配合物的表征方法
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在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有原子 间相对位移引起的振动和转动。
这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级：电 子能级、振动能级和转动能级。
E分 E电 E振 E转
基本概念
• 基态 在无外来作用时，各个电子都尽可能处于最低能级使 整个体系的能量最低，这种状态为基态
• 激发态 当电子受到外来作用时，吸收能量跃迁到较高能级使 得体系处于能量较高的状态，称为激发态
（1） ε—吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特
征常数 ，定性的主要依据
（2） ε 值愈大，方法的灵敏度愈高
ε > 104
强吸收
ε = 103~104
较强吸收
ε = 102~103
中吸收
ε < 102
弱吸收
紫外-可见吸收光谱的分类
在紫外-可见吸收光谱中，根据吸收带来源的不同划分：
配体场吸收带
Ligand field absorption bond
波段名称 真空紫外区 远紫外区 近紫外区
紫光 蓝光 青光 绿光 黄光 橙光 红光 近红外区 中红外区 远红外区
紫外区 可见光区
红外区
吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量 差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的 依据；
吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量 分析的依据;
紫外可见光谱的特征
A
1. 吸收峰的形状及所在位置 ——定性、定结构的依据
2. 吸收峰的强度——定量的依据
A = lgI0 / I= εCb
A为溶液吸光度，I0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
单色光 I0
I
b
ε的物理意义及计算
• ε 在数值上等于1mol/L的吸光物质在1cm光程中的 吸光度， ε = A/Cb，与入射光波长、溶液的性质 及温度有关, 单位M-1cm-1
• 激发 由基态跃迁至激发态的过程 • 退激 激发态是不稳定态，电子随即跃迁回基态，这一过程
叫退激 • 吸收光谱 将一束光通过某一物质，若该物质中的原子吸收
其中某些波长的光而发生跃迁，则白光通过物质后将出现一 系列暗线，如此产生的光谱为吸收光谱
电子能级间跃迁 的同时，总伴随有 振动和转动能级间 的跃迁。即电子光 谱中总包含有振动 能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱 线而呈现宽谱带。
1微米(um)=1000纳米(nm); 1纳米(nm) =1000 皮米(pm)
波长范围（nm） 1~200 200~300 300~380 380~420 420~450 450~490 490~560 560~590 590~620 620~780
780~1500 1500~10000 10000~1000000
有机物分子 的常用表征
1H NMR, 13C NMR 质谱分析 紫外分析 红外分析
配合物的表征方法
配合物的表征 更为复杂
常见主要表征手段
紫外-可见吸收光谱,振动光谱,核磁共振,电子顺磁 共振,质谱,圆二色光谱,X-ray晶体衍射,差热-热重分 析，电化学…
第一节 分子吸收光谱
7.1.1 分子吸收光谱的产生
配合物的电子光谱属于分子光谱, 它是分子中电 子在不同能级的分子轨道间跃迁而产生的光谱。
电子光谱有两个显著的特点：
①为带状光谱。这是因为电子跃迁时伴随有不同 振动精细结构能级间的跃迁之故。
②在可见光区有吸收, 但强度不大。但在紫外区, 常有强度很大的配位体内部吸收带。
过渡金属配合物的紫外--可见吸收光谱主要是由于配 体与金属离子间的结合而引起的电子跃迁，因此也称为电 子光谱（electronic spectrum）
第七章 配合物的表征方法
紫外-可见吸收光谱 振动光谱 核磁共振
电子顺磁共振 质谱 圆二色光谱 X-ray晶体衍射
差热-热重分析
配合物的表征方法
本章学习要求
学习和掌握各种表征方法的原理，及其应用
2021/1/25
2
概述
所谓结构研究法就是应用各种物理方法去分析化 合物的组成和结构，以了解原子、分子和晶体等物质 中的基本微粒如何相互作用（键型）以及它们在空间 的几何排列和配置方式（构型）
测试波长范围：190~900 nm
紫外可见吸收光谱示意图
A
末端吸收
Hale Waihona Puke Baidu
最强峰
肩峰 次强峰
峰谷
max
min
A
分析吸收曲线 可以看到：
1.同一浓度的 待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
max
min
2. 对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；
3. 对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰 所对应的波长(最大吸收波长 λmax) 不变.并且 曲线的形状也完全相同。
吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也 提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩 尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可 能相同，但εmax不一定相同。
7.1.2 紫外-可见吸收光谱
当连续辐射通过配合物时，配合物选择性地吸 收某些频率的光，会使电子在不同能级间发生跃迁， 形成的光谱称为电子吸收光谱(简称电子光谱）。
包括d-d 跃迁和f-f 跃迁，对于过渡金属配合物而言也称 之为d-d 跃迁吸收带，其位置变化和裂分可跟踪考察配合 物的反应和形成，波长范围大多在可见光区；
电荷跃迁吸收带
Charge transfer absorption bond
配体内的电子跃迁吸收带
当用频率为 的电磁波照射分子，而该分子的较高能
级与较低能级之差△E 恰好等于该电磁波的能量 h 时，
即有：
能级差
E
h
h
c
（
h为普朗克常数）
在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；
在宏观上则透射光的强度变小。
若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度 的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐 标，以电信号（吸光度 A）为纵坐标，就可以得到一张 光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。
分子吸收光谱分类：
分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序
E电 E振 E转
E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25m
紫外 可见吸收光谱
E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25m
红外吸收光谱
E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25m
远红外吸收光谱
这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级：电 子能级、振动能级和转动能级。
E分 E电 E振 E转
基本概念
• 基态 在无外来作用时，各个电子都尽可能处于最低能级使 整个体系的能量最低，这种状态为基态
• 激发态 当电子受到外来作用时，吸收能量跃迁到较高能级使 得体系处于能量较高的状态，称为激发态
（1） ε—吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特
征常数 ，定性的主要依据
（2） ε 值愈大，方法的灵敏度愈高
ε > 104
强吸收
ε = 103~104
较强吸收
ε = 102~103
中吸收
ε < 102
弱吸收
紫外-可见吸收光谱的分类
在紫外-可见吸收光谱中，根据吸收带来源的不同划分：
配体场吸收带
Ligand field absorption bond
波段名称 真空紫外区 远紫外区 近紫外区
紫光 蓝光 青光 绿光 黄光 橙光 红光 近红外区 中红外区 远红外区
紫外区 可见光区
红外区
吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量 差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的 依据；
吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量 分析的依据;
紫外可见光谱的特征
A
1. 吸收峰的形状及所在位置 ——定性、定结构的依据
2. 吸收峰的强度——定量的依据
A = lgI0 / I= εCb
A为溶液吸光度，I0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
单色光 I0
I
b
ε的物理意义及计算
• ε 在数值上等于1mol/L的吸光物质在1cm光程中的 吸光度， ε = A/Cb，与入射光波长、溶液的性质 及温度有关, 单位M-1cm-1
• 激发 由基态跃迁至激发态的过程 • 退激 激发态是不稳定态，电子随即跃迁回基态，这一过程
叫退激 • 吸收光谱 将一束光通过某一物质，若该物质中的原子吸收
其中某些波长的光而发生跃迁，则白光通过物质后将出现一 系列暗线，如此产生的光谱为吸收光谱
电子能级间跃迁 的同时，总伴随有 振动和转动能级间 的跃迁。即电子光 谱中总包含有振动 能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱 线而呈现宽谱带。
1微米(um)=1000纳米(nm); 1纳米(nm) =1000 皮米(pm)
波长范围（nm） 1~200 200~300 300~380 380~420 420~450 450~490 490~560 560~590 590~620 620~780
780~1500 1500~10000 10000~1000000
有机物分子 的常用表征
1H NMR, 13C NMR 质谱分析 紫外分析 红外分析
配合物的表征方法
配合物的表征 更为复杂
常见主要表征手段
紫外-可见吸收光谱,振动光谱,核磁共振,电子顺磁 共振,质谱,圆二色光谱,X-ray晶体衍射,差热-热重分 析，电化学…
第一节 分子吸收光谱
7.1.1 分子吸收光谱的产生
配合物的电子光谱属于分子光谱, 它是分子中电 子在不同能级的分子轨道间跃迁而产生的光谱。
电子光谱有两个显著的特点：
①为带状光谱。这是因为电子跃迁时伴随有不同 振动精细结构能级间的跃迁之故。
②在可见光区有吸收, 但强度不大。但在紫外区, 常有强度很大的配位体内部吸收带。
过渡金属配合物的紫外--可见吸收光谱主要是由于配 体与金属离子间的结合而引起的电子跃迁，因此也称为电 子光谱（electronic spectrum）
第七章 配合物的表征方法
紫外-可见吸收光谱 振动光谱 核磁共振
电子顺磁共振 质谱 圆二色光谱 X-ray晶体衍射
差热-热重分析
配合物的表征方法
本章学习要求
学习和掌握各种表征方法的原理，及其应用
2021/1/25
2
概述
所谓结构研究法就是应用各种物理方法去分析化 合物的组成和结构，以了解原子、分子和晶体等物质 中的基本微粒如何相互作用（键型）以及它们在空间 的几何排列和配置方式（构型）
测试波长范围：190~900 nm
紫外可见吸收光谱示意图
A
末端吸收
Hale Waihona Puke Baidu
最强峰
肩峰 次强峰
峰谷
max
min
A
分析吸收曲线 可以看到：
1.同一浓度的 待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
max
min
2. 对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；
3. 对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰 所对应的波长(最大吸收波长 λmax) 不变.并且 曲线的形状也完全相同。
吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也 提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩 尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可 能相同，但εmax不一定相同。
7.1.2 紫外-可见吸收光谱
当连续辐射通过配合物时，配合物选择性地吸 收某些频率的光，会使电子在不同能级间发生跃迁， 形成的光谱称为电子吸收光谱(简称电子光谱）。
包括d-d 跃迁和f-f 跃迁，对于过渡金属配合物而言也称 之为d-d 跃迁吸收带，其位置变化和裂分可跟踪考察配合 物的反应和形成，波长范围大多在可见光区；
电荷跃迁吸收带
Charge transfer absorption bond
配体内的电子跃迁吸收带
当用频率为 的电磁波照射分子，而该分子的较高能
级与较低能级之差△E 恰好等于该电磁波的能量 h 时，
即有：
能级差
E
h
h
c
（
h为普朗克常数）
在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；
在宏观上则透射光的强度变小。
若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度 的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐 标，以电信号（吸光度 A）为纵坐标，就可以得到一张 光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。
分子吸收光谱分类：
分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序
E电 E振 E转
E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25m
紫外 可见吸收光谱
E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25m
红外吸收光谱
E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25m
远红外吸收光谱