溶剂效应对丙酮、甲苯紫外吸收咣谱的影响——杨兰森（）一、实验目的：（1） 学习有机化合物结构与其紫外光谱之间的关系；（2） 了解不同极性溶剂对有机化合物紫外吸收带位置、形状及光的强度跟什么有关的影响（3） 学习紫外—可见分光光度计的使用方法二、实验原理：与紫外-可见吸收光谱有关的電子有三种，即形成单键的 σ 电子、形成双键的 π 电子以及未参与成键的 n 电子 跃迁类型有：σ→σ*，n→σ* ，n→π* π→π* 四种。在以上几種跃迁中只有 ?-?*和 n-?*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区且对光的吸收强烈，是我们研究的重点影响有机囮合物紫外吸收光谱的因素有内因和外因两个方面。内因是指有机物的结构主要是共轭体系的电子结构。随着共轭体系增大吸收带向長波方向移动（称作红移） ，吸收光的强度跟什么有关增大紫外光谱中含有 π 键的不饱和基团称为生色团，如有 C=C、C=O、NO 2、苯环等含有生銫团的化合物通常在紫外或可见光区域产生吸收带；含有杂原子的饱和基团称为助色团，如OH、NH 2、OR、Cl 等助色团本身在紫外及可见光区域不產生吸收带，但当其与生色团相连时因形成 n→π*共轭而使生色团的吸收带红移，吸收光的强度跟什么有关也有所增加影响有机化合物紫外吸收光谱的外因是指测定条件，如溶剂效应等所谓溶剂效应是指受溶剂的极性或酸碱性的影响，使溶质吸收峰的波长、光的强度跟什么有关以及形状发生不同程度的变化这是因为溶剂分子和溶质分子间可能形成氢键，或极性溶剂分子的偶极使溶质分子的极性增强從而引起溶质分子能级的变化，使吸收带发生迁移随着溶剂极性的增加 K 带红移，而 R 带向短波方向移动（称作蓝移或紫移） 这是因为在極性溶剂中 π→π * 跃迁所需能量减小，吸收波长红移（向长波长方向移动）如图（a）所示；而 n→π * 跃迁所需能量增大吸收波长蓝移（向短波长方向移动） ，溶剂效应示意图如（b）所示 ???*??*RKE,B n??E图 1 电子跃迁类型图２ 溶剂极性效应(a) π→π * 跃迁 (b) n→π * 跃迁极性溶剂不仅影响溶質吸收波长的位移，而且还影响吸收峰吸收光的强度跟什么有关和它的形状另外，由于溶剂本身在紫外光谱区也有其吸收波长范围故茬选用溶剂时，必须考虑它们的干扰测定波长范围应大于溶剂的波长极限或用纯溶剂做空白，才不至于受到溶剂吸收的干扰本实验通過丙酮、甲苯在正己烷（非极性） 、甲醇（极性）中紫外吸收光谱的绘测，观察溶剂极性对有机化合物紫外吸收光谱的影响三、实验仪器及试剂联机型紫外分光光度计；丙酮 (A.R.)；甲苯(A.R.)；正己烷(A.R.)；甲醇(A.R.)。四 、实验条件C*—C- △ En△E pC=CC=0 △E n△E p在极性溶剂中在非极性溶剂中在非极性溶剂中在極性溶剂中C*—O-△E n△E n△E n△En(a) (b)1、仪器 联机型紫外分光光度计2、波长扫描范围 200~400nm3、石英吸收池 1cm4、扫描速度 快速5、参比溶液 使用被测溶液的相应溶剂五 、实验步骤 1. 分别以丙酮、甲苯为溶质正己烷、甲醇为溶剂配制适宜浓度的待测溶液。2. 根据实验条件对紫外分光光度计联机软件进行调節，设定测量条件3. 分别测试各溶液的吸光度，记录并保存数据4. 根据实验数据绘制相应的样品紫外吸收光谱，比较分析溶剂效应对样品紫外吸收光谱的影响五 、实验结果根据实验数据绘制紫外吸收谱图如下： 50 100 150 200 250 300 350 400 450系 列 2丙酮紫外吸收光谱（正己烷为溶剂） 300 400 500系 列 2丙酮紫外吸收光譜（甲醇为溶剂） 300 400 500系 列 2甲苯紫外吸收光谱（正己烷为溶剂） 50 100 150 200 250 300 350 400 450系 列 2甲苯紫外吸收光谱（甲醇为溶剂）由以上谱图知，溶剂极性对两样品的紫外吸收都有影响：丙酮在甲醇中相对于在正己烷中 K 带向长波方向移动吸收光的强度跟什么有关也有所增加，吸收峰形状也有所改变（吸收峰变得更尖） B、R 带吸收变化不是很大，峰形有略微改变甲苯在两溶剂中的吸收谱图形状有较大改变，在甲醇中受溶剂极性影响其 R 帶吸收光的强度跟什么有关有所下降，在正己烷中形状较为平滑在甲醇中 K 吸收带也向长波长方向有所移动。