实验紫外-可见与分子荧光光谱

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1、实验紫外-可见与分子荧光光谱东南大学化学化工学院程玲2011.09目录一实验目的实验原理1紫外-可见光谱基本原理2分子荧光光谱基本原理3仪器结构三仪器和试剂实验内容1有机化合物紫外吸收光谱及溶剂效应2硫酸奎宁激发、发射光谱测定及标准曲线法定量分析数据记录与结果分析思考题一实验目的1掌握紫外－可见分光光度法和分子荧光的分析原理，了解两者的区别与联系2．熟悉紫外－可见分光光度计和分子荧光的结构及特点，掌握其操作使用方法。3．掌握苯及其衍生物的紫外吸收光谱及其鉴定方法，以及溶剂极性对紫外吸收光谱的影响。4.掌握分子荧光激发

2、光谱和发射光谱的概念和测定方法，及标准曲线法定量测定硫酸奎宁含量的方法。5.掌握Origin软件进行数据画图及图谱处理1紫外-可见光谱基本原理电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。分子中电子能级跃迁的光波波长范围为10～800nm其中:10～190nm：远紫外区--真空紫外区；190～400nm：近紫外区，又称紫外光区；400～800nm：可见光区。**n*n***nn→π﹡远紫外近紫外可见光σ→σ*远紫外10-200nmn→σ*紫外-可见2

3、00-250nmn→π*紫外-可见200-400nmπ→π*远紫外-紫外150-700nm饱和烃б键电子跃迁，它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区，饱和烃的最大吸收峰一般小于150nm，已超出紫外、可见分光光度计的测量范围。例如甲烷的λmax为135nm。不饱和烃类和共轭体系，它需要的能量低于б-б*的跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200nm左右。其特征是摩尔吸光系数大，一般εmax>104为强吸收带。如乙烯(蒸气)的最大吸收波长λmax为162nm。在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系统

4、的延长，π→π*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。在共轭体系中，π→π*跃迁产生的吸收带又称为K带。杂原子不饱和基团，这类跃迁发生在近紫外光区和可见光区，其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。有机化合物中的H被杂原子取代后，实现这类跃迁所需要的能量较高，比σ→σ*跃迁所需的能量少，吸收光谱的波长一般在150—250nm处。其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，例如，CH3Cl、CH3Br和CH3I的n→σ*跃迁分别出现在173、204和258nm处。这些数据说明氯、溴和

5、碘原子引入甲烷后，其相应的吸收波长发生了红移，显示了助色团的助色作用直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用价值不大。但是它们是测定紫外和可见吸收光谱的良好溶剂。紫外光谱只能观察π-π*和n-π*跃迁。也就是说紫外光谱只适用于分析分子中具有不饱和结构的化合物。能测试不饱和共轭双键的化合物、芳香族化合物和过度金属离子。根据吸收的波长，推断是什么价电子跃迁，从而判定分子结构骨架、配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等进行定性和结构分析，它是一种有用的辅助手段。紫外吸收光谱虽然不能对一种化合物作出准确鉴定，但

6、对化合物中官能团和共轭体系的推测与确定却非常有效。结构完全相同的化合物应有相同紫外谱图，但谱图相同的却不一定是同种化合物。将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以和现成的标准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确，精密度高，且测定条件要相同。紫外光谱图及表示方法或lgnm横坐标：波长λ（nm）纵坐标：A,T,1-T,,log,核心三要素：吸收峰位置吸收强度形状苯：E1带:180184nm=47

7、000E2带:200204nm=7000E带：苯环上三个共扼双键→*跃迁特征吸收带B带:→*与苯环振动引起230-270nm=200含取代基时，B带简化，红移。苯及苯环上不同取代基对紫外光谱的影响紫外光谱的溶剂效应溶剂效应：在不同溶剂中谱带产生的位移。受溶剂的极性或酸碱性的影响，使溶质吸收峰的波长、强度以及形状发生不同程度的变化溶剂选择的原则：1、不与被测组分发生化学反应2、所选溶剂在测定波长范围内无明显吸收。3、对被测组分有较好的溶解能力4、被测组分在所选的溶剂中有较好的峰形极性溶剂中紫外吸收光谱的精

8、细结构完全消失EnEpEnEp**n*n**跃迁n*跃迁非极性溶剂极性溶剂非极性溶剂极性溶剂л-л*:基态的极性小于激发态的极性，极性溶剂与激发态间相互作用(稳定作用)大于基态,导致极性溶剂中△Ep降低,λmax向长波方向移动。n-л*:非成键n电子与极性溶剂相互作用形成氢键,极性溶剂与基态间相互作用(稳定作用)大于激发态态