光谱项综合解析和计算
植被光谱分析与植被指数计算
植被光谱分析与植被指数计算在遥感中，常常结合不同波长范围的反射率来增强植被特征，如植被指数（vegetation indices——VI）的计算，植被指数（VI）是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算，以增强植被某一特性或者细节。
目前，在科学文献中发布了超过150种植被指数模型，这些植被指数中只有极少数是经过系统的实践检验。
本文总结现有植被指数，根据对植被波谱特征产生重要影响的主要化学成份：色素（Pigments）、水分（Water）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen），总结了7大类实用性较强的植被指数，即：宽带绿度、窄带绿度、光利用率、冠层氮、干旱或碳衰减、叶色素、冠层水分含量。
这些植被指数可以简单度量绿色植被的数量和生长状况、叶绿素含量、叶子表面冠层、叶聚丛、冠层结构、植被在光合作用中对入射光的利用效率、测量植被冠层中氮的相对含量、估算纤维素和木质素干燥状态的碳含量、度量植被中与胁迫性相关的色素、植被冠层中水分含量等。
包括以下内容：植被光谱特征植被指数HJ-1-HSI植被指数计算1.植被光谱特征植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质，如裸土、水体等，比如植被的“红边”现象，即在<700nm附近强吸收，>700nm高反射。
很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射，包括波长、水分含量、色素、养分、碳等。
研究植被的波长范围一般为400 nm to 2500 nm，这也是传感器设计选择的波长范围。
这个波长范围可范围以下四个部分：可见光（Visible）：400 nm to 700 nm近红外（Near-infrared——NIR）：700 nm to 1300 nm短波红外1（Shortwave infrared 1——SWIR-1）：1300 nm to 1900 nm短波红外2（Shortwave infrared 2——SWIR-2）：1900 nm to 2500 nm其中NIR和SWIR-1的过渡区（1400nm附近）是大气水的强吸收范围，卫星或者航空传感器一般不获取这范围的反射值。
光谱项 综合解析
2.6.2 多电子原子的状态及量子数
多电子原子中，电子之间的相互作用是非常复杂的，但大 致可以归纳为以下几种相互作用： 电子轨道运动间的相互作用； 电子自旋运动间的相互作用； 轨道运动与自旋运动间的相互作用； 1. 角动量的耦合方案 j j j-j 耦合 l1 , s1 →j1 ； l2 , s2 →j2 j1 ， j2→J ※ L-S耦合 L，S →J l1,l2→L ；s1,s2 →S
4． 证明波函数的正交性
5． 求类氢离子某一轨道径向部分的极大、极小值 6． 某些原子（或离子）的薛定鄂方程
7． 原子的斯莱脱波函数
8． 斯莱脱法计算轨道能、电离能 9． 由原子组态推出光谱项、基谱支项
10．由光谱项判断电子排布
2.5 原子光谱和光谱项
2.5.1 原子光谱
原子中的电子一般都处于基态，当原子受到外来作用 时，它的一个或几个电子会吸收能量跃迁到较高能级，使 原子处于能量较高的新状态，即激发态。 激发态不稳定，原子随即跃迁回到基态。与此相应的 是原子以光的形式或其他形式将多余的能量释放出来。 当某一原子由高能级 E2 跃迁到低能级 E1 时，发射出 与两能级之差相应的谱线，其波数表达为下列两项之差：
0 0
0
0
-1
-2
-1
-2
mLmax 2, Lmax 2 L, (2L 1) 5
(2)总自旋角动量MS
MS
S ( S 1)
两电子体系S的可能取值
S s1 s2 , s1 s2 1,..., s1 s2
ms称为总自旋磁量子数
M Sz mS
mS ms i S, (S 1), ,(S 1), (S ) 共(2S 1)个 mS
制药分析--波谱综合解析
2 9 1 11 2 5 2
③ 综合上述分析，推测未知物分子中存在如下结构单元： -NH2，-CH2-CH3， 3. 结构式的确定 根据以上结构单元，可以推测未知物分子结构如下： 4. 验证
（四）1H核磁共振谱图（1H-NMR）
1. 根据积分线和分子式计算分子中各类氢原子数 目，含氢基团类型及连接顺序。 2. 判断各类质子个数比。
3. 判断与杂原子、不饱和键相连的甲基、亚甲基
和次甲基。
二、 综合解析的一般程序
（一） 测试样品的纯度
可用各种各种方法来确定样品的纯度（如测
熔点：纯物质具有确定的熔点、沸点和折光率等，
1H-NMR谱图中在δ11附近有一单质子峰应对应羧基（－
COOH）中的氢原子，因此可推测分子中含有羧基（－ COOH）；所以推测分子中含有2个氧原子。
1H-NMR谱图
1H-NMR
从低场到高场各组峰的积分曲线高度比为1：2：2，
因此推测分子中存在5个氢原子（H）。
解：1. 确定分子式 ①MS可以看出分子离子峰在152处，可以推断未知物分子量为 152。分子量为偶数，可知分子中不存在奇数个氮原子。而 （M）与（M+2）峰的丰度比接近1：1，所以未知物分子中 可能含有一个溴原子（Br）。 ②1H-NMR从低场到高场各组峰的积分曲线高度比为1：2：2， 因此推测分子中存在5个氢原子（H）。 ③IR 2500～3200cm-1处有一宽峰说明存在羟基（-OH）， 1700cm-1处有一个强峰说明存在羰基（-C=O），而1H-NMR 谱图中在δ11附近有一单质子峰应对应羧基（－COOH）中的 氢原子，因此可推测分子中含有羧基（－COOH）；所以推 测分子中含有2个氧原子。 ④推断分子中所含的C原子数目为：
谱图综合解析
• 酰胺的-NH一般在5.0-8.5ppm出现宽峰。如氯代乙酰胺，在7.3-7.6ppm处
出现两个宽的NH2峰。
a
a
b
b
精选ppt
16
二、各种谱图解析时的要点
5．13C-NMR法
（1）判断碳原子个数及其杂化方式（sp，sp2，sp3） 杂化状态是影响碳核化学位移的主要因素，一般来说它
精选ppt
3
二、各种谱图解析时的要点
1．UV法： 主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息
横坐标：波长（λ）；
纵坐标：吸光度（A）；或摩尔吸光系数（ε）。
精选ppt
4
二、各种谱图解析时的要点
1．UV法： 主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息
（1）220-800nm内无紫外吸收，说明是脂肪烃、脂环烃或其简单衍生物（氯化 物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共轭的烯。
谱图综合解析
精选ppt
1
主要内容
一、概述 二、各种谱图解析时的要点 三、光谱解析的一般程序 四、综合光谱解析例解
精选ppt
2
一、概述
“四大波谱” 紫外、红外、核磁（氢谱、碳谱、二维谱）、质谱。
综合解析 对于比较复杂的有机化合物的结构测定（如天
然产物），需要综合各种波谱数据和理化性质进行 结构推导，确定化合物结构。
精选ppt
9
二、各种谱图解析时的要点
3．MS法
（2）含氮原子的推断（氮规则、断裂形式）。
由C，H，O 组成的有机化合物，M 一定是偶数。 由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 奇数，M 奇数。 由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 偶数，M 偶数。
红外光谱解析方法(含结构分析实例)
无 CH 3 吸收
否定结构 1 和 3
且无芳环对位取代特征吸收
1680 ~ 1630 cm1 无 C O吸收
否定结构 4
续前
综上所述，峰归属如下 ：
H 3060 ，3040 和3020 cm 1
1 C （芳环） 1600 ， 1584 和 1493 cm C 1 H （单取代） 756 和 702 cm （双峰）
该化合物为结构 2
练习 （书后P276题15）
H 3030
as CH 3
C （芳） 1588 ， 1494 和1471 C2925as CH 3
s CH 1380 3 1442 C N 1303， 1268
1 H 748cm （单）
NH 3430 ， 3300 （双）
CH 2 2938 ， 2918 和 2860
CH 2 1452
续前
解: 此题五个化合物有四个 含有苯环， 其中三个还分别具有 C N ， NH 和C O；
只有化合物2无苯环，但具有 OH
图上可见芳香化合物的 一系列特征吸收 3060 ，3040 和3020 cm 1有吸收 为芳环 H 1600 ， 1584 和 1493cm 1三处吸收 为芳环 C C
示例
CH 3300
NH 3270 H 3030 C C 2100
C （芳环） 1597 ， 1495 ， 1445 C
NH 1533 C N 1323
C O 1638
CH 1268
H 763 ， 694 （双峰）
续前
2 2 9 1 7 7 可能含有苯环 解： U 2 1638 cm1强吸收 为 C O 3270 cm 1有吸收 NH
第8章 8.1 谱图综合解析的方法
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2. 综合解析的步骤
1) 解析前应了解尽可能多的信息
首先了解样品的来源和纯度; 纯物质要了解其熔点、沸点、溶解性能等物理化学性 质以及用其它分析手段所测得的数据（如分子量、元素 分析数据）等; 混合物需要精制后才能进行光波谱分析,或采用一些联 用技术分析 .
2) 初步观察各种谱图并得出一些明显的结论
(3) 紫外光谱
UV可以确定由不饱和基团形成的大共轭体系，当吸收具有精 细结构时可知含有芳环结构，对结构单元的确定给予补充和 辅证。
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(4)质子核磁共振谱
1H NMR根据分子中处于不同环境氢核的化学位移（δ）和氢 核之间的偶合常数（J）确定分子中存在的自旋系统，与13C NMR 数据作相应的关联确定自旋系统对应的结构单元；
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4) 通过谱图解析确定存IR能给出大部分官能团和某些结构单元存在的信息，从谱图 特征区可以清楚地观察到存在的官能团，从指纹区的某些相 关峰也可以得到某些官能团存在的信息。
(2) 有机质谱
MS除了能够给出分子式和相对分子量的信息，还可以根据 谱图中出现的系列峰﹑特征峰﹑重排峰和高质量区碎片离 子峰确定结构单元
(2)标准谱图验证
通过与标准谱图对照分析,确定谱图上峰的个数、位置、形 状及强弱次序是否与标准谱图一致 .
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6) 确定正确结构
以上一步所推出的各种可能结构为出发点，综合 运用所掌握的实验资料，对各种可能的结构逐一对 比分析，采取排除解析方法确定正确结构。 如果对某种结构几种谱图的解析结果均很满意， 说明该结构是合理的和正确的 . 7) 结构验证
(1)质谱验证
正确的分子结构一定能写出合理的质谱断裂反应，运用质 谱断裂机制是验证分子结构正确与否的重要判断方法。
[理学]综合波谱解析法
![[理学]综合波谱解析法](https://img.taocdn.com/s3/m/097e6da56bd97f192379e933.png)
含氢的官能
氢谱不足
团
碳谱补充
对于含碳较多的 有机物，烷氢的 化学环境类似， 而无法区别
给出各种含碳官能团 的信息，几乎可分辨 每一个碳核，
光谱简单易辨认
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h
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碳谱与氢谱可互相补充
碳谱不足
COM谱的峰高， 常不与碳数成 比例
氢谱补充
氢谱峰面积的积分 高度与氢数成比例
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偏共振谱(off resonance de-coupling，OFR，
部分除去氢干扰)可提供碳的类型。因为C与相
连的H偶合也服从n+1律，由峰分裂数，可以 确定是甲基、 亚甲基、次甲基或季碳。例如 在 四重偏峰共(振q)碳、谱三中重C峰H(3t、)、C二H重2、峰C(Hd)与及季单碳峰分(s)别。为
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h
2
一、各种光谱的在
综合光谱解析中的作用
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h
3
质谱在综合光谱解析中的作用源自 质谱(MS) 主要用于确定化合物的分子量、分 子式。
质谱图上的碎片峰可以提供一级结构信息。对 于一些特征性很强的碎片离子，如烷基取代苯 的m／z 91的苯甲离子及含γ氢的酮、酸、酯的 麦氏重排离子等，由质谱即可认定某些结构的 存在。
立体异构体比较灵敏，能给出细微结构信息。
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h
8
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中:
质 子 噪 音 去 偶 或 称 全 去 偶 谱 (proton noise deeoupling或proton complete deeoupling，缩
写COM，其作用是完全除去氢核干扰)可提供 各类碳核的准确化学位移
波谱分析综合解析
CH3
例3、某化合物分子式是C9H11NO(M=149),根据下列图谱解析化合物的结构， 并说明依据。
NH2
O NH C
M/Z=93
CH2 CH3
M/Z=149
M/Z=77
O
C
CH2 CH3
M/Z=57
CH2 CH3
M/Z=29
1、 一个末知物的元素分析，MS、IR、NMR、UV如图所示，是推断其结构式。
的种类
200
150
100
50
0 RANGE
Saturated carbon - sp3 no electronegativity effects
R-CH3 R-CH2-R R3CH / R4C
Saturated carbon - sp3 electronegativity effects
C-O C-Cl
一般情况下应以一种分析方法中获得的信息反馈到其他分析 方法中，各种谱学方法所获得的信息相互交换，相互印证，不断增 加信息量，这样才能快捷地获得正确结论
化合物结构推导的重点是应掌握各结构片断之间的相互关系， 推断出相互关联的结构片断。
例1 根据下列图谱确定化合物（M=72）结构，并说明依据。
解：
OO
C
C
3：根据下列图谱确定化合物（M=132）的结构,并说明依据。
O
O
H3C O
C
CH2 C
O
CH3
4：根据下列图谱确定化合物（M=86）的结构,并说明依据。
O
H3C
H2C
CH
C
H
CH3
5：某化合物C9H12O2 （M=152）,根据下列图谱确定化合物的结构,并说明依据。
光谱综合解析
二、综合光谱解析的顺序与重点 1．了解样品的来源(天然品、合成 品、三废样品等)、物理化学性质与物理 化学参数(物态、熔点、沸点、旋光性、 折射率、溶解度、极性、灰分)等，可提 供未知物的范围，为光谱解析提供线索。 一般样品的纯度需大于98％，此时测得 的光谱，才可与标准光谱对比。
2．质谱 先由质谱获得的分子离子峰的精密 质量数或同位素峰强比确定分子式。必要时， 可佐以元素分析。质谱碎片离子提供的结构信 息，有些能确凿无误地提供某官能团存在的证 据，但多数信息留作验证结构时用。 3．由分子式计算未知物的不饱和度 推 测未知物的类别，如芳香族(单环、稠环等)、 脂肪族(饱和或不饱和、链式、脂环及环数)及 含不饱和官能团数目等。
质谱虽非光谱，因其与光谱的密切关系， 且确定未知物的分子量与分子式是进行 综合光谱解析时，首先要知道的问题。 加之质谱仪的质量色散与光谱仪的复光 色散有某些类似之处，因此习惯上也把 它视为一种光谱。
一般情况，由IR、H-NMR及MS三种光谱提 供的数据，即可确定未知物的化学结构。 若不足，再增加CMR等。特殊情况，还可 以辅助以其它光谱，如2D-NMR、荧光谱、 旋光谱、拉曼光谱等提供的结构信息。 在进行综合光谱解析时，不可以一 种光谱“包打天下”，各用所长，取长 补短，互为补充。
第五章 光谱综合解析
利用未知物(纯物质)的MS、UV、IR、 H-NMR及 13 C-NMR等光谱，进行综合解析， 确定未知物分子结构的方法，称为综合 光谱解析法。
一、各种光谱在综合光谱解析中的作用 质谱(MS)主要用于确定化合物的分子量、 分子式，其质谱图上的碎片峰可以提供一级结 构的有用信息。对于一些特征性很强的碎片离 子，如烷基取代苯的m/z 91的卓鎓离子及含γ 氢的酮、酸、酯的麦氏重排离子等，由质谱即 可认定某些结构的存在。 质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后， 验证所推测的未知物结构的正确性。
谱图的综合解析
第六章 谱图综合解析
1
光谱解析的综合解析程序
1.测试样品的纯度： 作结构分析，样品应是高纯度的，应事先做纯度检验。另外，
考察样品中杂质的混入途经也是很重要的。有些实验, 可用于混 合物的定性分析，如GC/MS, HPLC/MS,GC/IR;
2．做必要的图谱及元素分析。先选择性做几个重要、方便的， 再根据情况做其他谱。
(4) 综合光谱材料与元素分析确定分子式。
3
分子中各种原子数的确定
（a) 确定氢原子数： 从1H-NMR的积分面积计算氢原子数的个数。
（b) 确定氧原子数 由IR确定有无υOH、υC=O和υC-O-C的特征吸收谱带以及前面提
到的由1H-NMR求得的氢原子数之间有无差别，或从有无C=O 或C-O峰来确定含氧原子的可能性，并可进一步用1H-NMR和 MS等有关峰数确定。
B
15
结构(A)
OO
H3C
CC
A
CH2OCH2CH3
结构(A)化学位移最大的是CH2的单峰，应在δ>4.1区域有相 当于2个氢核的吸收峰。而四重峰在δ3.1附近。由于NMR并非 如此，故（A）可排除。
结构（C）
OO
CH3CH2O C C CH2CH3
C
16
在δ4.2处应有相当于两个氢核的四重峰(-CH2CH3),在2.0ppm 处应有相当于两个氢核的四重峰(-COCH2CH3).而图中2.0ppm 处只有相当与两个氢核的单峰。故结构（C）也可排除。
10
11
解： 1. 该化合物的分子式为C6H10O3,计算出分子中不饱和度为2：
=6+1+（0-10）/2=2
2. 各部分结构的推定： 从所给出的图谱粗略可看出： UV光谱示为非共轭体系。 IR光谱示无-OH基，但有两个C=O基。 NMR谱示可能存在乙氧基（在δ4.1的四重峰及δ1.2的三
光谱项中各符号的意义和计算方法
光谱项中各符号的意义和计算方法嗨，小伙伴！今天咱们来唠唠光谱项里那些符号的事儿。
先说说光谱项的一般表示形式，比如n^2S + 1L_J。
这里面的每个符号都有它独特的意义哦。
那个n呢，它就表示主量子数啦。
你可以把它想象成是电子住的“楼层”，这个“楼层”决定了电子离原子核的大概距离呢。
数字越大，电子住得就越靠外。
再看S，这是总自旋量子数。
电子是有自旋的，有的向上，有的向下。
把所有电子的自旋情况综合起来就得到了这个S。
那2S + 1呢，这个数有个特别的名字叫自旋多重度。
如果2S+1 = 1，就表示单重态；等于2呢，就是双重态；等于3就是三重态啦。
L这个符号表示的是总轨道角量子数。
它和电子在原子里的轨道形状有关哦。
比如说，L = 0的时候，对应的轨道形状是球形的，这个时候用符号S来表示（注意这里的S和前面的总自旋量子数的S不是一个东西哦，是不是有点调皮 ）；L = 1的时候，轨道形状像哑铃，用P表示；L = 2就是花瓣形状的轨道啦，用D表示。
最后就是J啦，它是总角动量量子数。
它是由前面的L和S耦合得到的呢。
计算方法就是J = L+S，L + S - 1，L+S - 2……直到| L - S|。
比如说，如果L = 1，S = 1/2，那么J就可能是1 + 1/2 = 3/2或者1 - 1/2 = 1/2。
计算光谱项的时候呢，要先确定原子里每个电子的量子数，然后按照规则把它们组合起来。
比如说对于一个有两个电子的系统，先算出每个电子的n、l（轨道角量子数）、s（自旋量子数），然后把这些值综合起来得到整个原子的n、S、L和J，这样就能写出光谱项啦。
好啦，这就是光谱项里那些符号的意义和大概的计算方法啦，是不是也没有那么难理解呀 。
解析如何分析和计算颜色光谱题
解析如何分析和计算颜色光谱题解析如何分析和计算颜色光谱题颜色光谱是指光的频谱分布在可见光范围内的各种色彩。
在物理学或光学等学科中，研究和分析颜色光谱是非常重要的一部分。
本文将介绍如何分析和计算颜色光谱题，以帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。
颜色光谱的分析主要涉及两个方面：颜色和光谱强度的计算。
首先，我们来讨论颜色的分析。
颜色是由光的各种波长组成的，我们可以通过将光的波长分解来分析颜色。
首先，我们需要了解颜色的三要素：色调、饱和度和亮度。
色调是指颜色的基本色彩，如红、绿、蓝等。
饱和度是指颜色的纯度，高饱和度的颜色更鲜艳、更饱和。
亮度是指颜色的明暗程度，亮度较高的颜色看起来更明亮。
对于某一颜色光谱，我们可以通过光谱的波峰波谷位置来确定它的色调。
例如，红色的光谱波峰位置在较长的波长处，蓝色的光谱波峰位置在较短的波长处。
同时，光谱的宽度和高度也会影响颜色的饱和度和亮度。
宽度较窄、高度较高的光谱表示颜色的饱和度较高，亮度较低；反之，宽度较宽、高度较低的光谱表示颜色的饱和度较低，亮度较高。
在计算颜色光谱的饱和度和亮度时，我们可以使用颜色模型。
颜色模型是一种表示颜色的数学模型，常用的有RGB模型和CMYK模型。
RGB模型是通过红、绿、蓝三原色的组合来表示颜色，CMYK模型则是通过青、品红、黄、黑四个色彩来表示颜色。
在进行颜色光谱的计算时，我们可以通过将光谱分解为各个波长的强度值来计算光谱的平均强度。
我们可以将光谱的波长范围分成若干个小区间，然后计算每个小区间内的光谱强度，最后求得各个小区间的平均强度，即可得到整个光谱的平均强度。
通过计算光谱的平均强度，我们可以了解不同波长的光在光谱中的分布情况，从而更好地理解和分析颜色光谱的特征。
除了光谱的平均强度，我们还可以计算光谱的峰值强度和波长位置。
光谱的峰值强度是指光谱中强度最大的波长对应的强度值，波长位置则是指峰值强度对应的波长值。
通过计算光谱的峰值强度和波长位置，我们可以得到详细的光谱信息，进而对颜色的组成和特征有更深入的认识。
解析光谱分析及解题方法
解析光谱分析及解题方法光谱分析是一种科学技术，通过研究物质与电磁波相互作用的规律，从而得出物质的组成和结构信息。
利用光谱分析，我们可以了解到物质的化学成分、结构和性质，对于科学研究、工业生产以及环境监测等领域具有广泛的应用。
本文将对光谱分析的原理、方法以及解题技巧进行解析。
光谱分析的原理基于物质与电磁波相互作用的特性。
当物质受到激发或经历能级转换时，会吸收或发射特定波长的电磁波。
根据不同物质对电磁波的吸收或发射情况，我们可以得到不同的光谱图，进而推断出物质的组成和结构信息。
常见的光谱分析方法包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱和质谱等。
紫外可见吸收光谱是光谱分析中常用的方法之一。
在紫外和可见光区域，物质分子的电子能级之间存在跃迁，从而吸收特定波长的光线。
通过测量物质对不同波长光的吸收强度，可以获得物质的吸收光谱图。
例如，利用紫外可见吸收光谱，我们可以确定食品中的添加剂、药物中的色素以及水中的化学物质等。
红外光谱是一种通过测量物质对红外辐射的吸收或散射来分析物质的方法。
红外光谱波长范围较宽，适用于研究物质的分子结构、功能官能团和化学键等信息。
红外光谱常用于有机化合物的鉴别和定量分析，如药物、塑料、石油等领域。
通过红外光谱，我们可以识别出不同物质的特征吸收峰，进而推断出物质的组成和结构。
拉曼光谱是一种分析物质的振动和转动信息的方法。
当分子受到激发时，会发生拉曼散射，其能量和波长发生变化。
通过测量样品散射光的频移，我们可以得到与分子振动和转动有关的拉曼光谱。
拉曼光谱通常用于固体、液体和气体的组分分析，如鉴定矿物、研究生物分子结构和检测环境中的污染物等。
质谱是一种通过离子源产生离子，并对离子进行质量分析的方法。
利用质谱，我们可以确定物质的分子量、元素组成以及分子结构信息。
质谱广泛应用于化学、生物、医药、环境等领域，如毒品分析、新药研发、环境污染检测等。
质谱分析的关键是通过测量离子的质荷比，从而确定物质的质量，再通过质谱图进行定性和定量分析。
综合波谱解析-2010
O H3C C
A
O C CH2OCH2CH3 O H3C C CH2
B
O C2H5O
C
O C CH2CH3
C
O C OCH2CH3
结构(A) 结构
O H3C C
A
O C CH2OCH2CH3
结构(A)化学位移最高的是 的单峰，应在δ>4.1区 结构 化学位移最高的是CH2的单峰，应在 化学位移最高的是 区 域有相当于2个氢核的吸收峰 而四重峰在δ3.1附近。 个氢核的吸收峰。 附近。 域有相当于 个氢核的吸收峰。而四重峰在 附近 由于NMR并非如此，故（A）可排除。 并非如此， 由于 并非如此 ）可排除。 结构（ ） 结构（C）
CH3CH2O
C
O C
O C CH2CH3
处应有相当于俩个氢核的四重峰(-CH2CH3),在 在δ4.2处应有相当于俩个氢核的四重峰 处应有相当于俩个氢核的四重峰 在 2.0ppm处应有相当于俩个氢核的四重峰 处应有相当于俩个氢核的四重峰(-COCH2CH3).而 处应有相当于俩个氢核的四重峰 而 图中2.0ppm处只有相当与俩个氢核的单峰。故结构（C） 处只有相当与俩个氢核的单峰。 图中 处只有相当与俩个氢核的单峰 故结构（ ） 也可排除。 也可排除。 只有结构(B)与所有波谱数据完全相符， 只有结构 与所有波谱数据完全相符，故该化合物的结 与所有波谱数据完全相符 构为： 构为： CH3COCH2COOCH2CH3
2.化合物的结构： 化合物的结构： 化合物的结构 可知氢原子个数比为2： ： ， 由NMR可知氢原子个数比为 ：2：3，故总的氢原子数为 可知氢原子个数比为 个氢原子对称， 7N，另有一个结构与 3-CH2-CH2-CO的7个氢原子对称， ，另有一个结构与CH 的 个氢原子对称 再结合M=114，碳原子数为 ，所以该化合物的结构是： 再结合 ，碳原子数为7，所以该化合物的结构是： CH3-CH2-CH2-CO-CH2-CH2-CH3
5. 谱图综合解析的方法
2013-8-20
质谱： 在m/z 39，51，77，91，105，119处一系列的强度指示芳 香族的特征； 在m/z 69的最大是非芳香族部分，m/z 59以及和分子离子 的质量相差为80，31和59指示出存在单键键合的氧； 在过渡态中，由亚稳离子(189-*-139，139-*-119)的存在所 证实的质量差为50(CF2)和20(HF)的质量单位指出了氟， 它可能以三氟甲基的形式存在。
2013-8-20
4) 通过谱图解析确定存在的官能团以及结构单元 (1) 红外光谱
IR能给出大部分官能团和某些结构单元存在的信息，从谱图 特征区可以清楚地观察到存在的官能团，从指纹区的某些相 关峰也可以得到某些官能团存在的信息。
(2) 有机质谱
MS除了能够给出分子式和相对分子量的信息，还可以根据 谱图中出现的系列峰﹑特征峰﹑重排峰和高质量区碎片离 子峰确定结构单元
2013-8-20
C-NMR：宽带去偶图上只有四类碳说明分子有对称结构， 偏共振去偶图中处于50～70ppm的3种亚甲基受中等去 屏蔽，表示碳与氮、氧原子相连，1个甲基在高场，为 C-CH3结构。 MS：M－15表示可能含有甲基； H-NMR：由低场到高场的积分比为4∶6∶3，其中4H以 CH20存在，6H以CH2N存在；1.18为CH3 ，裂分为三重 峰，有CH3CH2结构； 4．推定分子结构式 分子中有1个环结构，没有其它不饱和类型，氧和氮原 子上都没质子，同时C-NMR表明分子对称，结构为：
2013-8-20
6) 确定正确结构 以上一步所推出的各种可能结构为出发点，综合 运用所掌握的实验资料，对各种可能的结构逐一对 比分析，采取排除解析方法确定正确结构。 如果对某种结构几种谱图的解析结果均很满意， 说明该结构是合理的和正确的 . 7) 结构验证 (1)质谱验证
植被光谱分析与植被指数计算解读
植被光谱分析与植被指数计算在遥感中，常常结合不同波长范围的反射率来增强植被特征，如植被指数（vegetation indices ——VI）的计算，植被指数（VI）是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算，以增强植被某一特性或者细节。
目前，在科学文献中发布了超过150种植被指数模型，这些植被指数中只有极少数是经过系统的实践检验。
本文总结现有植被指数，根据对植被波谱特征产生重要影响的主要化学成份：色素（Pigments）、水分（Water）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen），总结了7大类实用性较强的植被指数，即：宽带绿度、窄带绿度、光利用率、冠层氮、干旱或碳衰减、叶色素、冠层水分含量。
这些植被指数可以简单度量绿色植被的数量和生长状况、叶绿素含量、叶子表面冠层、叶聚丛、冠层结构、植被在光合作用中对入射光的利用效率、测量植被冠层中氮的相对含量、估算纤维素和木质素干燥状态的碳含量、度量植被中与胁迫性相关的色素、植被冠层中水分含量等。
包括以下内容：∙∙●植被光谱特征∙∙●植被指数∙∙●HJ-1-HSI植被指数计算1.植被光谱特征植被跟太阳辐射的相互关系有别于其他物质，如裸土、水体等，比如植被的“红边”现象，即在<700nm附近强吸收，>700nm高反射。
很多因素影响植被对太阳辐射的吸收和反射，包括波长、水分含量、色素、养分、碳等。
研究植被的波长范围一般为400 nm to 2500 nm，这也是传感器设计选择的波长范围。
这个波长范围可范围以下四个部分：∙∙●可见光（Visible）：400 nm to 700 nm∙∙●近红外（Near-infrared——NIR）：700 nm to 1300 nm∙∙●短波红外1（Shortwave infrared 1—— SWIR-1）：1300 nm to 1900 nm∙∙●短波红外2（Shortwave infrared 2——SWIR-2）：1900 nm to 2500 nm其中NIR和SWIR-1的过渡区（1400nm附近）是大气水的强吸收范围，卫星或者航空传感器一般不获取这范围的反射值。
综合光谱解析
2013-7-28
综合波谱解析法
18
二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品 来源： 天然品、合成品、三废样品等、 物理化学性质与物品理化学参数： 物态、熔点、沸点、旋光性、折射率、 溶解度、极性、灰分等，
可提供未知物的范围，为光谱解析提供线索。一 般样品的纯度需大于98％，此时测得的光谱，才 可与标准光谱对比。
2013-7-28
综合波谱解析法
25
红外光谱解析应遵循的原则
―先否定、后肯定；解析一组相关峰” 因为某吸收峰不存在，而否定某官能团不存在， 比有某吸收峰，肯定某官能团的存在，确凿有 力。因此，应先否定，后肯定，以防误认。由 “一组相关峰”确定一个官能团的存在是又一 重要原则，不但可防止孤立解析，而且能将未 知物的红外吸收光谱上的吸收峰按相关关系分 组，便于解析。一般解析数组相关峰，即可完 成解析任务。
201395综合波谱解析法11核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法12核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法13核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法14碳谱与氢谱之间关系互相补充氢谱不足不能测定不含氢的官能团碳谱补充对于含碳较多的有机物烷氢的化学环境类似而无法区别201395综合波谱解析法15碳谱与氢谱可互相补充碳谱不足氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例com谱的峰高常不与碳数成比例氢谱补充201395综合波谱解析法16碳谱与氢谱可互相补充201395综合波谱解析法17四大光谱综合波谱解析?一般情况由ir1hnmr及ms三种光谱提供的数据即可确定未知物的化学结构
2013-7-28
综合波谱解析法
27
二、综合光谱解析的顺序与重点
7．核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子式中 所含碳数是否相同？ 数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同，分 子无对称性。 数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同,分子 有对称性 ②由偏共振谱(OFR)，确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移，确定碳的归属。
光谱项的表达式
光谱项的表达式光谱是指将光线按频率或波长进行分类和分析的过程和结果。
光谱项是指光谱中展现出的各种不同频率或波长的成分或特征。
光谱项的表达式是对这些成分或特征进行数学描述的一种方式。
光谱项的表达式可以根据不同类型的光谱进行具体的分析和讨论。
下面将分别介绍几种常见的光谱类型及其对应的表达式。
1.连续光谱项：连续光谱是指在波长范围内连续出现的光线，其中可见光谱是连续光谱项的一个例子。
连续光谱项可以用Planck分布定律来表达，其表达式为：I(λ) = (2hc²/λ⁵) * (1/(e^(hc/λkT) - 1))其中，I(λ)表示波长为λ处的辐射强度，h为普朗克常数，c为光速，k为玻尔兹曼常数，T为光源的绝对温度。
2.发射光谱项：发射光谱是物质在受激激发后放出的光线呈现出的一种特定频率或波长的光谱。
发射光谱项可以用Einstein的激发和退激公式来表达，其表达式为：I(λ) = A * ω³ / (2π² * c³) * (2hν³) / (e^(hν/kT) - 1) 其中，I(λ)表示波长为λ处的辐射强度，A为激发速率系数，ω为介质的密度，ν为频率，h、c、k、T的含义同上。
3.吸收光谱项：吸收光谱是物质对特定频率或波长的光线吸收后呈现出的光谱。
吸收光谱项可以用Lambert-Beer定律来表达，其表达式为：A = εcl其中，A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，c为物质的浓度，l为光程。
4.散射光谱项：散射光谱是表示光线发生散射过程后呈现出的光谱。
散射光谱项可以用Rayleigh散射公式来表达，其表达式为：I(θ) = I₀ * (1 + cos²θ) / 2其中，I(θ)为散射角为θ处的强度，I₀为入射光的强度。
这个公式描述了细微的、以太平面波为特点的光线在颗粒体内表现出的散射强度。
此外，还有其他各种类型的光谱如拉曼光谱、傅立叶变换红外光谱等，它们都有各自对应的表达式来描述其中的光谱项。
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多电子原子中，电子之间的相互作用是非常复杂的，但大 致可以归纳为以下几种相互作用：
电子轨道运动间的相互作用； 电子自旋运动间的相互作用； 轨道运动与自旋运动间的相互作用；
1. 角动量的耦合方案
j-j 耦合
j j l1 , s1 →j1
； l2 , s2 →j2
LS
ss态：l1
l2
0,
s1
s2
1 2
,S
1, 0;
L 0;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3S1, 1S0
pp态:l1
l2
1,
s1
s2
1 2
,S
1, 0;
L 2,1,0;
所以，光谱项为：3D, 1D; 3P, 1P; 3S, 1S
L 2, S 1时，J 3, 2,1,光谱支项：3D3,2,1
(2)等价电子的光谱项
等价组态光谱项不能采用非等价组态光谱项的推求方 法，因为受pauli原理的限制，微观状态数大大减少，光谱 项推求的难度增大。例如np1mp1组态的微观状态数有
mL mi L, L 1,,0,,(L 1),L
i
mL max Lmax
①先由各电子的m求原子的mL：
mL mi i
②mL的最大值即L的最大值；L还可能有较小的值，但必须相 隔1（L的最小值不一定为0）；共有多少个L值，L的最小值是
多 少 ， 需 用 矢 量 加 和 规 则 判 断 。 一 个 L 之 下 可 有 0 ， ±1 ，
J = L+S, L+S -1, , L - S
M Jz mJ
mJ称为总磁量子数
mJ J , J 1, , J 1, J
原子的量子数 原子的角量子数 原子的磁量子数 原子的自旋量子数 原子的自旋磁量子数 原子的总量子数 原子的总磁量子数
符号 L mL S mS J mJ
角动量表达式
ML
L(L 1) h
p 例 2 l1 1, l2 1
L 2,1, 0
p1d1 l1 1, l2 2
L 3,2,1
s2
L 00 0 mL 0 0 0, mLmax 0, Lmax mLmax L
Ca的激发态4s13d 1(sd)
mi
4s
3d
mL
0
2
2
0
1
1
0
0
0
0
-1
-1
0
-2
-2
mLmax 2, Lmax 2 L, (2L 1) 5
给不同的L值以不同的光谱记号
L 0, 1, 2, 3, 4, 5,. S, P, D, F, G, H
光谱项 L 2S +1
光谱支项
L 2S+ 1 J
2S 1 称为光谱项的多重度，当 L S 时， 2S 1 即为支 项的数目；当 L S 时，并不代表支项的数目，但仍称为多重
度。
如 L 2, S 1 时 2
2.6.4 原子光谱项对应的能级
原子光谱项对应的能级可以用Hund(洪特)规则来确定: Hund 第一规则：同一组态中，S最大的光谱项（多重度最 高）能级最低；S值相同时，L值最大者，能级最低。 Hund 第二规则：L及S值相同时，电子数少于或等于半充 满时，J越小，能级越低，若电子数多半充满时，J越大，能 级越低。
±2，…，±L共（2L+1）个不同的mL值。
例 如 ， 2s12p1 ： l1 ＝ 0 ， l2 ＝ 1 ， 则 ， m1 ＝ 0 ， m2 ＝ 1,0, － 1 ， mL=0,±1，L=1。再没有多余的mL＝0的项，所以L的值是1， 只有1个L值。又如，3p13d1： l1＝1，l2＝2，则，m1＝1,0－1， m2 ＝ 2,1,0, － 1, － 2 ， 应 有 3×5=15 个 mL 值 ， 其 中 mL=0,±1,±2,±3，∴L=3；再有mL=0,±1,±2， ∴L=2；还有 mL=0,±1， ∴L=1；所以L的最小值是1，共有3个L值。
j1 ， j2→J
适合于重原子（Z＞40）
※ L-S耦合 l1,l2→L ；s1,s2 →S
LS
L，S →J
适合于轻原子（Z≤40）
（1）总轨道角动量ML
ML L(L 1)
由l1,l2组成的双电子体系L的可能取值 L l1 l2, l1 l2 1, , l1 l2
M m Lz
L mL称为原子的轨道磁量子数
S 1, 0
1D2 3
P L 1, S 1, J 2,1,0 2,1,0
L 0, S 0, J 0 1S0
互补组态具有相同的谱项
所谓互补组态是指满足： (nl)x与 (nl)2(2l+1)-x关系的组态， 如p1与p5, p2与
p4, d1与d9,d3与d7等组态.因为前者的电子数与后者的空 穴数相等（反之亦然），光谱项必然相同。但应注意， 基谱支项并不相同。
J 5, 3; 22
2D5 , 2
2D3 2
或写为
D 2 5 2，3 2
s2组态： l1 l2 0,
s1
s2
1 2
ms1
12 , ms2
1 2
L
0,
S
ms
1 2
1 2
0
J LS 0
闭壳层 (s2 , p6 , d10 ) 对 L, S无贡献 (L 0, S 0) 。 中(n两l)者确(n有定,l)一一不种等组者态，，则两称个为电非子等的价(n电l)子相。同时称为等价电子，
C61
C61
6! 5!1!
6! 5!1!
36种
而 p2 组态的微观状态数为：
C62
6! 4!2!
15种
np2组态所包含的15种微观状态
等价电子
nl 2
的光谱项
由于pauli原理的限制，只有当：
L+S=偶数时，光谱项才存在。所以，np 2
l1
l2
1, s1
s2
1 2
L 2,1, 0
L 2, S 0 J 2
(2)总自旋角动量MS
MS S(S 1)
两电子体系S的可能取值 S s1 s2, s1 s2 1,..., s1 s2
M Sz mS
ms称为总自旋磁量子数
mS msi S, (S 1),,(S 1), (S) 共(2S 1)个 mS
mS max Smax
（3）总角动量MJ
MJ J (J 1) J称为总角动量量子数
2
M LZ
mL
h
2
h
MS
S(S 1)
2
h M SZ mS 2
MJ
J (J 1) h 2
M JZ
mJ
h
2
2.6.3原子光谱项的推导
光谱项的概念：
给定一个组态（每个电子的n和l都确定）如C原子np2,可以产 生体系的若干种微观状态（np2有15种状态），把其中L和S相
同的微观状态，合称为一个 “谱项”，记为 2S＋1L。并且