光谱讲稿详解演示文稿

光谱讲稿详解演示文稿1现在是1页\一共有43页\编辑于星期五优选光谱讲稿2现在是2页\一共有43页\编辑于星期五2.化合物鉴定1)比较光谱的一致性

为消除溶剂效应，应将试样和标样在完全相同的条件下测定其吸收光谱。两个化合物的吸收光谱是否一致2.4定性分析3现在是3页\一共有43页\编辑于星期五可从分子式查化合物名称，λmax、εmax、测定溶剂等UV谱图集共有19000个化合物谱图，附有五种索引①Organicelectronicspectraldata创刊于1960年由Interscience不定期出版收集资料从1946年开始②TheSadlerstandardspectra1967年创刊于美国费城Sadler研究实验室2.4定性分析4现在是4页\一共有43页\编辑于星期五可由生色团查λmax、εmax、测定溶剂和文献也可从λmax查出生色团和lgεmax

④RobertA.FriedelUltravioletspectraofaromaticcompounds.③Handbookofultravioletandvisibleabsorptionspectraoforganiccompounds.平山建三编，共8443个化合物1951年出版，共收集579个光谱图附有化合物各种名称索引和分子式索引可查结构式、溶剂和文献。2.4定性分析5现在是5页\一共有43页\编辑于星期五2)比较λmax和εmax的一致性

两个化合物的结构有差别时，有时它们的λmax相同，但εmax有差别。所以在比较λmax时还须比较εmax。比较某几个吸收峰对应的比值(A1/A2或ε1/ε2)将试样与标样或与文献数据相比较λmax相同，该峰A或ε的比值相差在规定范围内λA1～λA2

相对应的

AA1/AA2

或εA1/εA2

λB1～λB2

相对应的

AB1/AB2

或

εB1/εB2

3)比较最大吸收波长和吸光度比值的一致性若物质的吸收峰较多2.4定性分析6现在是6页\一共有43页\编辑于星期五λA2λB1λB2εB2εB1εA1εA2λA1λA1～λA2

相应的

AA1/AA2

或

εA1/εA2λB1～λB2

相应的

AB1/AB2

或

εB1/εB2

即比较：2.4定性分析7现在是7页\一共有43页\编辑于星期五3.共轭体系的判断R带270nm两个羰基非共轭与丙酮相似,εmax是丙酮的～2倍两个羰基共轭～300nm产生一个R带共轭效应使R

带红移

～400nm有一强吸收K带K带

～400nm，R带～300nm2.4定性分析8现在是8页\一共有43页\编辑于星期五4.确定异构体1)顺反异构体2.4定性分析295.529000280.010500280.028300265.014000295.027000280.013500214.034000198.0260001,2-二苯乙烯1-苯基-1,3-丁二烯肉桂酸丁烯二酸二甲酯λmaxεmaxλ反式>λ顺式9现在是9页\一共有43页\编辑于星期五RKRK2)互变异构体(分子内和分子间氢键)R带吸收，λmax=272nmK带吸收，λmax=243nmR

带吸收，λmax=300nm图2.39酮式100%K带消失R带蓝移烯醇式51%烯醇式为主2.4定性分析10现在是10页\一共有43页\编辑于星期五2.4定性分析利用εmax与浓度的关系，可测得平衡体系中互变异构体的相对含量，从而计算其平衡常数≈250nm为酮式K带图2.39≈320nm烯醇式K带不同溶剂UV图11现在是11页\一共有43页\编辑于星期五溶剂极性对互变异构平衡的影响溶剂极性酮式与烯醇式的相对稳定性在极性溶剂中

1)酮式可与水分子生成溶剂氢键而具有较大的稳定性，平衡向左(酮式)移动在非极性溶剂中

1)烯醇式可生成分子内氢键而具有较大的稳定性，在平衡体系中占优势2)烯醇式不能与水分子生成氢键，在该系统中所占比例极小2)酮式不能生成分子内氢键，在该体系中百分含量很低2.4定性分析12现在是12页\一共有43页\编辑于星期五5.有机化合物摩尔质量测定将具有相同发色团的化合物配制成质量分子数(百分浓度，W，g/L)相同的溶液则化合物摩尔质量越大，发色团在分子中所占的比例越小，吸收强度越弱反之亦然根据这一原理可测定化合物的摩尔质量

A=εC

LM=εLW/A=ε(W/M)L发色团相同的不同化合物，某些UV光谱特征相似2.4定性分析13现在是13页\一共有43页\编辑于星期五6.氢键强度测定溶剂极性增加时，R（n-π*）带将发生蓝移主要原因：n电子与极性溶剂的氢键稳定化作用在极性溶剂和非极性溶剂中n-π*跃迁所需能量差(R带λmax位移值)直接与氢键强度有关通过测定λmax的位移程度可测定氢键强度注意∶这里用的是R带的λmax值，而不是R带的εmax值R带的εmax值很小，不宜用于定量分析2.4定性分析14现在是14页\一共有43页\编辑于星期五环己烷中n-π*跃迁λmax=335nm乙醇中n-π*跃迁λmax=320nmh=6.626×10-34J.s假定溶剂位移全部由于生成氢键所致，试计算该化合物在乙醇中的氢键强度已知亚异丙基酮N0=6.02×1023c=3×108m/s2.4定性分析15现在是15页\一共有43页\编辑于星期五=3.57×105J/mol氢键强度=EH=E乙醇-E环己烷

环己烷中n-π*跃迁λmax=335nm乙醇中n-π*跃迁λmax=320nm解:E=hv=hc/λλ的单位为米时，E

的单位为J/molE环己烷=hcN0/λ=0.119/(335×10-9)=3.74×105J/molE乙醇=0.119

/(320×10-9)=3.74×105-3.57×105=1.7×104J/mol2.4定性分析16现在是16页\一共有43页\编辑于星期五氢键强度

EH=EP-En

p-极性溶剂，n-非极性溶剂

实际上，vanderWaals力作用也会引起光谱特征的变化，但vanderWaals力作用一般比较氢键作用小得多，在计算过程中忽略了它的作用。2.4定性分析17现在是17页\一共有43页\编辑于星期五7.位阻效应测定图2.32位阻效应小位阻效应中等位阻效应大2.4定性分析18现在是18页\一共有43页\编辑于星期五2-5紫外光谱定量分析一.定量分析的基础

Lambert—Beer定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。当c>10-2mol/L时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。A=KCL2.5定量分析19现在是19页\一共有43页\编辑于星期五离解聚合互变异构配合物的形成等在这种情况下，溶液pH对测定有重要影响

溶液中CrＯ42-、Cr2Ｏ72-的颜色及吸光性质不同例：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：吸光质点的浓度可能发生变化，影响吸光度溶液中存在着各种化学平衡时2.5定量分析CrＯ42-

＋2H＋Cr2Ｏ72-

＋H2Ｏ20现在是20页\一共有43页\编辑于星期五2.5定量分析二.定量分析方法1.单一组份的测定

①标准曲线法

A)一次标准加入法在待测溶液中加入少量已知浓度CΔ的待测化合物标准溶液，计算Cx：

条件∶

CΔ

≥100Cx&VΔ

≤0.01Vx

图2.43Cx=[Ax/(Ax+Δ-Ax)]CΔAx/Ax+Δ=Cx/Cx+CΔAx+Δ=εL(Cx+CΔ)Ax=εLCx线性范围②标准加入法：试样较复杂21现在是21页\一共有43页\编辑于星期五B)多次标准加入法

在若干等分试样中分别加入不同量的被测组分标准溶液，使增值分别为0，Ck1,Ck2,……，测对应的吸光度A适合于复杂试样中微量组分的测定绘制A–Ck

校正曲线则

A=εL(Cx+Ck)2.5定量分析22现在是22页\一共有43页\编辑于星期五③差示法(差谱或差示光谱)用一已知浓度的标准溶液作参比，与未知浓度的试样溶液比较，测量A

ΔA控制在0.2～0.8范围之内（浓度C太高时会偏离Lambert—Beer定律）

差示法的关键在于如何选择参比溶液的Cs。测量值：ΔA=As-Ax=εL(Cs-Cx)

As=log(I0/Is)=εLCs

未知溶液Ax=log(I0/Ix)=εLCx浓度为Cs的标准溶液2.5定量分析23现在是23页\一共有43页\编辑于星期五2.5定量分析用比待测溶液浓度Cx

稍低的Cs

标准溶液，调节透光率为100%用比Cx

稍高的Cs

标准溶液，调节透光率为0用比Cx稍高Cs1

或稍低Cs2的两份标准溶液，分别调节透光率为0或100%。204060801000204060801000T,%204060801000204060801000T,%204060801000204060801000T,%xs高吸收法测定高浓度溶液低吸收法测定低浓度溶液精密法测定适中浓度溶液xss1xs224现在是24页\一共有43页\编辑于星期五吸光度A在范围内误差最小。超出此范围，如高浓度或低浓度溶液，其吸光度测定误差较大。尤其是高浓度溶液，更适合用差示法。一般分光光度测定选用试剂空白或溶液空白作为参比，差示法则选用一已知浓度的溶液作参比。该法的实质是相当于透光率标度放大。由示意图可见，差示法实际上起了一种扩大标尺的作用。2.5定量分析25现在是25页\一共有43页\编辑于星期五2.多组份样品的分析在多组分混合溶液中，若各组份之间的吸收峰位相距较远，可视为单组份进行分析。多组份的分析有三种方法∶①解联立方程法②多波长法③导数光谱法2.5定量分析26现在是26页\一共有43页\编辑于星期五①解联立方程法若x，y两组份有重叠可在λ1、λ2处测A1、A2解此联立方程可求得被测样品中Cx和Cy分别测定纯物质x,y在λ1、λ2处的A可求得εx1、εy1、εx2、εy2

A1=Ax1+Ay1λ1处λ2处=εx2

CxL+εy2

CyLA2=Ax2+Ay2=εx1CxL+εy1

CyL2.5定量分析27现在是27页\一共有43页\编辑于星期五②多波长法1951年，B.Chance首先提出用双波长法研究生物化学中的浑浊液分析。1968年，日本研究出商品化双波长分光光度计，此后分光光度法在分析化学中的应用得到迅速发展。

利用切光器使两束具有不同波长的单色光以一定时间间隔交替照射到同一样品池由ΔA

求得待测组分的含量ΔA=Aλ2-Aλ12.5定量分析28现在是28页\一共有43页\编辑于星期五则在λ1和λ2处测得的吸光度分别为∶

A1=ε1C

L+A0只要分别测出λ1和λ2

处的A1和A2，就可求得A组分的含量A2=ε2C

L+A0A0

为背景吸收或光散射可认为它们的A0

相同若λ1、λ2相差不远时=(ε2-ε1)CLΔA=A2-A1ΔA

与被测组份的浓度成正比2.5定量分析29现在是29页\一共有43页\编辑于星期五2.5定量分析图2.47等吸光度点法（作图法）通常将λ2选在吸收峰处双组分无相互干扰等吸收点处λ2适当选择λ1、λ2，可消除干扰组份的吸收双波长测得的是ΔA可不必预先分离或采用其它掩蔽的手段λ130现在是30页\一共有43页\编辑于星期五双波长光度法的优点（与单波长法相比）：③避免比色皿差异引起的误差、不用参比溶液，以试样本身对某一波长λ1的吸光度Ax1作参比，可避免单波长法使用试样及参比两个吸收池时由于吸收池之间的差异所引起的误差；②可消除溶液混浊的干扰；单波长法不能分析浑浊样品①可消除背景吸收及光散射的影响2.5定量分析31现在是31页\一共有43页\编辑于星期五④不经联立方程计算直接测定混合溶液中2～3种相互干扰组分的各自含量；

可见，双波长光谱法显著提高了分光光度法的灵敏度和选择性，并大大扩大了应用范围。

⑤可测量试样溶液的导数光谱。2.5定量分析32现在是32页\一共有43页\编辑于星期五2.6导数光谱法

20世纪20年代，Dymond首先提出把导数技术应用于仪器分析领域。

20世纪50年代初，导数技术开始引入紫外-可见和红外分光光度分析，为分光光度法的发展开辟了一条新的途径。直到20世纪60年代，由于仪器的限制，导数技术的发展比较缓慢

20世纪70年代以来，随着低噪音运算放大器的出现和计算机在分光光度中的应用，简化了获得导数光谱的方法，有力地推动了导数光谱的理论与应用研究的发展。2.6导数光谱33现在是33页\一共有43页\编辑于星期五引入导数技术，扩展了分光光度法的应用范围，在多组分同时测定、浑浊样品分析、消除背景干扰和加强光谱的精细结构以及复杂光谱的辨析等方面，导数分光光度法在一定程度上解决了普通分光光度法难于解决的问题。2.6导数光谱34现在是34页\一共有43页\编辑于星期五一.导数分光光度法的基本原理A(或T)对λ求导图2.47吸收曲线和1～4阶导数2.6导数光谱35现在是35页\一共有43页\编辑于星期五二.重叠吸收带的分辨图2.492.6导数光谱36现在是36页\一共有43页\编辑于星期五2.6