题目

丙酮在乙烷中紫外吸收为279nm(ε=14.8L.mol-1.cm-1)，该吸收峰是由下列哪种类型的跃迁引起的？A. π→π*B. n→σ*C. n→π*D. π→σ*

丙酮在乙烷中紫外吸收为279nm(ε=14.8L.mol-1.cm-1)，该吸收峰是由下列哪种类型的跃迁引起的？
  • A. π→π*
  • B. n→σ*
  • C. n→π*
  • D. π→σ*

题目解答

答案

C

解析

本题考查紫外-可见吸收光谱中电子跃迁类型的判断，需结合吸收波长和摩尔消光系数（ε）两个关键参数。

  • 核心思路：不同类型的电子跃迁对应不同的光谱特征。
    • **π→π***跃迁：通常发生在共轭系统中，波长较长（250-300 nm），ε较高（>100 L·mol⁻¹·cm⁻¹）。
    • **n→π***跃迁：常见于含孤对电子的原子（如O、N）与双键相连的结构，波长中等（200-300 nm），ε较低（10-100 L·mol⁻¹·cm⁻¹）。
    • **n→σ***跃迁：波长较短（<200 nm），ε更低。
    • **π→σ***跃迁：少见，能量较高，波长较短。
  • 破题关键：丙酮的羰基（C=O）结构中，*孤对电子（n轨道）跃迁到π反键轨道**是主导跃迁类型，其光谱特征与题目数据（279 nm，ε=14.8）高度吻合。

丙酮分子中的羰基（C=O）是主要的发色基团。

  1. 电子跃迁类型分析：
    • 羰基的**π→π***跃迁需要更长的共轭链支持，而丙酮仅有一个双键，无法形成强吸收带。
    • **n→π**跃迁由氧原子的孤对电子（n轨道）跃迁到π反键轨道，符合丙酮的分子结构特征。
  2. 光谱数据匹配：
    • 波长279 nm属于n→π*典型范围（200-300 nm）。
    • ε=14.8 L·mol⁻¹·cm⁻¹属于中低强度，与n→π***跃迁的ε值（10-100）一致。
  3. 排除其他选项：
    • π→π***跃迁的ε通常更高（如苯的ε≈140）。
    • n→σ***跃迁波长更短（<200 nm），与题目数据不符。
    • π→σ***跃迁少见且能量过高，不符合丙酮结构。