紫外吸收光谱的原理是什么??

如题所述

紫外吸收光谱的原理是什么?
紫外吸收光谱法的基本原理是电子跃迁。最常遇到的电子跃迁类型包括:
1. 发色团、助色团和吸收带
发色团是指具有跃迁的不饱和基团,这类基团与不含非键电子的饱和基团成键后,使化合物的最大吸收位于200nm或200nm以上,摩尔吸光系数较大(一般不低于5000)。简单的生色团由双键或三键体系组成。发色团的不同类型有机化合物的电子吸收光谱包括:
- 乙烯及其衍生物:简单无环烯烃,如乙烯的跃迁的最大吸收在180nm附近,有烷基取代基时,由于碳原子的sp2杂化,最大吸收略有红移。
- 多炔和烯炔烃:简单三键的跃迁在175nm处有最大吸收,摩尔吸光系数约为6000。
- 羰基化合物:羰基化合物与二烯类、非极性不饱和化合物不同,前者的吸收带强烈地受到溶剂性质的影响,且随α取代基的增加,跃迁的吸收带逐渐红移。
- 芳李竖烃和杂环化合物:饱和五元和六元杂环化合物在200nm以上的紫外可见区没有吸收,只有不饱和的杂环化合物即芳香杂环化合物在近紫外区有吸收。
- 偶氮化合物:含—N=N—键的直链化合物产生的低强度的吸收带位于近紫外区和可见区。
助色团是指带有孤对电子的基团,如—OH、—OR、—NH2、—NHR、—Cl、—Br—I等。它们本身不会使化合物分子产生颜色或者不能吸收大于200nm的光,但当它们与发色团相连时,能使发色团的吸收带波长(λmax)向长波方向移动,同时使吸收强度增加。
红移、红移、增色效应和减色效应在有机化合物中,因取代基的引入或溶剂的改变而使最大吸收波长发生移动。向长波方向移动称为红移,向短波方向移动称为蓝移。由于化合物分子结构中引入取代基或受溶剂改变的影响,使吸收带强度即摩尔吸光系数增大或减小的现象称为增色效应或减色效应。
3. 吸收带
- R吸收带:由化合物的跃迁产生的吸收带。
- K吸收带:由共轭体系中的跃迁产生的吸收带,是共轭分子的特征吸收带。
- B吸收带:由苯环本身振动及闭合环状共轭双键跃迁而产生的吸收带,是芳香族的主要特征吸收带。
- E吸收带:也是芳香族化合物的特征吸收带,可以认为是苯环内三个乙烯基共轭发生的跃迁而产生的。
红外吸收光谱图与其紫外吸收曲线比较,红外吸收光谱曲线具有如下特点:
- 峰出现的频率范围低,横坐标一般用微米(μm)或波数(cm-1)表示。
- 吸收峰数目多,图形复杂。
- 吸收强度低。
一、双原子分子的振动
- 谐振子振动:将双原子看成质量为m1与m2的两个小球,把连接它们的化学键看作质量可以忽略的弹簧,那么原子在平衡位置附近的伸缩振动,可以近似看成一个简谐振动。
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