极性溶剂溶剂化效应

溶剂概述和溶剂效应

摘要：对化学反应中溶剂的种类和作用做概述，以及溶剂效应在紫外，荧光，红外，核磁波谱和液相色谱中的作用。

关键词：溶剂 溶剂效应 吸收光谱 液相色谱

1，溶剂

1.1溶剂的定义

溶剂是一种可以溶化固体，液体或气体溶质的液体，继而成为溶液，最常用的溶剂是水。

1.2溶剂的分类

溶剂按化学组成分为有机溶剂和无机溶剂

有机溶剂是一大类在生活和生产中广泛应用的有机化合物，分子量不大，常温下呈液态。有机溶剂包括多类物质，如链烷烃、烯烃、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、氢化烃、萜烯烃、卤代烃、杂环化物、含氮化合物及含硫化合物等等，多数对人体有一定毒性。（本文主要概述有机溶剂在化学反应以及波谱中的应用）

2，溶剂效应

2.1溶剂效应的定义

溶剂效应是指溶剂对于反应速率，平衡甚至反应机理的影响。溶剂对化学反应速率常数

的影响依赖于溶剂化反应分子和相应溶剂化过渡态的相对稳定性。

2.2溶剂效应在紫外，荧光，红外，核磁中的应用

2.2.1溶剂效应在紫外吸收光谱中的应用[5]

有机化合物紫外吸收光谱的吸收带波长和吸收强度，与所采用的溶剂有密切关系。通常，溶

剂的极性可以引起谱带形状的变化。一般在气态或者非极性溶剂（如正己烷）中，尚能观察

到振动跃迁的精细结构。但是改为极性溶剂

有机试剂极性大小

下面这份溶剂极性表列出了常用有机溶剂极性顺序，并有常见溶剂的粘度、沸点、吸收波长等物理参数，在进行薄层色谱柱（TLC）洗脱的时候时很有帮助。可能有不准确的，希望在留言处给予更正。

吸收波

化合物名称 极性 粘度 沸点

长 i-pentane(异戊烷) n-pentane(正戊烷) Petroleum ether(石油醚) Hexane(己烷) Cyclohexane(环己烷) Isooctane(异辛烷)

Trifluoroacetic acid(三氟乙酸) Trimethylpentane(三甲基戊烷) Cyclopentane(环戊烷) n-heptane(庚烷)

Butyl chloride(丁基氯; 丁酰氯)

Trichloroethylene(三氯乙烯; 乙炔化三氯) Carbon tetrachloride(四氯化碳)

Trichlorotrifluoroethane(三氯三氟代乙烷) i-propyl ether(丙基醚; 丙醚) Toluene(甲苯) p-xylene(对二甲苯) Chlorobenzene(氯苯) o-dichlorobenzene(邻二氯苯) Ethyl ether(二乙醚; 醚) Benzene(苯)

分子模拟实验 溶剂化效应和红外光谱的模拟

实验内容介绍：

本次实验主要内容是溶剂化效应和红外光谱模拟。何谓溶剂化效应，通常量子化学的研究都是在真空中、绝对零度下、气相分子的性质，实际上大多数化学物质和过程都存在于介质（如各种溶剂）中，与孤立的气相分子相比，溶剂对溶质分子的性质及其参与的化学反应，都有可能有非常重要的影响。不同的溶剂不仅可以影响溶质分子的结构、反应平衡、反应速率，甚至可以改变反应进程和机理，得到不同的产物或产率。将这些影响称之为“溶剂化效应”。对溶剂化效应的模拟有三种模型:显式溶剂化模型、隐式溶剂化模型、显式隐式结合模型。显式模型主要是在溶质分子中加入真正的溶剂分子再进行优化模拟；隐式模型是连续介质模型，溶剂对溶质分子的作用称为反应场，通过场概念运用迭代方法的计算，直至自洽，称自洽反应场方法（SCRF）,其中又包括：Onsager模型、极化连续介质模型（PCM）。实验中，我们以反应F- +CH3F = FCH3 +F-为例，进行溶剂化模型的建立以及反应优化计算。

红外光谱模拟是分子光谱模拟的重要一项。分子的红外光谱是分子振动的反映，振动频率对应于红外光谱的一个谱峰，振子强度（由于振动而引起的分子偶极矩的变化）相应于光谱峰的高度。

溶剂效应对丙酮、甲苯紫外吸收光谱的影响

——杨兰森（20096842）

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、形状及强度的影响。 （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电子有三种，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。在以上几种跃迁中，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。

影响有机化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，吸收带向长波方向移动（称作红移），吸收强度增大。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、NO2、苯环等。含有生色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、NH2、OR、Cl等。助色团本身在紫外及可见光区域不产生吸收带，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，吸收强度也有所增加。

pp.408-411 Appendix

Table A-1. Compilation of hundred important organic solvents together with their physical constants, arranged by decreasing E No. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Solvent Name Water Formamide 1,2-Ethanediol Methanol N-Methylformamide Diethylene glycol TriethyIene glycol 2-Methoxyethanol Tetraethylene glycol Name in Chinese 水 甲酰胺 乙二醇 甲醇 甲基甲酰胺 双乙二醇 三乙二醇 2-甲氧基乙醇 四乙二醇 甲基乙酰胺 乙醇 氨基乙醇 乙酸 丙醇 苄醇 丁醇 戊醇 异戊醇 异丁醇 异丙醇 2-丁醇 环己醇 碳酸丙二酯 2-戊醇 硝基甲烷 3-戊醇 乙腈 二甲亚砜 苯胺 环丁砜 乙酸酐 二甲基甲酰胺 ET (h) 1 0.799 0.79 0.762 0.722 0.713 0.704

pp.408-411 Appendix

Table A-1. Compilation of hundred important organic solvents together with their physical constants, arranged by decreasing E No. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Solvent Name Water Formamide 1,2-Ethanediol Methanol N-Methylformamide Diethylene glycol TriethyIene glycol 2-Methoxyethanol Tetraethylene glycol Name in Chinese 水 甲酰胺 乙二醇 甲醇 甲基甲酰胺 双乙二醇 三乙二醇 2-甲氧基乙醇 四乙二醇 甲基乙酰胺 乙醇 氨基乙醇 乙酸 丙醇 苄醇 丁醇 戊醇 异戊醇 异丁醇 异丙醇 2-丁醇 环己醇 碳酸丙二酯 2-戊醇 硝基甲烷 3-戊醇 乙腈 二甲亚砜 苯胺 环丁砜 乙酸酐 二甲基甲酰胺 ET (h) 1 0.799 0.79 0.762 0.722 0.713 0.704

溶剂名称 丙酮

醋酸戊醋（85%-88%） 醋酸混合醋（95%） 叔戊醇 乙二醇甲醚 正已烷 苯 醋酸异丁酯

醋酸正丁酯（90%） 醋酸正丁酯（99%） 醋酸仲丁酯 异丁醇 正丁醇 仲丁醇 二乙酮

醋酸乙酯（85%） 醋酸乙酯（95%） 醋酸乙酯（97%） 乙醇（95%） 乙醇（100%） 乙苯 甲基正丙基酮 正辛烷 醋酸异丙酯（95%） 亚异丙基丙酮 甲乙酮 甲基异丁基酮 甲基异丙基酮 甲基正丁基酮 醋酸正丙酯 异丙醇 正丙醇

四氢呋喃 甲苯 二甲苯 水

水（相对湿度65%） 丙二醇甲醚

5.7 0.68 0.39 0.93

0.53 7.8 3.5 1.5 1 1 1.8 0.64 0.44 0.83 2.3 4.1 4 4 1.4 1.7 0.82 2.4 1.6 3.

常用溶剂 沸点， 介电常数 石油醚 30~65℃ 1.80 正己烷C6H14 69℃ 1.58

环己烷 81℃ 2.02 二氧六环 101℃ 2.21 四氯化碳CCL4 77℃ 2.24 苯 80℃ 2.29 甲苯 111℃ 2.37 间二甲苯 二硫化碳CS2 乙醚C2H50C2H5 醋酸戊酯 氯仿 CHCL3 醋酸乙酯 醋酸CH3COOH 苯胺 四氢呋喃 苯酚 1,1－二氯乙烷 1,2－二氯乙烷 吡啶 叔丁醇

换 热 器 数 据 表中 石 乌 木 石 公 集 加 塔 木 质 项 国 油 鲁 齐 化 司 中 工 里 劣 油 目 山东三维 石化工程股份有限公司设备编号 设备型号 3127-E-201 全焊接两端可拆式板式换热器

项目号 31009001B 档案号 3127-02-PE-00-DS05 设计阶段基础设计 日期 2010-04-13 共 9 页 第 单元 3127 1 页

4 万吨/年硫磺回收装置 溶剂再生装置设备名称 数量(台)

闪蒸前贫富液换热器 1

工 艺 操 作 数 据 名 操作介质 流量 其中液相 其中气相 温度 最高温度 进口压力 压降 流速 膜系数 平均垢阻 * 计算/允许 计算/允许 总流量 (kg/h) 入口/出口 入口/出口 (%) (%) 称 热侧 贫胺液 280971 100 0 92/82.4 125 0.45 0.050/0.01 冷侧 富胺液 285519 100 0 50/65 70 0.5 0.050/0.012 总壳体台数 串联台数 并联台数 换热器组总有效面积 每台换热器有效面积 面积余量 保温(保冷)材 保温(保冷)厚度 结 构 参 数 壳体内径 管束布管限定直径 管程数 管子数 壳程数 管子外径(光管) 管

实验九 有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应

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、形状及强度的影响。 （3） 学习紫外—可见分光光度计的使用方法

实验原理：

与紫外-可见吸收光谱有关的电子有三种，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。在以上几种跃迁中，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。

影响有机化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，吸收带向长波方向移动（称作红移），吸收强度增大。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、NO2、苯环等。含有生色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、NH2、OR、Cl等。助色团本身在紫外及可见光区域不产生吸收带，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，吸收强度也有所增加。

影响有机化合物紫外吸收光谱的外因是指