紫外光谱的表示方法应用紫外光谱仪，使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液，分别测得消光系数E或ε。以摩尔消光系数ε或Iogε为纵坐标。以波长（单位nm）为横坐标作图得紫外光谱吸收曲线，即紫外光谱图。如下图：¦Å»òIog¦Å04812200240280320360400¦Ë/nm2021/2/4110在紫外光谱图中常常见到有R、K、B、E等字样,这是表示不同的吸收带，分别称为R吸收带，K吸收带，B吸收带和E吸收带。R吸收带为跃迁引起的吸收带，其特点是吸收强度弱。εmax<100，吸收峰波长一般在270nm以上。K吸收带为跃迁引起的吸收带，其特点为吸收峰很强，εmax>10000。共轭双键增加，λmax向长波...
