当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.1.1 紫外光谱的基本原理 > 紫外光谱的基本原理
同学们好
今天我们学习有机波谱学基础
有机化合物的结构表征
是从分子水平认识物质的基本手段
是有机化学的重要组成部分
过去
主要依靠化学方法
进行有机化合物的结构测定
其缺点是
费时
费力
试剂的消耗量大
例如
鸦片中吗啡碱结构的测定
从1805年开始研究
直至1952年才完全阐明
历时147年
而现在的结构测定
采用现代仪器分析法
其优点是
省时
省力
准确
试剂消耗量是微克级的
它不仅可以研究分子的构造
而且还能探索到分子间
各种聚集态的构型和构象
对生命科学
材料科学的发展
是极其重要的
对有机化合物的研究
应用最为广泛的是
紫外光谱
红外光谱
核磁共振谱和质谱
我们将在后面的课程逐一学习
这节课先学习紫外光谱
利用紫外可见吸收光谱
来进行定量分析
由来已久
可追溯到古代
公元60年
古希腊利用五味子浸液
来估计醋中铁的含量
这一方法最初是运用人眼来进行检测
所以又称比色法
17世纪著名的朗伯比尔定律发表后
紫外可见吸收光谱法应用更加广泛
与其它各种仪器分析方法相比
紫外可见吸收光谱法
所用的仪器价廉
操作简单
且分析速率较快
在有机化合物的鉴定
结构分析和纯度检查中应用较多
我们将从紫外光谱的基本知识
紫外光谱与有机分子结构
最大吸收波长的影响因素
经验规则计算最大吸收波长
紫外光谱在有机分子结构分析中的应用
几个方面
介绍紫外吸收光谱
现在学习紫外光谱的基本知识
紫外可见光谱的波长范围
是10-800 nm
10-200nm是真空紫外区
辐射易为空气中的氮
氧吸收
必须在真空中才可以测定
对仪器要求高
200-400nm是普通紫外区
空气无吸收
在有机结构分析中最为有用
400-800nm是可见光区
有色物质有吸收
属于可见光谱研究范围
在分子中用分子轨道
来描述其中电子的状态
组成分子的两个原子
其原子轨道线性组合
就形成了两个不同的分子轨道
其中轨道能量低的为成键分子轨道
能量高的为反键分子轨道
组成键的两个电子
均在能量低的成键分子轨道中
此状态为分子的基态
当分子受到紫外光的照射
并且紫外光的能量恰好
等于分子基态与高能态能量的差额时
就会发生能量转移
从而使电子发生跃迁
成键的两个电子分别处在成键分子轨道
和反键分子轨道时
分子便处在高能态的激发态
有机分子中电子种类
有形成单键的σ电子
形成双键的 π电子
和未成键的n电子
由于紫外光吸收
引起的电子跃迁主要有以下几种
σ到σ* 跃迁
n到σ* 跃迁
π到π*跃迁
n到π* 跃迁
各种跃迁所需的能量跃迁顺序为
σ到σ*
>n到σ*
>π到π*
>n到π*
跃迁能量越大
则吸收光的波长越短
只有最后两种跃迁的能量小
相应波长出现在近紫外区
甚至可见光区
且对光的吸收强烈
是我们研究的重点
这是4-己酮酸的紫外光谱图
由横坐标
纵坐标和吸收曲线组成
横坐标表示吸收光的波长
用nm为单位
纵坐标表示光的吸收强度
可以用吸光度
透过率
吸收系数中的任何一个来表示
为什么紫外光谱是宽的带状谱
电子能级间跃迁的同时
总伴随有振动
和转动能级间的跃迁
紫外光谱中总包含有振动能级
和转动能级间跃迁
产生的若干谱线而呈现宽谱带
曲线上的各个峰叫吸收峰
峰越高
表示物质对相应波长的
光的吸收程度越大
其中最高的那个峰叫最大吸收峰
它的最高点所对应的波长叫最大吸收波长
用λmax表示
通常将在最大吸收波长处
测得的摩尔吸收系数称之为ε max
也作为定性的依据
这是分析紫外光谱图的两个重要参数
有机化合物的最大吸收波长
和最大摩尔吸收系数
在不同溶剂中略有差异
因此
有机物的紫外吸收谱图
应标明所使用的溶剂
在4-己酮酸的紫外光谱图中
用的95%的乙醇作为溶剂
那么下面四种化合物中
哪几种可用作测定紫外光谱的溶剂
环己烷
乙醇
丙酮
碘甲烷
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
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