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下一节:动画:吸收光谱曲线对物质的定性分析

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视频课程教案、知识点、字幕

同学们好

下面我们讲述分子结构

与紫外吸收光谱

第四节分子结构与紫外吸收光谱

一、有机化合物的紫外吸收光谱

1、饱和烃

饱和碳氢化合物

只有σ-σ*跃迁

一般在远紫外区(10-200nm)

才有吸收带

吸收带位于真空紫外区

这类化合物在200-800nm范围内

无吸收带

在紫外吸收光谱分析中

常用作溶剂

甲烷CH4:λmax=125nm

乙烷C2H6:λmax=135nm

当饱和单键碳氢化合物中的

氢被氧、氮、卤素、硫等

杂原子取代时

由于这类原子中有n电子

n电子较σ电子易于激发

使电子跃迁所需能量降低

发生红移

例:甲烷λmax=125nm

二碘甲烷:λmax= 292nm

三碘甲烷:λmax=349nm

2、不饱和脂肪烃

(1)简单的不饱和化合物

不饱和化合物由于含有π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

位于真空紫外区

最简单的乙烯化合物

在165nm处有一个强的吸收带

当烯烃双键上引入助色基团时

π→π* 吸收将发生红移

甚至移到紫外光区

原因是助色基团中的

n电子可以产生p-π共轭

使π→π* 跃迁能量降低

烷基可产生超共轭效应

也可使吸收红移

不过这种助色作用很弱

(2)共轭双烯

当两个生色基团在同一个分子中

间隔有一个以上的亚甲基

分子的紫外光谱往往是

两个单独生色基团光谱的加和

若两个生色基团间

只隔一个单键则成为共轭系统

共轭系统中两个生色基团

相互影响

其吸收光谱与单一生色基团

相比有很大改变

共轭体越长

其最大吸收越移向长波方向

甚至到可见光部分

并且随着波长的红移

吸收强度也增大

π-π*跃迁

共轭时有K吸收带

大于5个以上π键共轭时

λmax落在可见区

3、芳香烃

B带(精细结构):230-270nm

有精细结构

E带:185nm和204nm有吸收峰

4、羰基化合物

n→π*,π→π*

n→σ* 三个吸收带

(1)醛酮类化合物

乙烷:135nm;σ-σ*

乙烯:165nm;π→π*

丙酮:280nm; n→π* (R带)

(2)α,β-不饱和醛酮类化合物

n→π*,R带红移,320-340nm;

π→π*,K带红移,220-240nm

5、羧酸及其衍生物

n-π*共轭

使π*轨道的能量提高

E↑,λmax↓,紫移至210nm

二、无机化合物的电子光谱

一些无机物也产生紫外

可见吸收光谱

其跃迁类型包括电荷迁移跃迁

以及配位场跃迁

(d-d跃迁和 f-f 跃迁)。

1、电荷迁移跃迁

一些同时具有电子

给予体(配位体)

和接受体(金属离子)的无机分子

在吸收外来辐射时

电子从给予体跃迁至

接受体所产生的光谱

εmax 较大 (10的四次方以上)

可用于定量分析。

2、 配位场跃迁

过渡元素的 d

或 f 轨道为简并轨道

当与配位体配合时

轨道简并解除

d 或 f 轨道发生能级分裂

如果轨道未充满

则低能量轨道上的

电子吸收外来能量时

会跃迁到高能量的 d 或f 轨道

从而产生吸收光谱

吸收系数εmax 较小10的二次方左右

很少用于定量分析

多用于研究配合物结构

及其键合理论

本节课我们讲述了

有机化合物的紫外吸收光谱

无机化合物的电子光谱

同学们再见

仪器分析课程列表:

1.绪论

-1.1绪论

--知识点导入

--教学目标

--教学视频

--课件PPT

--讨论:仪器分析和化学分析的区别与联系

--讨论:很多仪器分析方法的开创者曾获得诺贝尔奖,试介绍一位

--小结

-1.2 分析仪器的性能参数表征

--精密度

--灵敏度

--稳定性

--分辨率

--响应时间/速度

--检出限和动态响应范围

--定量分析方法

--电子天平的正确使用与维护

-1.3 仪器分析实验室安全

--仪器分析地位与作用

--实验室安全

--实验室用水

--常用器皿的洗涤

--气体钢瓶的使用及注意事项

--控制和消除误差的方法

-章节测验

--章节测验

2.紫外-可见吸收光谱法

-2.1 概述

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:分子吸收光谱的产生形式有哪些?

--小结

-2.2 基本原理

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:紫外吸收光谱法测量原理

--讨论: 有机化合物的价电子跃迁有几种类型?

--小结

-2.3 吸收带波长位置的影响因素

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:何为溶剂效应?

--小结

-2.4 分子结构与吸收光谱

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:吸收光谱曲线对物质的定性分析

--讨论:何为助色团和生色团?

--小结

-2.5 紫外-可见分光光度计及其应用

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:紫外吸收光谱法外标法分析操作

--动画:紫外-可见分光计使用介绍

--讨论:比较单光束、双光束、双波长分光光度计的异同

--小结

-2.6 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-2.7 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--723C可见分光光度计操作规程

--TU-1810紫外-可见分光光度计操作规程

--T6紫外可见分光光度计操作规程

-章节测验

--章节测验【紫外可见光分光光度法】

3.红外吸收光谱法

-3.1 基本知识

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:分子的基本振动形式

--讨论:红外光谱定性分析的基本依据是什么?

--小结

-3.2 红外吸收光谱仪及其应用

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:红外吸收光谱仪工作原理

--动画:迈克尔逊干涉仪原理

--讨论:在红外光谱法中常用的溶剂有哪些?

--小结

-3.3 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-3.4 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--Nicolet is5红外光谱仪操作规程

--PerkinElmer 红外光谱仪操作规程

-章节测验

--章节测验

4.原子吸收光谱法

-4.1 概述

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:原子吸收光谱法与紫外可见分光光度法比较

--小结

-4.2 基本理论

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:简述原子吸收光谱产生的基本原理有哪些?

--小结

-4.3 原子吸收分光光度计

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:原子吸收光谱法(火焰法)分析过程

--动画:原子吸收光谱法(火焰法)工作原理

--动画:原子吸收光谱法(石墨炉法)工作原理

--讨论:简述原子吸收分光光度计的工作原理

--小结

-4.4 干扰及其消除方法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:原子吸收光谱法存在哪些主要的干扰?如何尽可能的减少或消除?

-4.5 原子吸收分析方法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:原子吸收燃烧器高度对火焰法测定的影响

--讨论:简述标准加入法和标准曲线法的异同及其使用注意事项。

-4.6 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-4.7 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--TAS-990AFG型火焰原子吸收分光光度计操作规程

--TAS-990AFG型石墨炉原子吸收分光光度计操作规程

-章节测验

--章节测验

5.电位分析法

-5.1 概述

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:概述

-5.2 离子选择性电极

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:离子选择性电极(1)

--视频:离子选择性电极(2)

--讨论:电分析方法的优点有哪些?

-5.3 直接电位法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:直接电位法

--讨论:液接电位产生的原因是什么?

-5.4 电位滴定法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:电位滴定法

--讨论:盐桥的使用条件是什么?

-5.5 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-5.6 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--PHS-3C型pH计操作规程

--ZDJ-400全自动多功能滴定仪操作规程

-章节测验

--章节测验

6.色谱分析导论

-6.1 色谱分析法概述

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:依据流动相的差异,色谱分析法可分为哪几类?

--讨论:色谱图中可以得到什么哪些信息?

--小结

-6.2 色谱分析基本理论

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:塔板理论

--讨论:速率理论

--讨论:如何提高分离效果?

--讨论:色谱分离的本质是什么?

--讨论:根据速率理论,色谱分析中影响塔板高度的因素有哪些?

--小结

-6.3 色谱分析定性定量方法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论:色谱分析的定性分析方法有哪些?

--讨论:色谱分析中,常用的定量分析方法有哪些?

--讨论:如何利用外标法获得待测组分的含量?

--小结

-6.4 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-章节测验

--章节测验

7.气相色谱法

-7.1 气相色谱仪

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:气相色谱系统工作原理

--动画:FID检测器工作原理

--讨论交流:什么是气相色谱法?有何特点?如何进行气相色谱法的分类?

--讨论交流:气相色谱仪由哪些部件组成?各部件的功能是什么?

--讨论交流:简述TCD和FID检测器的工作原理,各适用于检测哪些类型物质?

--知识小结

-7.2 气相操作条件的选择与应用

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:分流与不分流进样

--讨论交流:气相色谱分析中,需要选择的操作条件有哪些?应如何进行选择?

--讨论交流:程序升温

--讨论交流:试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题

--知识小结

-7.3 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-7.4 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--分析方法的建立

--Agilent-7890气相色谱仪操作规程

--岛津GC2014A气相色谱仪操作规程

--赛默飞TRACE 1300气相色谱仪操作规程

--全自动氢气发生器的使用

-章节测验

--章节测验

8.高效液相色谱法

-8.1 高效液相色谱的特点与仪器

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--动画:液相色谱系统工作原理

--动画:六通进样阀工作原理

--动画:DAD检测器工作原理

--讨论交流:液相色谱仪为什么要采用高压?

--讨论交流:液相色谱与气相色谱有何异同点?

--讨论交流:HPLC由哪些部件组成?各部件具有什么功能?

--讨论交流:HPLC分析中常用的检测器有哪些?

--知识小结

-8.2 液相分离主要类型及其原理

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论交流:HPLC分离原理

--讨论交流:如何根据样品分析实际确定合适的分离类型?

--讨论交流:离子色谱法

--知识小结

-8.3 液相色谱的固定相与流动相

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论交流:正相色谱与反相色谱

--讨论交流:液相色谱流动相在选择时应注意哪些问题?

--知识小结

-8.4 液相操作条件的选择与应用

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频

--讨论交流:HPLC分析中,影响HPLC分离的因素有哪些?如何优化选择?

--讨论交流:HPLC梯度洗脱优化原则是什么?与气相色谱的程序升温有何异同点?

--知识小结

-8.5 知识总结与典型例题

--知识总结

--典型例题

-8.6 知识拓展

--发展史话

--典型应用

--Agilent 1260高效液相色谱仪操作规程

--Agilent1100高效液相色谱仪操作规程

--Waters2695 高效液相色谱仪操作规程

--岛津LC-20ATvp高效液相色谱仪操作规程

-章节测验

--章节测验

9.其他分析方法(选修)

-9.1 分子发射光谱法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:分子发射光谱法

--视频:荧光光谱及分析方法

--讨论:荧光分析仪的单色器和检测器

-9.2 质谱法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:质谱法

--动画:气质联用仪工作原理

--动画:EI离子源工作原理

--动画:四级杆分析器工作原理

--讨论:质谱有哪些常用的离子源,比较它们各自特点和应用范围。

--知识总结

--典型例题

--气相色谱-质谱联用技术发展史话

--气相色谱-质谱联用技术的典型应用

--Agilent 7890-5975气质联用仪操作规程

-9.3 核磁共振波谱法

--知识导入

--教学目标

--课件

--视频:核磁共振波谱法

--讨论:嵌段共聚物中嵌段单元组成比的分析

--小结

--典型例题

-章节测验

--章节测验【荧光法】

10.虚拟仿真训练

-10.1虚拟仿真实验项目

--虚拟仿真实验项目介绍

期末考试

-期末考试

视频笔记与讨论

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