电磁基本概念

1、电磁波谱的一般概念1012101010810610410210010-210-410-6能量/calmol-110-1410-1210-1010-810-610-410-2100102104波长/m1022102010181016101410121010108106104频率/Hz宇宙线射线射线紫外红外微波无线电 电磁波谱区域表示光波波长的单位：1nm=10-7cm=10-3m所有这些波都具有相同的速度：31010cm/s频率、波长、速度的关系式：scmccmcmHzc/1031)(10即速度：单位：波长长度内波的数目波数：赫单位：频率电磁辐射时伴随着能量，分子吸收辐射就获得能量。获得能量的多

2、少取决于辐射的频率，频率越高（波长越短）能量越大。h EE：获得的能量，是量子化的。只有当光子的能量恰等于两个能级之间的能量差时才能被吸收h：planck常数，6.62610-3J/S 1m =100cm = 103mm =106m =109nm =1010分子吸收光谱可分为三类：1.转动光谱2.振动光谱 3.电子光谱在转动光谱中分子所吸收的能量只引起分子转动能级的变化，使分子从较低的能级激发到较高的能级。转动光谱是由彼此分开的谱线所组成。由于分子转动能级之间能量差很小，所以转动光谱位于电磁波谱中的长波部分，即在远红外区及微波区域内。在振动光谱中分子所吸收的光能引起振动能级的变化。分子中振动能

3、级之间的能量要比同一振动能级中转动能级之间能量差大100倍。振动能级的变化常伴随转动能级的变化。振动光谱是由一些谱带组成。大多在中红外区内，为红外光谱。在电子光谱中分子所吸收的光能使电子激发到较高的能级。使电子能级发生变化所需要的能量为使振动能级发生变化所需能量的10-100倍。电子能级发生变化时同时发生振动和转动能级的变化，因此从一个电子能级转变到另一个时，产生的谱线不是一条，而是无数条，所以一般把吸收带中吸收强度最大的波长表示出。电子光谱在可见及紫外区域内出现。 分子具有转动能量分子具有转动能量Er, 振动能量振动能量Ev, 电子电子能量能量Ee. 转动能量最小转动能量最小,一般为百分之几

4、电子伏特一般为百分之几电子伏特. 振动能量较大振动能量较大,一般为十分之几电子伏特一般为十分之几电子伏特. 电子能量最大电子能量最大,一般为几个电子伏特一般为几个电子伏特. 紫外和可见吸收紫外和可见吸收光谱简介光谱简介紫外光的波长范围：4400nm其中200400nm 近红外，紫外光谱仪工作范围4200nm 远红外，易被空气中的O2和CO2所吸收 分子吸收近紫外区的光能后，使某些基态的电子跃迁到较高能级的空轨道去，称为激发态。 有机物中三种价电子（键、键和单电子n）发生跃迁时，吸收不同波长的光。通过一起测定并记录下吸收的光谱，则为紫外吸收光谱。*n*图8-2 电子跃迁能量示意图* * *n *

5、n*E 与电子吸收光谱有关的电子跃迁主要有三种： 1、 *跃迁 需要相当高的能量，200nm以下的紫外区，超出一般紫外光谱仪的工作范围，需要真空紫外光谱仪。2、n电子跃迁：N、O、S、X等孤电子的跃迁 n -*，在200nm以上例如，在275-295nm吸收 n - * 跃迁C=O2002402803200128416/nm（1） 丙酮在环己烷溶液中的紫外光谱图3、-*跃迁 乙烯分子中电子吸收光能量跃迁到*轨道，吸收带在远紫外区。当双键上的氢逐个被取代后，由于共轭作用，吸收带向长波方向移动。共共轭轭多多烯烯化化合合物物的的吸吸收收光光谱谱化合物乙烯基数目max/nmmax颜色乙烯116215000丁二烯221720900己三烯325835000二甲基辛四烯429652000癸五烯5335118