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《紫外光譜在有機(jī)化學(xué)中應(yīng)用探究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、紫外光譜在有機(jī)化學(xué)中應(yīng)用探究摘要:紫外光譜是分子內(nèi)價(jià)電子吸收一定波長的電磁輻射發(fā)生躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜?;诖嗽恚@種光譜可用于含有不飽和鍵的化合物,尤其含有共輒體系的化合物的分析和研究。本文主要從定性、定量、結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行具體分析,以此探討紫外光譜在有機(jī)化學(xué)中的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞:紫外光譜有機(jī)化學(xué)應(yīng)用20世紀(jì)中葉以來,由于量子力學(xué)、電子和光學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅速發(fā)展,一批現(xiàn)代分析儀器逐漸問世,有機(jī)化學(xué)家在科學(xué)研究中廣泛使用這些儀器來鑒定有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu),大大加快了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展和新有機(jī)化合物的發(fā)現(xiàn)。在這些儀器
2、分析方法中,鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)最常用的方法除了有紅外光譜(IR)、核磁共振譜(NMR)、質(zhì)譜(MS)外,紫外光譜(UV)也被廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性和定量測定。一、紫外光譜在有機(jī)化學(xué)中應(yīng)用的基本原理物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量,相應(yīng)地發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu),其吸收光能量的情況也就不會相同,因此,每種物質(zhì)就有其特有的、固定的吸收光譜曲線,可根據(jù)吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判別或測
3、定該物質(zhì)的含量。紫外光譜分析就是根據(jù)物質(zhì)的吸收光譜研究物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間相互作用的有效手段。通過紫外光譜,可研究分子中電子能級的躍遷。在電子光譜中,價(jià)電子吸收一定波長的電磁輻射發(fā)生躍遷。有機(jī)化合物的價(jià)電子有三種類型:形成單鍵的0電子、形成多重鍵的“電子、雜原子(氧、氮、硫、鹵素等)上未成鍵的n電子。各類電子吸收紫外光后,由穩(wěn)定的基態(tài)(成鍵軌道或非鍵軌道)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷,當(dāng)這些電子吸收了外來輻射的能量就從一個(gè)能量較低的能級躍遷到一個(gè)能量較高的能級。因此,每一躍遷都對應(yīng)著吸收一定的能量輻射。特殊的結(jié)構(gòu)就會
4、有特殊的電子躍遷,對應(yīng)著不同的能量(波長),反映在紫外可見吸收光譜圖上就有一定位置一定強(qiáng)度的吸收峰,根據(jù)吸收峰的位置和強(qiáng)度就可以推知待測樣品的結(jié)構(gòu)信息。二、紫外光譜在有機(jī)化學(xué)中的主要應(yīng)用1?有機(jī)化合物的定性鑒別利用紫外光譜對有機(jī)化合物進(jìn)行定性鑒別的主要依據(jù)是,多數(shù)有機(jī)化合物具有吸收光譜特征。例如,吸收光譜形狀、吸收峰數(shù)目、各吸收峰的波長位置、強(qiáng)度和相應(yīng)的吸光系數(shù)等。值得注意的是,結(jié)構(gòu)相同的化合物應(yīng)有完全相同的吸收光譜,但吸收光譜完全相同的化合物卻不一定是同一個(gè)化合物。利用紫外光譜進(jìn)行化合物的定性鑒別,一般釆用對比法。
5、所謂的對比法,就是將樣品化合物的吸收光譜特征與標(biāo)準(zhǔn)化合物的吸收光譜特征進(jìn)行比較。如果兩者完全相同,則可能是同一種化合物;如果兩者有明顯差別,則肯定不是同一種化合物。最常用于鑒別的光譜特征數(shù)據(jù)是吸收峰所在的波長(max)o若一個(gè)化合物中有幾個(gè)吸收峰,并存在谷或肩峰,應(yīng)該同時(shí)作為鑒定依據(jù)。另外,具有不同或相同吸收基團(tuán)的不同化合物,可能有相同的max值。但它們的相對分子質(zhì)量一般不相同,因此它們的或值常有明顯差異,吸光系數(shù)值常用于化合物的定性鑒別。2.有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)研究有機(jī)化合物的紫外吸收光譜特征主要取決于分子中生色團(tuán)和助
6、色團(tuán)以及它們的共輒情況,不能反映整個(gè)分子的結(jié)構(gòu)特征。所以,單獨(dú)用紫外光譜不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),必須與紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振譜等聯(lián)合使用,方可得到化合物結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。不過在分析紫外光譜時(shí),有一些基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)應(yīng)該充分掌握和利用。例如,在200?800nm無吸收(