PDF《应用化学系物理化学实验 实验 7. 颜色的起源-》

应 应用 用化 化学 学系 系物 物理 理化 化学 学实 实验 验实实验 验77.

. 颜色的起源- 绽青染料紫外/可见光谱的应用 Origin of Color-Application of UV/Vis Spectroscopy on Cyanine dye 实验报告重点 预报项目 现象与定义 1. 说明何谓共轭染料.共轭键与颜色有何关联? 2. 绘制本实验中六种有机染料的共振结构,并记录共轭系统中π电子数目及 共轭键数. 3. 扼要整理量子理论中 particle in one dimensional box 的内含. 4. 说明以紫外/可见光光谱求出共轭系统长度的原理.需要用到哪一个公式. 详细定义公式中各参数的定义与数值. 5. 扼要叙述紫外光谱原理及 Beer'

s law 的意义. 测量与操作 1. 说明绽青染料甲醇溶液之配制流程. 2. 以流程图简述紫外/可见光光谱仪开关机步骤及应注意事项(可参考本系 UV/VIS Spectrometer 标准操作程序但请自行摘要整理,切勿复制标准程序 档案) 3. 测量项目:绽青染料紫外/可见光光谱实验. 结报项目 1. 条列各溶液之配制过程.详列算式计算各染料溶液之浓度. 制表:配制各溶液时各成份实际使用之重量或体积之数值及实际浓度.所 有样品请遵循数锹贾兄繁嗪胖鹨患锹.

2 2. . 绽青染料紫外/可见光谱实验结果. (i)整理呈现各染料之图谱,图上记录染料编号、结构式(共轭键位置) 、 浓度及最大吸收波长 . 可将各光谱集合於一至两张图中以叠图方式呈现 . (ii)根 Beer'

s law 计算各染料之莫耳吸收系数(ε). (iii)根馄淄贾邢允局max 求各染料之 Lexperiment 值. (iv)以苯环共轭键长为基准,估计各染料共轭系统之长度 Lestimatee. (v)作表计录各染料之实验结果与记算结果 (vi)并与与实验值比较,讨论说明差异的原因.

3 3. . 比较 Lexperiment 与Lestimatee 之差异.讨论差异的原因.

4 4. . 作图: [以Lexperiment 为横座标,以λmax 为纵座标作图 ].说明图中趋势与意 义. ] ] [ [

1 应 应用 用化 化学 学系 系物 物理 理化 化学 学实 实验 验实实验 验77. . 颜色的起源- 绽青染料紫外/可见光谱的应用 Origin of Color-Application of UV/Vis Spectroscopy on Cyanine dye 实验内容 实验目的 使用紫外/可见光光谱仪测量一系列绽青染料之光谱,根馄字兄罡呶粘,以particle in one-dimension box 量子化学理论模型估计染料分子中共轭键之长度.藉此 t解有机染料呈色的原理. 学习重点 量子化学中 particle in one-dimension box 模型的基本内容. 紫外/可见光光谱仪使用流程、样品准备及图谱分析技术. 熟悉「绽青染料」之结构式及有机化合物共振结构绘制与表达法. 学习测量莫耳吸收系数支实验方法. 如何由紫外/可见光光谱求得共轭系统中π电子可移动的长度. 网路资源 染料-颜色起源相关实验 http://instruct.uwo.ca/chemistry/223b-98/colours.htm http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem435/Lab5/ ? 紫外光谱教学网站 http://www.uwplatt.edu/chemep/chem/chemscape/labdocs/catofp/measurea/concentr /spec20/fspec202.htm http://www.chem.unl.edu/uic/uv_links.html ? 模拟紫外光谱动画教学 http://www.shsu.edu/%7Echm_tgc/sounds/DB.mov

2 定义与原理

一、颜色与共轭染料 物质的颜色大都是物质组成的原子及分子与可见光相互作用的结果.自然界中各类 颜色的起源主要是由於物质对光进行选择性吸收(selective absorption)所造成的.特 定的物质会吸收特定波长的光,人类视觉接收未被吸收的波长及就会感应到颜色. 玻璃、树叶、血液、红萝卜等不同物质呈现不同的颜色即为物质吸收特定波长的结 果.但是天空呈现湛蓝色却是由於不同波长的光散射(scattering)所致. 物质所以会吸收特定波长的光,是因为分子只吸收与其内部各能阶能量差相等的 光.公式(1)中当光子能量 Ephoton (=hν;