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紫外吸收光谱

一、选择

1. 频率(MHz)为4.47×108的辐射,其波长数值为(1 ) (1)670.7nm (2)670.7μ(3)670.7cm (4)670.7m

2. 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(3 ) (1)吸收峰的强度 (2)吸收峰的数目 (3)吸收峰的位置 (4)吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于( 4 )

(1)紫外光能量大 (2)波长短 (3)电子能级差大 (4)电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高( 1 ) (1)σ→σ* (2)π→π* (3)n→σ* (4)n→π*

5. 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( 1 ) (1)水 (2)甲醇 (3)乙醇 (4)正己烷

6. 下列化合物中,在近紫外区(200~400nm)无吸收的是( 2 ) (1)

(2)

(3)

(4)

7. 下列化合物,紫外吸收λmax值最大的是( 2 ) (1)

(2)

(3)

(4)

二、解答及解析题

1.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息?紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性?

答:(1)如果在200~400nm区间无吸收峰,没该化合物应该无共轭双键系统,或为饱和有

机化合物。

(2)如果在270~350nm区间有一个很弱的吸收峰,并且在200nm以上无其他吸收,该化合物含有带孤电子的未共轭的发色轩。

(3)如果在UV光谱中给出许多吸收峰,某些峰甚至出现在可见区,刚该化合物结构中可能具有长链共轭体系或稠环芳香发色团。如果化合物有颜色,则至少有4~5个相互共轭的发色团。

(4)在UV光谱中,其长波吸收峰的强度在10000~20000之间时,示有α、β不饱和酮或共轭烯烃结构存在。

(5)化合物的长波吸收峰在250nm以上,且波吸收峰的强度在1000~10000之间时,该化合物通常具有芳香结构系统。

(6)如果增加溶剂极性将导致K带红移、R带紫移,特别是波吸收峰的强度有很大变

时,可预测有互变构体存在。若只有改变介质的PH值光谱才有显著的变化,则表示有可离化的基团,并与共轭体系有关:由中性变为碱性,谱带发生较大的红移,酸化后又恢复的表明有酚羟基、烯醇或不饱和羧酸存在;反之由中性变为酸性时谱带紫移,加碱后又恢复原状,则表明有氨(胺)基与芳环相连。

缺点:紫外光谱只能确定某些化合物的互变异构现象,而并非全部。

2. 分子的价电子跃迁有哪些类型?哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来? 答:⑴σ-σ*跃迁⑵π-π*跃迁⑶η-π*跃迁⑷η-σ*跃迁

第⑵⑶⑷种可在紫外吸收光谱中反映出来 3. 影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些?

答:⑴共轭效应⑵空间位阻⑶含给电子或吸电子基团⑷分子内电子转移⑸溶剂极性⑹溶液

PH值

4. 有机化合物的紫外吸收带有几种类型?它们与分子结构有什么关系? 答:四种。

一、R带:当有机分子中含有杂原子的不饱和基团时,如:C=O、或含—N=N—的等; 二、K带:当有机分子中含有共轭双键,如—C=C—C=C—; 三、B带:当有机分子中含有苯环时,则产生此吸收带;

四、E带:当有机分子中含有苯环或者苯环共轭烯烃时,产生E吸收带。 5. 溶剂对紫外吸收光谱有什么影响?选择溶剂时应考虑哪些因素? 答:溶液极性增大,π-π*跃迁发生红移,η-π*跃迁发生蓝移。

⑴在选择光谱溶剂时,测定非极性化合物的紫外光谱,多用环已烷基;测定极性化合物多用甲醇或乙醇作溶剂。⑵同时,还要注意溶剂本身的波长极限。 6. 什么是发色基团?什么是助色基团?它们具有什么样结构或特征?

答:发色团:分子结构中含有π电子的基团称为发色团。它们能产生π-π*跃迁η-π*跃迁,

从而能在紫外可见光范围内产生吸收。C=C、—N=N—、—NO2、—C=S等。 助色团:指含有非成键n电子的杂原子饱和基团,它们本身在紫外可见光范围内不产生吸收,但当它们与生色团或饱和烃相连时,能使该生色团的吸收峰向长波方向移动,并使吸收强度增加。如:—OH、—NR2、—OR、—SH、—I等。

7. 为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移?而使羰基n→π*跃迁波长蓝移?

答:烯双键的n→π*跃迁在有助色基团在的时候,共轭作用发生改变,因此烯双键的n→π*

跃迁产生的吸收峰红移。而在带羰基的溶剂中,羰基上的两个n电子与溶剂形成氢键,使n轨道的能级降低较大; 在激发态,羰基氧原子的上的一个n电子跃迁到π*轨道,不利于氢键形成,π*轨道的能级降低很小。因此,羰基n→π*跃迁能增大,吸收峰蓝移。

8. pH对某些化合物的吸收带有一定的影响,例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸

收带发生蓝移,而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么?羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化?

答:由于在酸、碱的环境中,苯胺与苯酚的解离度不同,而影响共轭系统的长短,使吸收光

谱不同。苯酚在碱性条件下,共轭效应增加,而苯胺在酸性条件下共轭效应减弱,则分别发生红移,蓝移。

对于羟酸,在碱性条件下,形成酸根离子吸收带会发生红移,即向长波方向移动。 9. 某些有机化合物,如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色,许多天然有机化合物也具有

颜色,为什么?

答:因为每种化合物都有本身的吸收光谱属性,而吸收的光谱带也有所不同,而剩下的没有

被吸收的光则由于反射进入人眼,而形成自己的颜色。

10. 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。 属于不饱和苯环化合物。

11. 某化合物的紫外光谱有B吸收带,还有λ=240nm,ε=13×104及λ=319nm,ε=50两个吸收

带,此化合物中含有什么基团?有何电子跃迁? 答:有苯环,π→π*跃迁;有—C=O,n→π*跃迁

12. 下列4种不饱和酮,已知它们的n→π*跃迁的K吸收带波长分别为225nm,237nm,

349nm和267nm,请找出它们对应的化合物。

(1) (2)

(3) (4)

答:225nm对应(2);237nm对应(1);349nm对应(3);267nm对应(4)