紫外可见吸收光谱的形成原理

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  呃呃娘家境内衣 2018-03-03 00:00:00

  在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。 在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种类型， 各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小： σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π* 吸收带 λmax/nm特征典型基团 εmaxσ→σ* 远紫外区 150 远紫外区测定C-C、C-H（在紫外光区观测不到） n→σ* 端吸收 150 ~ 230 紫外区短波长端至远紫外区的强吸收 -OH、-NH₂ 、-X、-S π→π* E1 带 < 190 芳香环的双键吸收 （－C=C-C=C－）n >200 K(E2) 带 < 217 共轭多烯、-C=C-C=O-等的吸收 >10，000 n→π* R 带 200~400 含CO，NO 2 等n电子基团的吸收 C=O、C=S、－N=O、－N=N－、C=N <100 由于一般紫外可见分光光度计只能提供190～850nm范围的单色光，因此，我们只能测量n→σ*的跃迁，n→π*跃迁和部分π→π*跃迁的吸收，而对只能产生200nm以下吸收的σ→σ*的跃迁则无法测量。 紫外吸收光谱是带状光谱，分子中存在一些吸收带已被确认，其中有K带、R带、B带、E1和 E2带等。 K带是二个或二个以上π键共轭时，π电子向π * 反键轨道跃迁的结果，可简单表示为π→π * 。 R带是与双键相连接的杂原子（例如C=O、C=N、S=O等）上未成键电子的孤对电子向π * 反键轨道跃迁的结果，可简单表示为 n→π * 。 E1 带和E2 带是苯环上三个双键共轭体系中的π电子向π*反键轨道跃迁的结果，可简单表示为 π→π * 。 B带也是苯环上三个双键共轭体系中的π→π * 跃迁和苯环的振动相重叠引起的，但相对来说，该吸收带强度较弱。 以上各吸收带相对的波长位置由大到小的次序为：R、B、K、E2、 E1 ，但一般K和E带常合并成一个吸收带。 与可见光吸收光谱一样，在紫外吸收光谱分析中，在选定的波长下，吸光度与物质浓度的关系，也可用光的吸收定律即朗伯—比尔定律来描述： A= lg (Io /I) =ε bc 其中A为溶液吸光度，Io为入射光强度，I为透射光强度，ε为该溶液摩尔吸光系数，b为溶液厚度，c为溶液浓度。

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