实验紫外-可见和分子荧光光谱.pptVIP

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 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 荧光的浓度效应 荧光随着浓度增高，强度反而减小，称为浓度猝灭。 原因可能是： a 浓度增加，分子碰撞机会增加，增加了非辐射损耗。 b 溶液中其他杂质吸收发出的荧光。（内滤光） c 吸收谱和发射谱重叠，荧光又被吸收。（自吸收） d 仪器原因 荧光光谱法与紫外－可见分光光度法的比较 仪器结构 分析方法 荧光光谱法灵敏度高，信息大 紫外－可见分光光度法应用广泛 四. 实验内容（一）有机化合物紫外吸收光谱及溶剂效应 五．数据记录与结果分析 （一）有机化合物紫外吸收光谱及溶剂效应 1. 采用Origin软件绘制图1－图5，谱图上标注图号。用一张A4纸正反两面打印5张图谱，附于实验报告中。 2. 在实验报告中，讨论与图号相对应的以下内容。 图1－图3：比较苯环上不同取代基对紫外吸收光谱的影响？试说明原因。 图4：比较n? ? *跃迁随溶剂极性增大λmax如何改变？试说明原因。 图5：比较?? ? *跃迁随溶剂极性增大λmax如何改变？试说明原因。 * * 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 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??* ?* ? ? ?* n n→π﹡ 远紫外 近紫外 可见光 σ→σ* 远紫外 10 -200nm n→σ* 紫外-可见 200-250nm n→π* 紫外-可见 200-400nm π→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εmax104 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