第一章 紫外光谱
(一到四章)有机化合物波谱解析复习指导
第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.5、增色作用:使吸收强度增加的作用.6、减色作用:使吸收强度减低的作用.7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.二、选择题1、不是助色团的是：DA、－OHB、－ClC、－SHD、 CH3CH2－2、所需电子能量最小的电子跃迁是：DA、σ→σ*B、 n →σ*C、π→π*D、 n →π*3、下列说法正确的是：AA、饱和烃类在远紫外区有吸收B、 UV吸收无加和性C、π→π*跃迁的吸收强度比n →σ*跃迁要强10－100倍D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：B很强吸收B、强吸收 C、中强吸收 D、弱吸收5、近紫外区的波长为：CA、 4－200nmB、200－300nmC、200－400nmD、300－400nm6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：BA、R带B、B带C、K带D、E1带7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了CA、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：DA、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因9、π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大：AA、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷10、下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是：AA、 B、 C、 D、11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是：A（b）A、 B、 C、 D、12、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为AA、σ→σ*B、π→π*C、n→σ*D、n→π*第二章红外光谱一、名词解释：1、中红外区2、fermi共振3、基频峰4、倍频峰5、合频峰6、振动自由度7、指纹区8、相关峰9、不饱和度10、共轭效应11、诱导效应12、差频二、选择题（只有一个正确答案）1、线性分子的自由度为：AA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+62、非线性分子的自由度为：BA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+63、下列化合物的νC=C的频率最大的是：( )A B C D答案：CH2CH2CH21651 1657 1678 1680O O1716 1745 1775 1810 OOCH24、下图为某化合物的IR图，其不应含有：DA：苯环 B：甲基 C：-NH2 D：-OH5、下列化合物的νC=C的频率最大的是：A B C D答案：1646 1611 1566 164116506、亚甲二氧基与苯环相连时（1，2亚甲二氧基苯：），其亚甲二氧基的δCH 特征强吸收峰为：AA：925~935cm-1B：800~825cm-1C：955~985cm-1D：1005~1035cm-17、某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：AA：有机酸 B：醛 C：醇 D：醚8、下列羰基的伸缩振动波数最大的是：C9、中三键的IR区域在：BA ~3300cm-1B 2260~2240cm-1C 2100~2000cm-1D 1475~1300cm-110、偕三甲基(叔丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为：DA 10~20 cm-1 B15~30 cm-1 C 20~30cm-1 D 30cm-1以上第三章核磁共振一、名词解释1、化学位移2、磁各向异性效应3、自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫4、屏蔽效应5、远程偶合6、自旋裂分7、自旋偶合8、核磁共振CRORACROHBCROFCROClC DC NR9、屏蔽常数10.m+1规律11、杨辉三角12、双共振13、NOE效应14、自旋去偶15、两面角16、磁旋比17、位移试剂二、填空题1、1HNMR化学位移δ值范围约为 0~14 。
第一章 紫外光谱
第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.5、增色作用:使吸收强度增加的作用.6、减色作用:使吸收强度减低的作用.7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.二、选择题1、不是助色团的是：DA、－OHB、－ClC、－SHD、CH3CH2－2、所需电子能量最小的电子跃迁是：DA、ζ→ζ*B、n →ζ*C、π→π*D、n →π*3、下列说法正确的是：AA、饱和烃类在远紫外区有吸收B、UV吸收无加和性C、π→π*跃迁的吸收强度比n →ζ*跃迁要强10－100倍D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：BA、很强吸收B、强吸收C、中强吸收D、弱吸收5、近紫外区的波长为：CA、4－200nmB、200－300nmC、200－400nmD、300－400nm6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：BA、R带B、B带C、K带D、E1带7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了CA、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：DA、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因9、π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大：AA、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷10、下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是：AA、B、C、D、11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是：A（b）A、B、C、D、12、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为AA、670.7nmB、670.7μC、670.7cmD、670.7m13、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高AA、ζ→ζ*B、π→π*C、n→ζ*D、n→π*第二章红外光谱一、名词解释：1、中红外区2、fermi共振3、基频峰4、倍频峰5、合频峰6、振动自由度7、指纹区8、相关峰9、不饱和度10、共轭效应11、诱导效应12、差频二、选择题（只有一个正确答案）1、线性分子的自由度为：AA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+62、非线性分子的自由度为：BA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+63、下列化合物的νC=C的频率最大的是：DA B C D6、亚甲二氧基与苯环相连时，其亚甲二氧基的δCH特征强吸收峰为：AA：925~935cm-1B：800~825cm-1C：955~985cm-1D：1005~1035cm-17、某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：AA：有机酸B：醛C：醇D：醚8、下列羰基的伸缩振动波数最大的是：CCRORACROHBCROFCROClC D9、中三键的IR区域在：BA ~3300cm-1B 2260~2240cm-1C 2100~2000cm-1D 1475~1300cm-110、偕三甲基(特丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为：DA 10~20 cm-1 B15~30 cm-1 C 20~30cm-1 D 30cm-1以上第三章核磁共振一、名词解释1、化学位移2、磁各向异性效应3、自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫4、屏蔽效应5、远程偶合6、自旋裂分7、自旋偶合8、核磁共振9、屏蔽常数10.m+1规律11、杨辉三角12、双共振13、NOE效应14、自旋去偶15、两面角16、磁旋比17、位移试剂二、填空题1、1HNMR化学位移δ值范围约为0~14 。
有机波谱期末复习.
A、1种B、2种C、3种D、4种
2、下列各组化合物按13C化学位移值从大到小排列的顺序为：C
(sp3<sp<sp2)(苯环<脂酰胺<醛酮)
A、a>b>c>d B、d>c>b>a C、c>d> b > a D、b>c>a>d
3、下述化合物碳谱中的甲基碳的化学位移范围为：A
21、当采用60MHz频率照射时，对羟苯乙羟酸分子中苯环上的四个氢呈现两组峰，分别为6.84和7.88ppm，偶合常数为8 Hz，试问该两组氢核组成何种系统？D
(位移》J用AX（7.88-6.84)*60=62.4>>J）
A、A2B2B、A2X2C、AA`BB`D、AA`XX`
22、在刚性六元环中，相邻两个氢核的偶合常数Jaa值范围为A
A、0-1Hz B、1-3Hz C、6-10Hz D、12-18Hz
16.没有自旋的核为C
A、1H B、2H C、12CD、13C
17、当采用60MHz频率照射时，某被测氢核的共振峰与TMS间的频率差（△ν）为430Hz，问该峰化学位移（δ）是多少ppm?C
A、4.3 B、43 C、7.17 D、6.0
（苯3个吸收带K(>200),B(230-270),E2(200-204))
A、R带B、B带C、K带D、E1带
7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了C
(决定了电子跃迁的类型，决定了吸收峰位置)
A、吸收峰的强度B、吸收峰的数目
C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状
8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：D
第一章紫外光谱-资料
共轭烯烃的*跃迁均为强吸收 带， ≥104，称为K带。
• 2）不同发色团相互共轭
• (a) ,-不饱和醛、酮 • (b） ,-不饱和酸、酯、酰胺
(a) ,-不饱和醛、酮
• ,-不饱和醛、酮中羰基双键和碳-碳双键共轭，组成四个新的分子轨道1，2，3* ，4* (图1-12 P11) 。与孤立烯烃的醛、酮相 比， ,-不饱和醛、酮分子中*跃迁、 n*跃迁的max均红移。 *跃迁，约 220 ～ 250 nm，lg ≥ 4，称K带。n*跃 迁，300～330 nm，lg 1～2，称R带。 *跃迁随溶剂极性增大，max红移； n*跃迁随溶剂极性增大，max蓝移。
• 化合物的紫外可见光谱中，凡摩尔吸光系数 • εmax>10000（lgε>4）很强吸收； • Εmax=5000～10000强吸收。 • εmax=200 ～ 50001000 中等吸收 • εmax<200弱吸收
• n→π*跃迁其特点是吸收强度弱， εmax<100(logε<2)；
• π→π*跃迁产生的吸收带，其特点为吸收峰很 强，εmax>10000。
n*跃迁：孤对电子向*
反键轨道的跃迁。这种跃迁
发生在含有C＝O，C=S，
N＝O等键的有机物分子中。
对应的吸收波长在近紫外区。
• n*跃迁270～290 nm，
出现弱吸收带。
• n*跃迁强度低的原因是由于对称性而 使n*跃迁受到限制。
• 跃迁是跃迁几率越大产生的分子极化程 度越高，电荷转移越强，则吸收峰也越 强。
• 4-甲基-3-戊烯-2-酮的紫外光谱图
• 数据表示法：以谱带的最大吸收波长
• 溶剂max和max(或lg max )值表示。如 • max237 nm（104），或max237 nm（1g
波谱解析 第一章 紫外光谱习题参考答案
习题参考答案第一章紫外光谱1.(1) 饱和化合物，吸收在远紫外区，故在近紫外区无吸收峰；(2) 结构可看成乙烯中引入了助色基团甲氧基，吸收波长红移，但吸收峰仍在远紫外区，近紫外区无吸收峰；(3) π→π*跃迁。
氨基为助色团，其孤对电子与苯环发生p→π共轭，所以E带和B带均发生红移，E1吸收位于远紫外区，E2带（230 nm）和B带（280 nm）处在近紫外区。
(4)取代基与苯环形成大的共轭体系，有π→π*跃迁；结构中含有羰基，有n→π*跃迁。
吸收带有K带、B带和R带；(5) 取代基与苯环形成大的共轭体系，π→π*跃迁，主要吸收带为K带和B带；(6) 羰基有n→π*跃迁，为R带吸收。
（该结构的烯醇异构体有K带和R带）(7) 该结构为α,β-不饱和羰基化合物，有π→π*跃迁和n→π*跃迁，吸收带为K带和R带。
2.(1) a为饱和烷烃，仅有σ→σ*跃迁，吸收位于远紫外；b有两个双键，但未共轭，吸收位于远紫外；c为共轭二烯，吸收在近紫外；所以最大吸收波长c>b>a；(2) a为同环共轭双烯，波长最大，c和b相比，结构中多了一个甲基，存在超共轭效应，吸收红移。
综上所述，a>c>b；(3) a, c为共轭体系，吸收波长均高于b。
a和c相比，结构中拥有更多的取代甲基，存在超共轭效应，吸收红移。
综上所述，a>c>b；3. (1)同环共轭双烯基本值2534个烷基取代+ 4×52个环外双键+ 2×5计算值283(nm)(3)(4)(5)(6)骈环异环共轭双烯基本值214 4个烷基取代+ 4×52个环外双键+ 2×5 计算值244(nm)同环共轭双烯基本值253 4个烷基取代+ 4×5 计算值273(nm)直链α,β-不饱和酮基本值215 1个烷基α取代+ 10 计算值225(nm)五元环α,β-不饱和酮基本值202 1个烷基α取代+ 102个烷基β取代+12×22个环外双键+5×2 计算值246(nm)六元环α,β-不饱和酮基本值215 1个烷基α取代+ 102个烷基β取代+12×2 计算值249(nm)(7)直链α,β-不饱和酮基本值2151个烷基γ取代+ 182个烷基δ取代+18×2延长一个共轭双键+30计算值299(nm)(8)无共轭结构，无K带吸收(9)烷基单取代羧酸(β)基本值208β位N(CH3)2取代+ 60计算值268(nm)(10)苯甲酰酮基本值2461个邻位-OH取代+ 71个间位-CH3取代+3计算值256(nm)(11)苯甲酸基本值2301个对位-OH取代+ 25计算值255(nm)4.(1)a.非骈环共轭双烯基本值2173个烷基取代+ 3×5计算值232(nm)b.非骈环共轭双烯基本值2174个烷基取代+ 4×51个环外双键+ 5计算值242(nm) 综上所述，两种化合物可以用紫外光谱区分。
紫外吸收光谱与分子结构间关系
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π→π*跃迁
π电子跃迁到反键π*轨道所产生的跃迁，这类跃迁 所需能量比σ→σ*跃迁小，若无共轭，与n→σ*跃 迁差不多，200nm左右 吸收强度大， ε在104~105范围内，强吸收 若有共轭体系，波长向长波方向移动 含不饱和键的化合物发生π→π*跃迁 例：C=O，C=C，C≡C
K带
– 共轭双键的π→π*跃迁所产生的吸收带，吸收强 度大，ε>10000 (lgε>4)，吸收峰在210~250 nm
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吸收带的种类
B带
– 苯环的π→π*跃迁所产生的吸收带，一般出现在 230~270 nm之间，吸收强度中等，在非极性溶 剂中呈现精细结构 (图1-9)
E带
长
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二、光谱产生的条件 —由能级间的跃迁产生
分子能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
E总 = E平+ E转+ E振+ E电
ΔE电 = 1~20ev→λ=0.06~1.25μm→紫外-可见吸光光谱 ΔE振 = 0.05~1ev→λ=25~1.25μm →红外吸收光谱 ΔE转 = 0.005~0.05ev→λ=250~25μm →远红外吸收光谱
图1-1
E平«E转 «E振 « E电
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能量跃迁和吸收光谱
• 能级跃迁：处于基态的分子吸收一定能量电磁波 后，由基态跃迁到较高能级 (激发态)的过程 • 能级跃迁所吸收的光子的能量等于体系的能量增 加值 (ΔE) – ΔE = hv，v = ΔE / h，λ = hc/ ΔE – 也就是说，分子选择性地吸收一定波长的光， 使透过的光谱中这些波长光的强度减弱或不呈 现，这种光谱即为分子吸收光谱
有机化合物波谱解析 第一章 紫外光谱(UV)
第一节 基础知识
一、 电磁波的基本性质及分类
1．电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量。
2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性。
• 波动性：
c
，
104
（m
(cm
)
1（) 式（31-11）
• 粒子性： E h h c ( （式1-33）- 2）
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
能级跃迁
能级跃迁
（1）转动能级间的能量差ΔEr：0.005～0.050eV，跃迁产
生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱；
（2）振动能级的能量差ΔEv约为：0.05～１eV，跃迁产生
的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱；
（3）电子能级的能量差ΔEe较大1～20eV。电子跃迁产生
仪器分析：测定复杂结构的化合物 样品用量少
• 四谱同时用或联用技术 • 四谱比较： • 灵敏度：MS＞UV＞IR＞1HNMR＞13CNMR
MS: 微克级
UV: ppb级
IR：毫克级（可微克级，FTIR）
1HNMR：0.5mg ｝可回收
13CNMR： 0.5mg
四谱的信息量比较：
1HNMR及13CNMR
• 广泛应用于石油化工，高分子化工，精细化工，环境分 析，生物化工，皮革化工，生物药品分析，新药品的结 构表征，天然有机，生物有机，金属有机化学，化学， 医学，生理病理
• 概论
波谱分析：UV，IR，NMR，MS（有机）----结构分析
四谱提供的信息：
质谱（MS）—— 分子量及部分结构信息 红外光谱（IR） —— 官能团种类 紫外—可见光谱（UV / Vis）—— 共轭结构 核磁共振谱（NMR）—— C-H骨架及所处化学环境
第一章 紫外光谱
精选2021版课件
18Eσ* Nhomakorabeaπ*
π
* 4
π
* 3
n
π
π2
π1
σ
C-C C=C C=O
C=C-C=C
能级跃迁图
精选2021版课件
19
三、 分子吸收光谱的表达(紫外光谱图)
UV：A~λ；IR：T~ v 有时仅记录吸收峰的相关参数：λmax和εmax
Ultraviolet Absorption Spectrometry
3. B吸收带（Benzenoid）：苯环π→π*跃迁产生，
230-270nm ， 中 心 在 256nm 处 ， 宽 而 弱 ， 有 精 细 结
构，是苯环的特征吸收ε约220
4. E吸收带（Ethylenic）：芳环中碳碳双键π→π* 跃迁产生，在184(E1)（ ε约60000）和204(E2)nm 处（ ε约7900）。
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二、分子能级图
1. 分子能级
分子的总能量：
E = Et + Ee + Ev + Er 其中：Et（平动动能）是连续的，分子光谱 主要取决于Ee（电子能量）、Ev（振动能量） 和Er（转动能量） 的变化，即：
E = Ee + Ev + Er 这些能量都是不连续的、量子化的
分子能级图：
吸收带： K带； R带 含硫化合物：类似于醇、醚和羰基化合物，
吸收带λmax较大。
精选2021版课件
52
二、共轭双键化合物
跃迁类型： σ→σ*；π→π*； (n →π*)
吸收谱带： K（、R）吸收带
Woodward等人提出了一套计算此类化 合物π→π*跃迁的λmax的方法，可用于确定 此类化合物的可能结构。
第一章 紫外光谱
二、共轭有机化合物的紫外光谱
1. 共轭烯烃的max计算方法 (1)共轭二烯、 三烯及四烯
max的计算
(woodward 经验规则) 基值： 1，3－丁二烯
共轭二烯Woodward 计算规则: 基本吸收带 217nm 同环二烯 36 nm 烷基 (或环基) 5 nm 环外双键 5 nm 共轭双键 30 nm -OCOR 0 nm -OR 6 nm -SR 30 nm -Cl –Br 6 nm -NR1R2 60 nm
次数↑)，E↑。
在分子光谱中，根据电磁波的波长 ()划分为几
个不同的区域，如下图所示：
电磁波的几个重要区域
X 射 线
1nm
紫外 远 紫 外 近 紫 外
可 近 红 外
红外 中 红 外 远 红 外
25m
微
见
波
无 线 电 波
25cm
200nm 400nm
800nm
2.5m
400m
短 大 高
波长 频率ν 能量E
OH OHH+ O-
NH2 H+ OH-
NH3+
苯酚的紫外光谱
苯胺的紫外光谱
八、吸收强度及主要影响因素
（一）紫外光谱吸收带的强度
吸收强度标志着相应电子能级跃迁的几率，遵从 Lamder-Beer定律。 透过率T： T＝ I（透过光强度）/I0（入射光强度） c l 吸光度A： A = log ( I0/I ) = log ( 1/T ) = · ·
全国高等医药院校药学类规划教材
有机化合物波谱分析
Spectral Analysis of Organic Compounds
主编：吴立军 主讲：闫福林
2011.8.30
吉林大学《波谱分析》期末考试学习资料(二)
吉大《波谱分析》（二）
第一章紫外光谱2
一、紫外吸收光谱与分子结构间关系
1、非共轭有机化合物的紫外光谱
二、共轭有机化合物的紫外光谱λmax如何计算？
1）共轭烯类化合物的紫外光谱
当共轭二烯碳上氢原子被取代时，λmax作规律性的改变，其计算方法为：
应用Woodward-Fleser计算规则时应注意：
i.只适用于共轭二烯、三烯、四烯；
ii.选择较长共轭体系为母体；
iii.交叉共轭体系中，只能选取一个共轭建，分叉上的双键不算延长双键，并且选择吸收带较长的共轭体系；
iv.不适用于芳香系统；
v.共轭体系中所有取代基及所有的环外双键均应考虑在内。
2）共轭不饱和羰基化合物的紫外光谱
Woodward规则：
（2）环上羰基不作为环外双键看待。
（3）有两个共轭不饱和羰基时，应优先选择波长较大的。
（4）对计算结果进行溶剂校正。
三、芳香化合物的紫外光谱有何特征？
1）单取代苯
2）双取代苯
①两个吸电子基团或者两个供电子基团，λmax相近，小于单取代时较大者。
紫外光谱
第一章、紫外光谱一、选择题1．紫外光谱中，引起K 带的跃迁方式是（ ）A σ→σ*B n →σ*C n →π* D π→π* 2．由n →π*跃迁所产生的吸收带为（ ）A K 带B R 带C B 带DE 带3．在CH 3COCH 3分子中，其跃迁方式是（ ）A π→π*；n →π*B π→π*；n →σ*C n →σ*；n →π*D π→π*4．某共轭二烯烃在正已烷中的λmax 为219nm ，若改在乙醇中测定，吸收峰将（ ）A 红移B 蓝移C 峰高降低D 峰高变高5. CH 2CHCHCH 2分子中具有的吸收带是（ ）A R 带B K 带C B 带DE 带6．能同时产生R 、K 、B 吸收带的化合物是（ ）A ．CH 2＝CH —CHOB ．CH ≡C —CHOC ．D ．E ． 7．下列基团中属助色团的有（ ）A ．C ＝CB ．—NHRC ．C ＝OD ．—OHE ．C －N8．在紫外光照射下， 分子中电子能级跃迁的类型有（ ）A ．n →σ*B ．n →π*C ．σ→σ*D ．π→π*E ．π→σ*9.分子中电子跃迁的类型主要有（ ）A σ－σ*跃迁B π－π*跃迁C n －π*跃迁D n －σ*跃迁E 电荷迁移跃迁10．结构中含有助色团的分子有（ ）A CH 3CH 2OHB CH 3COCH 3C CH 2CHCHCH 2D CH 3CH 2NH 2E CHCl 311．常见的紫外吸收光谱的吸收带有（ ）A R 带B K 带C B 带DE 1带 E E 2带12．影响紫外吸收光谱吸收带的因素有（ ）A 空间位阻B 跨环效应C 顺反异构D 溶剂效应E 体系pH 值13．结构中存在n －π*跃迁的分子是（ ）A CH 3CH 2OHB CHCl 3C CH 3COCH 3D C 2H 4E C 6H 5NO 2二、填空题1．紫外吸收光谱是由 跃迁产生的，属于电子光谱，因为还伴随着振动能级与转动能级的跃迁，所以紫外吸收光谱的谱带较宽，为 状光谱。
第一章-紫外光谱习题及答案
紫外光谱习题 1. 下列化合物对近紫外光能产生那些电子跃迁？在紫外光谱中有哪何种吸收带？（1）CH 3CH 2CHCH 2Cl （2）CH 2 CHOCH 3 （3）（4） （5）O（6）CH 3CCH 2COCH2CH3 （7）ClCH 2CH 2=CH CC 2H 5解:紫外吸收在200-400nm 区域，且有共轭结构（1）无共轭结构，无吸收锋 （2）共轭结构，无吸收峰（3）有π→π*跃迁，产生K 带和B 带吸收（4）有π→π*跃迁和n →π*跃迁，产生K 带、R 带和B 带吸收（5）有π→π*跃迁，产生K 带和B 带吸收（6）有n →π*跃迁，产生R 带，产生烯醇式互变异构体时，还有K 带吸收（7）有π→π*跃迁和n →π*跃迁，产生K 带和R 带吸收2、比较下列各组化合物的紫外吸收波长的大小(k 带)（1） a. CH 3（CH 2）5CH 3 b.(CH 3)2C=CH-CH 2 =C （CH 3）2 c.CH 2 CH-CH=CH 2（2）a. b. c. （3）a.b. Oc.O O OH —NH 2 CH=CHCH —CH=CH 2 O O O CH解：（1）有共轭结构时，紫外吸收波长增大；双键是助色基团，使紫外吸收波长增大，则：c> b> a （2）有共轭时结构时，λ环内共轭>λ环外共轭，甲基可以增大紫外吸收波长，则：a> c> b （3）有共轭时结构时，λ环内共轭>λ环外共轭，甲基可以增大紫外吸收波长，则：a> c> b3、用有关经验公式计算下列化合物的最大吸收波长(1)答：λmax=253（基本值）+25（5个烷基取代）+5（1个环外双键）=283 nm(2)答：λmax=214（基本值）+20（4个烷基取代）+10（2个环外双键）=244 nm（3）答：λmax=253（基本值）+20（4个烷基取代）=273 nm（4）答：λmax= 215（基本值）+10（1个烷基α取代）=225 nm(5)答：λmax=202（基本值）+10（1个烷基α取代）+24（2个烷基β取代）+10（2个环外双键=246 nm (6)答：λmax=215（基本值）+10（1个烷基α取代）+24（2个烷基β取代）=249 nm(7)答：λmax=215（基本值）+18（1个烷基γ取代）+36（2个烷基δ取代）+30（延长1个共轭双键）=299 nm (8)答：无共轭结构，故无吸收(9)答：λmax=208（基本值）+60（1个N(CH3)2取代）=268 nmCH2=C COCH3CH3OCOCH3OCOOHCH3C CH COOHNCH3CH3(10)答：λmax=246（基本值）+7（1个邻位-OH 取代）+3（1个间位-CH 3取代）=256 nm(11)答：λmax=230（基本值）+25（1个对位-OH 取代）=255 nm4、能否用紫外光谱区分下列化合物？如何区分？（1）a 、答：λmax=217（基本值）+15（3个烷基取代）=232 nmb 、答：λmax=217（基本值）+20（4个烷基取代）+5（1个环外双键）=242 nm(2)a 、答：λmax=214（基本值）+25（5个烷基取代）+10（2个环外双键）+30（延长1个共轭双键）=287 nm b 、答：λmax=253（基本值）+25（5个烷基取代）+15（3个环外双键）+60（延长2个共轭双键）=353 nm（3）a 、 答：λmax=215（基本值）+10（1个烷基α取代）+12（1个烷基β取代）=237 nmb 、 答：λmax=215（基本值）+10（1个烷基α取代）+24（2个烷基β取代）+30（延长1个共轭双键）=249 nm（4）a 、 OH CH 3 C O CH 3 C O OHOH —NH CH 3 C OO CH 3 OOC OO答：λmax=217（基本值）+30（1个环外双键）+30（延长1个共轭双键）=247 nmb 、 答：λmax=217（基本值）+30（1个β双-OR 取代）=247 nm5、异丙叉丙酮在3种溶剂中的n →π*跃迁的吸收波长如下：溶剂 己烷乙醇 水 n →π*跃迁波长/nm329 309 305 计算异丙叉丙酮在水中和乙醇中氢键强度。
紫外光谱答案
第一章紫外光谱一、简答1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。
试绘出其能级图，并说明能产生何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸收？答：有n电子和π电子。
能够发生n→π*跃迁。
从n轨道向π反键轨道跃迁。
能产生R带。
跃迁波长在250—500nm之内。
2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线（只考虑π→π*跃迁）。
答：（1）的后者能发生n→π*跃迁，吸收较长。
（2）后者的氮原子能与苯环发生P→π共轭，所以或者吸收较长。
3．与化合物（A）的电子光谱相比，解释化合物（B）与（C）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。
答：B、C发生了明显的蓝移，主要原因是空间位阻效应。
二、分析比较1．指出下列两个化合物在近紫外区中的区别：答：（A）和（B）中各有两个双键。
（A）的两个双键中间隔了一个单键，这两个双键就能发生π→π共轭。
而（B）这两个双键中隔了两个单键，则不能产生共轭。
所以（A）的紫外波长比较长，（B）则比较短。
2．某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇中）时，溶剂对n→π*跃迁及π→π*跃迁有何影响？用能级图表示。
答：对n→π*跃迁来讲，随着溶剂极性的增大，它的最大吸收波长会发生紫移。
而π→π*跃迁中，成键轨道下，π反键轨道跃迁，随着溶剂极性的增大，它会发生红移。
3.试估计下列化合物中哪一种化合物的λmax最大，哪一种化合物的λmax最小，为什么？.三、试回答下列各问题1.某酮类化合物λhexane max ＝305nm ，其λEtOHmax=307nm,试问，该吸收是由n →π*跃迁还是π→π*跃迁引起的？答：乙醇比正己烷的极性要强的多，随着溶剂极性的增大，最大吸收波长从305nm 变动到307nm ，随着溶剂极性增大，它发生了红移。
化合物当中应当是π→π反键轨道的跃迁。
2.化合物A 在紫外区有两个吸收带，用A 的乙醇溶液测得吸收带波长λ1=256nm ，λ2=305nm ，而用A 的己烷溶液测得吸收带波长为λ1=248nm 、λ2=323nm ，这两吸收带分别是何种电子跃迁所产生？A 属哪一类化合物？ 答：λ1属于π→π*跃迁；λ2属于n →π*跃迁。
第一章 紫外吸收光谱法
01:42:17
教学重点 1、 电子跃迁的类型 2、 吸收带 3、 三类化合物的吸收波长λmax的计算
01:42:17
第一节
第一章
光与原子及分子的
紫外吸收光谱法
相互作用
一、光的二象性
Ultraviolet Absorption Spectroscopy（UV）
λ max
/ nm
ε /m2·mol-1
165
1.0×103
217
2.1×103
258
3.5×103
296
5.2×103
335
11.8×103
01:42:17
三、pH的影响
例
NH2
NH3
+H
（ 无n电子，不共轭）
→* 230nm → 203nm
n→* 280nm → 254nm 蓝移
OH
(O上孤对O电子由2对变3对，
每增加一个烷基，红移5nm。（即Δλ=5nm） （3）C=C上的H被助色团取代时， π→π*红移现象明显。
（4）环内烯烃的环内双键若再与其它环相连时，红移。
01:42:17
2、共轭烯烃 伍德沃德（Woodward）规则：是计算共轭分子中→* 跃迁吸收带波长的经验规则。该规则以某一化合物的基本 吸收波长为基础值，加入各种取代基对吸收波长所作的贡 献值，得到该化合物→*跃迁的吸收波长λmax。
2、互变异构体
某些化合物具有互变异构现象，如β-二酮在不同的溶剂中 可以形成酮式和烯醇式互变异构体。
O
O
OH
O
C CH2 C
C CH C
酮式
烯醇式
01:42:17
第1章 紫外光谱
五、电子跃迁的类型
有机化合物中的价电子根据在分子中成键电子 的种类不同分为3种：①形成单键的ζ电子；②形成 不饱和键的π电子；③氧、氮、硫、卤素等杂原子 上的未成键的n电子。
分子中电子跃迁的方式与化学键的性能有关， 各种电子能级的能量高低顺序：ζ＜π＜n＜π*＜ζ*。
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，从基态向激发态
(2) 近紫外光区: 200-400nm。芳香族化合物或 具有共轭体系的物质在此区域有吸收（紫外光谱）。 (3) 可见光区: 400-800nm。有色物质在此区域 有吸收。
400nm-紫-蓝-青-绿-黄-橙-红-800nm
波长
200
400
800 3200(nm)
X-射线
紫外 可见
红外
微波
无线电
远/真空紫外
酚酞：
1.2 紫外光谱仪
紫外光谱仪一般又称为紫外分光光度计，其组 成主要包括光源、分光系统、吸收池、检测系统 和记录系统五部分。 1、光源 应能提供光谱区内所有波长的连续辐射光，强度 足够大且稳定。 紫外区：H 灯或 D 灯。160-390nm。 D 灯的辐射强度大于 H 灯，寿命长。 可见光区：钨灯或卤钨灯。350-800nm。
（3）红移：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向长波 方向移动的现象称为红移。 （4）蓝移：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向短波 方向移动的现象称为蓝移。
（5）增色效应：或称浓色效应。使吸收带的吸收强度增加 的效应，反之称为减色效应或浅色效应。
（6）强带：在紫外光谱中，凡摩尔吸收系数大于104的吸收 带称为强带。产生这种吸收带的电子跃迁往往是允许跃迁。 （7）弱带：凡摩尔吸收系数小于1000的吸收带称为弱带， 禁阻跃迁。
三、 溶剂的选择
紫外光谱
溶剂极性对轨道能级的影响
改变溶剂的极性还会使吸收带的形状发生变化。某些
化合物呈气态或在非极性溶剂的稀溶液中，可以出现吸收 带精细结构，但是在极性溶剂中会使精细结构消失、吸收 峰减少并使吸收曲线趋于平滑。
第四节 各类有机化合物的紫外光谱
1．饱和烃及其取代衍生物 饱和烃类分子中只含有σ键，因此只能产生σ→σ*跃
内，空气中的氧分子和二氧化碳对紫外光有强烈的吸收，对
这部分光谱的研究必须在没有氧的绝对真空状态或充有其他 惰性气体如氩、氮等的情况下进行。惰性气体实际上在该区 域内也有一定的吸收，如氩在107nm以下，氮在60nm以下有 吸收。远紫外区又称为真空紫外区。由于技术上的困难，远
紫外区的光谱研究较少。
近紫外区是波长较长的紫外光区。在此波长范围内，
H
C
O
Neptan = λ max
291 nm
ε max = ，
11
为n →π*跃迁引起，属R吸收带。
CH2=CHCHO EtOH = λ max
315 nm
ε max = 14 ，
为n→π*跃迁引起，属R吸收带。
3. B吸收带(源于德文benzenoid-苯系)
芳香族化合物的特征吸收谱带， 起因于π→π*跃迁与苯环振动的重
带。
第三节 溶剂选择和溶剂效应
一、溶剂的选择
进行紫外光谱测得所用溶剂必须在测定波段是透明的。
一般来说，溶剂的使用都有一定的局限性。低于某一波长范 围就会有吸收，发生干扰。这个波长就是最低波长极限。
如：
正丁醇
95%乙醇
λ最低=210nm
λ最低=210nm
环己烷
苯 二氧六环
λ最低=210nm
紫外吸收光谱分析法.
254
200
甲苯
261
300
含取代基时， B带简化， 间二甲苯 红移。
263
300
1，3，5-三甲苯 266
305
六甲苯
272
300
02:56:43
乙酰苯紫外光谱图
羰基双键与苯环共扼： K带强；苯的E2带与K带合 并，红移； 取代基使B带简化； 氧上的孤对电子： R带，跃迁禁阻，弱；
C H3
C
n p* ; R带
第一章 紫外吸收光谱
分析法
ultraviolet spectrometry, UV
第一节 紫外吸收 光谱分析基本原理
principles of UV
一、 紫外吸收光谱的产生 formation of UV 二、 有机物紫外吸收光谱 ultraviolet spectrometry of organic compounds
O
p p* ; K带
02:56:43
苯环上助色基团对吸收带的影响
02:56:43
苯环上发色基团对吸收带的影响
02:56:43
5. 立体结构和互变结构的影响
H C
H C
H C
C H
顺反异构： 顺式：λmax=280nm； εmax=10500 反式：λmax=295.5 nm；εmax=29000
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、— NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的 光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度 增加)，这样的基团称为助色团。
02:56:43
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带 常常因引入取代基或改变溶 剂使最大吸收波长λ max和吸 收强度发生变化:
有机光谱复习总结
有机光谱复习总结（有些部分不是重点，有点多余，大家可以删减一下，期待更正补充哈~~~~~~）来源：陆朦辰的日志第一章紫外吸收光谱电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱；c = λ·υ；E = h υ分子吸收光谱的产生：在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。
△E电子>△E振动>△E转动Lambert–Beer定律：A= -lgT=εCL= KCLA：吸光度；T：透光率，T=I/I o（I、I o分别是出射和入射光的强度）：物质浓度为1mol/L 时所测得的吸光度，称为摩尔吸光系数；K：物质浓度为1%（g/100ml）时测得的吸光度，称为百分吸光系数；L：通常用1cm 吸收池（比色皿）分子轨道的类型：s-s重叠；s-p重叠；p-p重叠；n轨道电子跃迁类型：1、σ→σ*跃迁：ζ轨道上的电子由基态激发到激发态产生的跃迁。
它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区（≤150nm）。
饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长λmax为135nm。
2、π→π*跃迁轨道上的电子吸收紫外线后产生的跃迁。
它需要的能量低于ζ→ζ*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 ：双键或三键中nm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162 nm。
3、n→π*跃迁：简单的生色团如-CO-、—CHO、-COO H、硝基等中的孤对电子向反键轨道的跃迁。
这类跃迁发生在近紫外光区。
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。
4、n→σ*跃迁：含有未用电子对基团中的未用电子对在吸收光能后产生的跃迁。
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R C Y
① Y=H,R p → p* 150-160nm n → p* 275-295nm
②Y= -NH2,-OH,-OR 等助色基团 K 带红移，R 带兰移； R带max =205nm ；e10-100
O
p K p p p p p p
R
K
R
n p
③不饱和醛酮 K带红移：165250nm R 带红移：290310nm
B带： 254nm
一般紫外光谱仪观测不到E1带，E2带有时也仅以“末端吸 收”出现，观察不到其精细结构。 B带为苯的特征谱带，以中 等强度吸收和明显的精细结构为特征。
§1.2 紫外光谱仪
0.575
光源
单色器 吸收池
检测器
显示
36
UV-7504型紫外光谱仪
37
紫外-可见光谱仪的基本组件
1.光源
功能：提供能量，激发被测物质分子 使之产生价电子的跃迁，从而产生电子光 谱（提供宽带辐射） 连续光源： 紫外光区：氢灯、氘灯（气体放电光源） 可见光区：钨丝灯、卤钨灯（热辐射光源）
共轭使吸收波长λmax红移。εmax变大。如： 通常每增加一个共轭双键， λmax增加30nm左右。
p
165nm p
p₃
217nm p₂ p₁
p
p
③ 羰基化合物共轭烯烃中的 p → p*
R C Y O
① Y=H,R
p → p* 150-160nm
②Y= -NH2,-OH,-OR 等助色基团 ③不饱和醛酮 λmax红移：165250nm
217nm 2×5nm 227nm 226nm
H3C
1 2
3 4
2、助色团（auxochrome)： 含有n电子的基团(如-OH、-OR、-NH２、-NHR、 -X等) 它们本身没有生色功能(不能吸收λ >200nm的光 )，但当它们与生色团相连时，就会发生p—π 共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向 长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团 称为助色团。
特
点
吸收峰很弱ε＜100
禁阻跃迁
含C=O的标志
K带
德文 Konjugation (共轭作 用)
π →π* 共轭双键 产生的吸 收带
ε＞ 10000
CH3CH=CHCH=CH2 吸收峰很强lgε＞4 λmax =223（22600） 两双键共轭的标志。 λmax在 220-250nm
B带
E1带 E2带
氘灯
38
2. 单色器
功能：从光源辐射的复合光中分出单色光 组成：由入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜、 出射狭缝等组成
800
λ1
白 光 入射 准直 狭缝 透镜 棱 镜 聚焦 透镜
600
500
λ2
出射 狭缝 400
39
3. 吸收池
功能：盛放试样，由石英或玻璃制成 在紫外光区只能用石英吸收池，在可见光 区可以使用石英吸收池，也可以使用玻璃 吸收池
2015-2-7
31
λ
max
（nm）
ε 2100
205
197
7600
λ
O
max
（nm）
ε 292
300.5
2015-2-7
280
O
≈150
32
5、吸收带及其特征
吸收带 跃迁类型
R带 n →π*
ε max
ε ＜100
λmax
CH3－CH＝O λmax =291nm CH3=CH-CHO λmax =315nm λmax在250-400nm
有机化合物的紫外吸收光谱，是其分子中外层价电 子跃迁的结果（三种）：σ电子、π电子、n电子
当外层电子吸收紫外辐射后，就从基态向激发 态(反键轨道)跃迁。 主要有四种跃迁，所需能量Δ Ε 大小顺序为： n →π ＊ < π →π ＊ < n →σ ＊ < σ →σ ＊
(1)σ→σ＊跃迁
所需能量最大；ζ 电子只有吸收远紫外光的能量才能发 生跃迁； 饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区； 吸收波长λ< 200 nm；
n→π* 还具有以下特点：
● λmax与组成π键的杂原子的电负性有关，杂
原子的电负性越强，λmax越小；
● n→π* 跃迁的几率比较小，所以摩尔吸光系
数比较小，一般为10～100 ，比起π－π*跃迁
小2～3个数量级。
摩尔吸光系数的显著差别，是区别π－π*跃
迁和n→π *跃迁的方法之一；
三、紫外可见吸收光谱示意图
化合物 H2O CH3OH CH3Cl CH3I CH3NH2 max（nm） 167 184 173 258 215 emax 1480 150 200 365 600
(3)π→π＊跃迁
含有π 电子的不饱和有机化合物，都会发生π —π *跃迁. 所需能量较小
π→π＊还具有以下特点：
● 对于孤立双键的吸收峰大都位于远紫外区末端或200nm附近 如 及 的max都是 175nm； ●摩尔吸光系数都比较大 εmax 一般在104L· mol-1· cm-1以上，属于强吸收。
2015-2-7 16
3、红移与蓝移 增色效应和减色效应
有机化合物的吸收谱带常常因 引入取代基或改变溶剂使最大吸收 波长λ max和吸收强度发生变化:
λ max向长波方向移动称为红移
，向短波方向移动称为蓝移 (或紫 移)。吸收强度即摩尔吸光系数ε
增大或减小的现象分别称为增色效
应或减色效应，如图所示。
第一章 紫外光谱
(Ultraviolet Absorption Spectroscopy, UV) §1.1 UV光谱的基本原理 §1.2 紫外光谱仪 §1.3 各类化合物的UV吸收光谱 §1.4 UV光谱法的应用
§1.1 UV光谱的基本原理
一、紫外吸收的产生
E hv h
c
二、电子跃迁的类型
（4）n→π*跃迁
吸收区域：近紫外区 即200~400nm 吸收强度： ε<102 L· mol-1· cm-1。由于这一跃迁是禁阻 跃迁，所以吸收强度很弱，
结构：含杂原子的双键化合物，或者当有杂 原子上的孤对电子与碳原子上的π*轨道共轭， 则可产生n→π*跃迁吸收。
例如丙酮 π→ π*跃迁的λmax=194nm， εmax为9×103L· mol-1· cm-1 ， 而n→ π*跃迁的λmax=280nm， εmax为22L· mol-1· cm-1 (溶剂环己烷)。
42
§1.3 各类化合物的紫外吸收光谱
一、共轭烯 A、直链共轭二烯π →π *跃迁的吸收波长计算方法
π →π *跃迁λ /nm 直链共轭二烯基本值 非骈环共轭双烯 烷基或环残余取代 环外双键 卤素取代 217 217 5 5 17
2015-2-7
44
CH3 CH2=C-C=CH2 CH3
基本值 烷基取代 计算值 测量值
① 不饱和烃π →π *跃迁
C=C
H c H c H
发色基团， 但 p p*200nm。
H
max=162nm ε max=10000 助色基团取代后 p → p*发生红移
-NR2 40(nm) -OR 30(nm) -Cl 5(nm) CH3 5(nm)
取代基
-SR
红移距离 45(nm)
② 共轭烯烃中的 p→p*
C
O
非极性 极性
C
C
p
极性
非极性
n → p*跃迁：兰移； ；e
max(正己烷) max(氯仿)
p → p*跃迁：红移； ；e
max(甲醇) max(水)
pp* np*
230 329
238 315
237 309
243 305
2015-2-7
27
3、pH值对λ max的影响 在不同pH值下，样品分子由于发生电离，结构发 生变化，其吸收波长随之改变。
对π—π*来说，π*轨道的极性大于π。在极性溶剂的 溶剂化作用下，激发态π*轨道的能量降低得更多， 结果跃迁能量降低而使λ max发生 红移 ．
CH3COCH3
溶剂的影响
C O
(CH3)2C=CHCOCH3
C
279 230 329
C
265 243 305
p
p
n n
p p
p n p p
40
4. 检测器
功能：检测光信号，将光信号转变成电信号 类型： （1）光电池：硒光电池（可见） 硅光电池（紫外可见） （2）光电管：紫敏光电管 锑铯阴极 红敏光电管 银和氧化铯阴极 （3）光电倍增管：将光信号放大106-107倍，灵敏
41
5. 记录系统
功能：信号的处理及读出 常用的记录系统有电位计、检流计、示波 器及数据台、数字电压表等
* π
* ψ4 ψ* 3 n π* n π ψ1
165 218 320 170 290
π
ψ2
λ max(nm)
C=C
C=C—C=O
C=O
(2)超共轭效应对λmax的影响
共轭体系 结构式 λ max (nm)
255
超 共轭体系 结构式 CH3 CH3CH=CHCH=CH2 CH3CH=CHCH=CHCH3 O CH3CH=CHCCH3 O CH3 C=CHCCH3 CH3
A
末端吸收
最大吸收峰
肩峰 次强峰 峰谷
λmax
λmin
λ/Beer-Lambert）定律
A = lg(I0 / I) = lg(1 / T) = ε﹒c﹒l = a﹒c﹒l I0:入射光强度 T：透光率 I：透过光强度 T=100% × I / I0
ε：摩尔吸光系数（ L· mol-1· cm-1） a：吸光系数 c：溶液浓度（mol/L或g/L) l：光程长度，一般为样品池厚度（cm) A总λ= A1λ+ A2λ+ … + Anλ 局限性：只适用于稀溶液；要求入射光为单色光