有机波谱分析知识点
有机波谱知识点总结
有机波谱知识点总结波谱是化学分析中常用的一种手段，通过测定分子在电磁波中的吸收、散射或发射，可以了解分子的结构和性质。
有机波谱是指在有机化合物中应用的波谱分析方法，主要包括红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱等。
本文将针对有机波谱的各种知识点进行总结，包括波谱的基本原理、各种波谱的特点和应用、波谱分析中需要注意的问题等内容。
一、红外光谱1.基本原理红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收和散射的规律来研究物质结构和性质的一种分析方法。
红外光谱的基本原理是在物质中分子或原子的振动和转动会产生特定的频率的红外光吸收，这样可以用红外光谱来检验物质的结构和成分。
2.特点和应用红外光谱对于分析有机化合物的结构和功能团具有非常重要的作用。
红外光谱具有分辨率高、灵敏度强、操作简便等特点，广泛应用于聚合物材料、药物分析、食品检测等领域。
3.需要注意的问题在进行红外光谱分析时，需要注意样品的处理、仪器的校准和数据的解释等问题。
此外，还需要对不同功能团的吸收峰进行了解，进行光谱图谱的解读。
二、紫外-可见光谱1.基本原理紫外-可见光谱是利用物质对紫外光和可见光的吸收的规律来研究物质结构和特性的一种分析方法。
紫外-可见光谱的基本原理是分子在吸收紫外-可见光时，电子跃迁至较高的能级，产生吸收峰，可以由此推测分子的结构和键合的性质。
2.特点和应用紫外-可见光谱对于分析有机化合物的共轭结构和电子转移能力有很大的作用。
紫外-可见光谱具有快速、敏感、定量等特点，广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。
3.需要注意的问题在进行紫外-可见光谱分析时，需要注意样品的准备、仪器的校准和光谱图谱的解释。
此外，还需要了解分子在吸收紫外-可见光时的机理和特性，进行光谱图谱的解读。
三、质谱1.基本原理质谱是利用物质在电子轰击下的离子化和质子转移等规律来研究物质结构和成分的一种分析方法。
质谱的基本原理是将物质离子化后，通过质子转移和碎裂等反应产生一系列离子，再根据其质荷比来推测物质的结构和成分。
有机波谱分析要点例题和知识点总结
有机波谱分析要点例题和知识点总结一、有机波谱分析概述有机波谱分析是研究有机化合物结构的重要手段，它主要包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）等技术。
通过对这些波谱数据的解析，可以确定有机化合物的分子结构、官能团种类、化学键的性质等信息。
二、红外光谱（IR）（一）原理红外光谱是基于分子振动和转动能级的跃迁而产生的吸收光谱。
不同的官能团在特定的波数范围内会产生特征吸收峰。
（二）要点1、官能团的特征吸收峰例如，羰基（C=O）在 1700 1750 cm⁻¹有强吸收峰；羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹有宽而强的吸收峰。
2、影响吸收峰位置的因素包括诱导效应、共轭效应、氢键等。
（三）例题例 1：某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹有强吸收峰，可能含有什么官能团？答案：羰基（C=O）。
例 2：一个化合物在 3400 cm⁻¹有宽而强的吸收峰，在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰，推测其结构。
答案：可能含有羟基（OH）和醚键（COC）。
三、紫外可见光谱（UVVis）（一）原理基于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱。
（二）要点1、生色团和助色团生色团如羰基、双键等能在紫外可见区域产生吸收；助色团如羟基、氨基等能增强生色团的吸收。
2、影响吸收波长的因素包括共轭体系的大小、取代基的性质等。
（三）例题例 1：某化合物在 250 nm 处有强吸收，可能的结构是什么？答案：可能含有共轭双键。
例 2：比较两个化合物的紫外吸收波长，一个有苯环，一个有苯环和一个羟基取代。
答案：含羟基取代的化合物吸收波长可能更长。
四、核磁共振（NMR）（一）原理利用原子核在磁场中的自旋能级跃迁产生的吸收信号。
（二）要点1、化学位移不同环境的氢原子或碳原子具有不同的化学位移值，可用于判断官能团的位置。
2、耦合常数相邻氢原子之间的相互作用导致峰的分裂，耦合常数可提供关于分子结构的信息。
有机波谱分析--紫外-可见光谱法
②呈一宽峰，且有精细结构。 ③当苯环被烷基以外的基团取代或溶剂极性增大时，精细
结构将会减弱甚至消失。
（4）E 带：芳香族化合物的特征谱带。
Ethylene
●E1带：苯环中“乙烯键”的π→π*跃迁产生的吸收带。 λmax=180～200nm，远紫外区； εmax=5×104L·mol-1·cm-1，强吸收。（不常用）
3.互变异构
4.氢键效应 1）溶质分子间氢键
使n→*共轭受限，轨道能差增大，波长蓝移。
2）分子内氢键：能差减小，波长红移。
例如：邻硝基苯酚和间硝基苯酚
分子内氢键
max=278nm =6.6103
无分子内氢键
max=273nm =6.6103
邻硝基苯酚， 由于分子内氢键的形成，红移了5nm。
3）溶质与溶剂间形成的氢键（属于溶剂效应）
波谱范围：10~800nm
（1）远紫外光区10~200nm （2）近紫外光区200~400nm （3）可见区400~800nm.
一般的紫外光谱是指近紫外区。
1、紫外光谱产生的条件
2、有机分子的化学键类型
★构成分子的化学键主要有 键、 键，还 有未成键孤
对电子构成的非键（n 键）。
★ 5种轨道分别是：
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2）单环共轭烯烃(乙醇溶剂) ◆母体值： ①共轭二烯不在同一环内
217nm
②共轭二烯在同一环内
◆扩展共轭： ◆取代基增加值： 烷基 卤素 ◆环外双键
253nm
＋30nm
＋5nm ＋17nm ＋5nm
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●注意： (1)母体值只是指共轭二烯母体本身的λ值,不包括C=C-C=C
第八章有机化合物的波谱分析
1H核的I=1/2，当它围绕自旋轴转动时就产生了磁场，
因质子带正电荷，根据右手定则可确定磁场方向。
氢核在外磁场中的两种取向示意图 ΔE与外磁场感应强度（B0）成正比，如下图及关系式 所示：
图 8-6 质子在外加磁场中两个能级与外磁场的关系
h E B 0 h 2
B 0 （8-4） 2
式中：γ称为磁旋比，是核的特征常数，对1H而言， 其值为2.675×108A·m2·J-1·s-1；h为Plank常量；ν无线电 波的频率。
因为只有吸收频率为ν的电磁波才能产生核磁共振， 故式（8-4）为产生核磁共振的条件。 ⑵核磁共振仪和核磁共振谱
被测样品溶解在CCl4、CDCl3、D2O等不含质子的溶 剂中，样品管在气流的吹拂下悬浮在磁铁之间并不停的旋 转，使样品均匀受到磁场作用。
化学键类型
伸 缩 振 动
－N－H sp C－H sp2 C－H sp3 C－H sp2 C－O sp3 C－O
化学键类型
特征频率/cm-1（化合物类型） 1680~1620(烯烃) 1750~1710(醛、酮) 1725~1700(羧酸） 1850~1800，1790~1740(酸酐) 1815~1770(酰卤) 1750~1730(酯) 1700~1680(酰胺) 1690~1640(亚胺、肟) 1550~1535,1370~1345(硝基化合物） 2200~2100(不对称炔烃) 2280~2240(腈)
低场
高场
外加磁场 B0
因而，质子核磁共振的条件应为：
B实 B 0(1 ) 2 2
(8-6)
对质子化学位移产生主要影响的屏蔽效应有两种： ①核外成键电子的电子云密度对所研究的质子产生的 屏蔽作用，即局部屏蔽效应。 ②分子中其它质子或基团的核外电子对所研究的质子 产生的屏蔽作用，即远程屏蔽效应（磁各向异性效应）。 综上所述，不同化学环境的质子，受到不同程度的屏 蔽效应，因而在核磁共振谱的不同位置出现吸收峰，这种 峰位置上的差异称为化学位移。
有机化学第11章 波谱(红外)
m 为成键原子的质量；k 为化学键的力常数
说明：1）k愈大，振动波数亦愈大。而化学键的键能越能大小顺序： C─C＜ C=C＜ C≡C
所以，C—C吸收出现在较低的波数区，1200~700cm-1， 而C=C在1700~1450 cm-1， C≡C在2300~2100cm-1。
9、酯
丁酸乙酯的红外光谱
C=O伸缩振动
C-O伸缩振动
-C-H伸缩振动
2）当两个振动原子中有一个为氢原子时，则因为 氢原子的质量很小，m1•m2/(m1+m2)就很小，振动频率或 波数就大。
如C-H，O-H，N-H键的伸缩振动吸收出现在高波数区。
3）不同分子中相同原子形成相同的化学键时，由
于k、μ相同，故σ相同。
四、 IR的解析 IR的解析主要是依据一些基团在相对固定的波数（或频 率）存在特征吸收峰来鉴定有机物，如在1700cm-1处有强 吸收峰，说明该有机物中可能存在羰基。
O-H在3400左右有一个宽的缔和峰，稀释后宽峰消失， 同时在3600出现一尖峰 烯烃、炔烃、苯中不饱和C-H 吸收在3000以上， 炔氢在3300cm-1，烯氢在3050～3100cm-1； 芳氢在3100cm-1。 烷烃分子中饱和C-H 吸收在2800 — 3000（低于3000） 醛基中C-H在2720和2820有两个峰 羰基吸收在1720左右有一强吸收峰。 苯环在1450 —1600处有4个峰，通常可看到3个
液态时 1715cm-1
2）分子中含有吸电子基团时，使官能团的吸收峰向高波 数区移动。
如：
O
O
O
RCH
RCCl
RCNH2
羰基伸缩振动 1730cm-1 1800cm-1 1700~1640cm-1
有机波谱分析总结
有机波谱分析总结有机波谱分析是有机化学中一项重要的分析技术，通过对有机化合物的波谱进行分析，可以确定其结构和功能基团，对于有机合成、药物研发等领域有着广泛的应用。
本文将对有机波谱分析的原理、常见波谱技术和分析方法以及应用进行总结。
一、有机波谱分析原理有机波谱分析主要基于分子中所包含的原子核和电子的转动、振动和电子能级跃迁引起的辐射吸收或发射现象。
通过测量分子在不同频率范围内所吸收或发射的辐射能量，可以得到不同类型的波谱。
有机波谱分析常用的波谱包括红外光谱、质谱、核磁共振谱和紫外可见光谱。
二、常见的有机波谱技术1.红外光谱（IR）：红外光谱是根据有机化合物中的官能团和化学键所具有的振动频率的不同来进行分析的。
通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团，如羧酸、醇、醛等。
红外光谱具有非破坏性、操作简便的特点，广泛应用于有机合成、药物研发等领域。
2.质谱（MS）：质谱是通过对有机化合物中分子离子和碎片离子质量进行测量来分析有机化合物的分子结构。
质谱具有高灵敏度、高分辨率的特点，可以确定分子的组成和相对分子质量，对于有机化合物的鉴定具有重要意义。
3.核磁共振谱（NMR）：核磁共振谱是根据核磁共振现象进行分析的。
通过测量有机化合物中原子核受到外加磁场影响的吸收或发射的辐射能量，可以得到有机化合物中原子核的位置、种类和环境。
核磁共振谱具有高分辨率、非破坏性和无辐射的特点，广泛应用于有机合成、物质鉴定和生物医学研究等领域。
4.紫外可见光谱（UV-Vis）：紫外可见光谱是通过测量有机化合物在紫外可见光区域吸收或发射的辐射能量，以确定有机化合物的电子能级和共轭体系的存在与否。
紫外可见光谱具有高灵敏度和快速测量的特点，常用于有机合成、化学动力学和药物研发等领域。
三、有机波谱分析方法1.结构鉴定法：通过与已知化合物的波谱进行对比，确定未知化合物的结构。
结构鉴定法常用于核磁共振谱和质谱。
2.定量分析法：通过测定化合物在特定波长或波数处的吸光度或吸收峰面积，来确定有机化合物的含量。
有机波谱分析知识要点3
R-CH=CH2 R2C=CH2
=C-H/cm-1 （强度）
3080(m), 2975(m)
=C-C/cm-1 （强度） 1645（m） 1655（m） 1660（m） 1675（w） 1670 1670
面外=C-C/cm-1 （强度） 990（s） 910（s） 890（s）
•当分子有四个以上-CH2-所组成的长链时,在 720cm-1附近出现稳定的 (CH2)面内摇摆振动弱吸收峰
2016/1/6
4.重要的低质量离子系列
离子
官能团 烷基 醛、酮 胺 酰胺 醚、醇 酸、酯
CnH2n+1┑+ CnH2n
元素组成
CnH2n+2 N┑+
CnH2n－1O┑+ CnH2n+1O┑+ NO┑+
29、43、57、71、85…
15、29、43、57、71、85… 质荷比 30、44、58、72、86… 31、45、59、73、87… 44、58、72、86…
同上
CH2
RCH=CHR, （顺式） RCH=CHR, （反式）
3020（m）
同上
760~730（m） 1000~950（m） 840~790（m）
无
15
C H
(CH2)n
CH2
n4，n越大， 峰吸收强度越 大。
R2C=CHR’ R2C=CR2’
同上 无
4. 芳烃
3. 炔烃 芳烃的特征吸收：（与烯烃类似）
各类化合物的红外光谱
1. 烷烃类化合物的特征基团频率
基团 振动形式
asCH3 sCH3 as CH3 s CH3 asCH2 sCH2 CH2 sCH CH
有机波谱分析知识点
有机波谱分析知识点名词解析发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。
助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。
红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。
减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。
吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。
指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。
这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。
共轭效应 (conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。
诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。
核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。
化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。
弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。
分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。
有机波谱分析名解及问答
第一章绪论1. 什么是光的波粒二象性？光具有波动性，又具有粒子性。
前者有光的衍射和干射现象证实，后者表现为光能产生光压和光电效应。
物体的动量P可以表示其粒子性，而波长则表示其波动性，二者关系为：波长= h/p = h/(mc)，E = hn, E = mc2联立两式，得：m = hn/c2(这是光子的相对论质量，由于光子无法静止，因此光子无静质量）而p =mc, 则p = hn/c（p 为动量）2. 简述有机波谱分析的基本构成三要素。
谱峰位置（定性指标）谱峰强度（定量指标）谱峰的形状3. 简述朗伯-比尔定律成立的前提和偏离线性的原因。
前提：①入射光为单色光；②吸收发生在均匀的介质中；③在吸收过程中，吸收物质相互不发生作用。
偏离线性的原因：吸收定律本身的局限性、溶液的化学因素和仪器因素等。
如溶液的浓度过高、溶液中粒子的散射、入射光非单色光等。
4. 简述什么是分子光谱？什么是原子光谱？（1）分子光谱是通过分子内部运动，化合物吸收或发射光量子时产生的光谱。
分子中存在多种运动形式，电子的运动、分子的振动、分子的转动。
分子转动能级的间隔十分密集，在特定范围的波段内用普通分辨率的光谱仪器观察，看到的是连续光谱。
而在整个波段范围内，分子光谱是多个特定范围的连续光谱所形成的带状光谱。
总而言之吧，分子光谱在特定波段范围内是连续光谱的原因在于：转动能级间隔很密。
（2）原子光谱是由原子价层电子受到辐射作用后在不同能级之间跃迁吸收或发射光量子时产生的光谱。
原子光谱是一些线状光谱，发射谱是一些明亮的细线，吸收谱是一些暗线。
原子的发射谱线与吸收谱线位置精确重合。
不同原子的光谱各不相同，氢原子光谱最为简单，其他原子光谱较为复杂，最复杂的是铁原子光谱。
用色散率和分辨率较大的摄谱仪拍摄的原子光谱还显示光谱线有精细结构和超精细结构，所有这些原子光谱的特征，反映了原子内部电子运动的规律性。
5.简述什么是吸收光谱？什么是发射光谱？吸收光谱: 发出的光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
有机化学波谱分析知识要点
有机化学波谱分析知识要点一、红外光谱分析（IR Spectroscopy）红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收、散射和透射特性进行分析的方法。
它可以提供关于有机化合物中的官能团、键的类型和官能团的有关信息。
IR光谱仪通常以波数（单位为cm-1）来表示光谱的X轴。
1. 标定标样：红外光谱的波数标定通常以空气中的CO2吸收峰为基准，波数为2349 cm-12.关键峰值：红外光谱中有一些常见的峰值对应着特定的官能团或基团，如OH伸缩振动、C=O伸缩振动等。
3. 官能团特征波数：红外光谱可以通过分析官能团的特征波数，如羧酸（1700-1720 cm-1）、酯（1735-1745 cm-1）等。
二、核磁共振波谱分析（NMR Spectroscopy）核磁共振波谱是通过分析核自旋在外加磁场中的共振吸收来获得有机化合物结构信息的方法。
常见的核磁共振波谱有质子核磁共振（1HNMR）和碳-13核磁共振（13CNMR）。
1.核磁共振吸收峰：核磁共振谱图中出现的各个峰对应着不同核成分的共振吸收。
2.位移：核磁共振谱图中每个峰的信号在横轴上的位置（化学位移）可以提供有关它们所对应原子的环境和化学环境的信息。
3.耦合：在核磁共振谱图中，出现在特定峰附近的小峰是由于核自旋耦合引起的。
耦合的模式和数量可以提供关于分子中不同核之间的相互关系。
三、质谱分析（Mass Spectrometry）质谱分析是通过将有机化合物中的分子离子化，并在电磁场作用下测量其质量/电荷比，从而确定分子的质谱图（mass spectrum）。
质谱技术可提供有机化合物的分子式和分子结构信息。
1.分子离子峰（M+）：质谱图中最高峰对应分子的分子离子峰。
它的质荷比等于分子质量除以电子的质量。
2.碎片离子峰：质谱图中其他峰位来自分子断裂后的离子。
通过分析这些峰可推断出有机化合物的结构。
3.分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度：通过分析质谱图中分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度的比例，可以推断出有机化合物中不同官能团的相对含量。
有机化学波谱分析
核磁共振技术始创于1946年， 最早是物理学家的一种测量仪器。自1950年应用于测定有机化合物的结构以来，经过几十年的研究和实践，现已成为测定有机化合物结构不可缺少的重要手段。它主要提供分子中原子数目、类型、键合次序以及分子的立体结构。
一、基本原理
从原则上说，凡是自旋量子数不等于0的原子核，都可发生核磁共振。质量数为偶数的原子核自旋量子数为0，无自旋，不发生核磁共振；而质量数为奇数的原子核自旋量子数为半整数，如1H、13C、15N、19F、29Si、31P等，能用于核磁共振检测。
但到目前为止，有实用价值的实际上只有1H，叫氢谱，常用1HNMR表示；13C叫碳谱，常用13CNMR表示。在基础有机化学中，我们仅讨论氢谱。
1、氢核的自旋和磁性
由于氢质子是带电体，当自旋时，可产生一个磁场，因此，我们可以把一个自旋的原子核看作一块小磁铁。氢的自旋量子数ms为 + 1/2 ，- 1/2 。
分子由基态v = 0 跃迁到激发态v = 1 时，吸收光的能量为：
分子振动频率习惯以σ（波数）表示：
由此可见：σ（ν）∝ k，σ（ν）与μ成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。
横坐标：波数（σ）400～4000 cm-1；表示吸收峰的位置。
纵坐标：透过率（T %），表示吸收强度。T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
I：表示透过光的强度；
I0：表示入射光的强度。
二、红外光谱的产生原理(分子振动与红外光谱)
1.分子的振动方式
(1)伸缩振动：
§7.1 电磁波谱的一般概念
有机波谱分析复习纲要(红外、质谱)
有机波谱分析复习纲要第一章 红外和拉曼光谱一.主要光谱信息1.峰的数目：与分子基团有关2.峰的位置：结构定性的主要依据3.峰的形状：宽窄，结构定性的辅助手段4.峰的强度：高低，结构定性的辅助手段，可作为定性的依据二.基本原理1.红外吸收：分子吸收特定频率的红外光，引起辐射光强的改变2.波长(μm)或波数(1/cm)为横坐标，百分透过率(T％)或吸光度(A)为纵坐标记录（A=lg1/T）3.吸收带分类1）很强吸收带（vs，T％<10）2）强吸收带（s，10<T％<40）3）中强吸收带（m，40<T％<90）4）弱吸收带（w，T％>90）5）宽吸收（b）4.红外光区分类5.产生条件：1）辐射光谱能量与振动跃迁所需能量相等2）辐射与物质之间必须有耦合作用在振动过程中，只有偶极矩发生改变的振动 （△μ≠ 0），才是红外活性振动6.振动自由度非线性分子振动自由度为（3n-6）线性分子振动自由度为（3n-5）7.分子的振动方式1）分类（变形振动亦称弯曲振动） 2）频率大小反对称伸缩振动>对称伸缩振动＞＞弯曲振动面内弯曲振动>面外弯曲振动8.红外光谱谱带1）基频带：基态向第一振动激发态的跃迁2）泛频带（跃迁几率小，强度弱，难检出）a.倍频带：基态向第二、三……振动激发态的跃迁b.和频带：分子吸收光子后同时发生频率为ν和ν'的跃迁，此时产生的跃迁为(ν+ν')的峰c.差频带：吸收峰和发射峰重叠时产生峰(ν-ν')3）振动耦合带：当分子中两个基团共用一个原子时，如果这两个基团的基频振动频率相同或相近，就会发生相互作用，使原来的两个基团的基频振动频率距离加大，形成两个独立的吸收峰4）费米共振带：当强度很弱的的倍频带或组频带与另一强的基频带接近时，发生耦合，相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，产生费米共振三.影响振动频率的关键因素1.发生震动能级跃迁所需能量大小取决于键两端原子的折合质量(μ)和键力常数(k)（其中k为键力常数，μ为折合质量）1）键力常数：a.键长越短，键级越大，表示键越强，键力常数就越大b.k越大，表示原子振动离开平衡位置很小的距离时，就会受到很大的回复力，所以就相对不容易振动2）折合质量2.电子效应1）诱导效应a.机理：通过使分子中的电子云分布发生变化，引起k的变化，从而影响振动频率b.分类①推电子效应：导致羰基的成键电子云移向氧原子更加偏离几何中心，使羰基的双键性降低，羰基伸缩振动向低频位移动②拉电子效应：使羰基的成键电子云更加接近几何中心，导致羰基的双键性增强，羰基伸缩振动向高频位移动2）共轭效应共轭效应通过π-键电子传递，导致双键的极性增强，双键性降低，伸缩振动频率向低波数位移3）超共轭效应当C-Hσ键和π键（或p轨道）处于平行位置时，会产生离域现象，产生和共轭效应相似的效应3.场效应原子或基团间不是通过化学键，而是它们的静电场通过空间相互作用分子中带部分负电的溴原子和氧原子空间接近，电子云相互排斥，产生相反的诱导极化，使溴原子和氧原子的负电荷相应减小，羰基极性降低，双键性增强，伸缩振动频率增加4.空间效应1）定义：环张力和空间位阻2）环张力影响：随着环的缩小，环内键角缩小，成环σ键的p电子成分增加，键长变长，振动谱带向低波数位移3）空间位阻分子中存在某种或某些基团因空间位阻影响到分子中正常的共轭效应或杂化状态时，导致振动谱带位移5.跨环效应通过空间发生的电子效应(a) (b) (c)(b)中羰基极性增强，双键程度下降羰基频率向低波段移动，(c)中羰基峰消失，出现羟基峰极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低（红外光谱通常在非极性溶剂中测量）四.红外光谱的四大区1.第一峰区（3700~2500）X-H (X=O,N,C)1）O-H伸缩振动a.醇与酚①游离：~3600 中等强(m)②缔合：~3300 宽强 (s,b)（氢键存在向低波数移动）（区别伯仲叔醇：C-O伸缩振动峰位置的差异；区别酚醇：苯基特征吸收峰及高波数的的C-O峰）注意：样品中有水时，出现O-H伸缩及弯曲振动干扰判断b.羧酸①二聚体：~3000 宽散（波数降低，由于共振结构，氢键不断变化）（区别羧酸与醇酚：有羰基峰）2）N-H伸缩振动a.胺类①伯胺：~3500，~3400 尖弱（较低波数处可能出现第三条）②仲胺：~3400③叔胺无吸收b.酰胺类①游离态：~3450②伯酰胺：~3350，~3150③仲酰胺：~3200④叔酰胺无吸收（区别胺与酰胺：）c.铵盐3000~2250 强/中宽，多重 m/s.b.（与羧酸O-H类似，但波数更低）（区别胺与铵盐：铵盐谱带更宽，波数更低；区别铵盐与羧酸：铵盐谱带更宽，波数更低，且羧酸有羰基的特征吸收带） 3）C-H伸缩振动a.炔烃：~3300 尖强（与羰基共轭无影响）（区别炔烃与醇酚胺：比缔合态的O-H吸收弱，N-H吸收强，谱带尖锐）b.烯/芳烃： ~3050 m/w（羧酸，缔合羟基，酰胺等可能掩盖，环丙烷~3060干扰）c.饱和烃基①伯碳：~2960(s)，~2870(m)②仲碳：~2926(s)，~2850(s)③叔碳：~2890（被伯仲碳掩盖，无实际价值）d.醛基：~2850 m，~2720 we.巯基：~2550 尖2.第二峰区（2500~1900）1）C≡C伸缩振动炔烃：~22002）C≡N伸缩振动氰基：~22503）N≡N伸缩振动重氮基：~2260（s）4）累积双键(X=Y=Z)的伸缩振动a.O=C=O：~2349b.C=C＝C：~2025(m)，~1070(w)c.N=C=O：~2260(s)，~1410(w)d.N=N=N：~2140(s)，~1265(w)5）X-H（X=B,P,Se,Si）(s/m)a.有机硼化物：~2495b.有机膦化物：~2365c.有机硒化物：~2290d.有机硅化物：~22303.第三峰区（1900~1500）1）C=O伸缩振动(s)a.酮①R-CO-R： ~1715②R-CO-Ph：~1690①游离 ~1760②缔合 ~1720（在~3000出现s.b.，结合可以判断）d.酯① ~1740②不饱和酯 ~1760③不饱和酸酯 ~1715（在~1200出现2~3条s.b，结合可以判断）e.酰胺①酰胺Ⅰ带：~1665②酰胺Ⅱ带：~1550③酰胺III带：~1300f.酸酐①开链酸酐：~1850(s)，~1780(s-,弱于前者)②环酸酐：~1830(s-)，~1770(s,强于前者)2）C=C伸缩振动 (相比于C=C吸收频率较低，强度也弱得多) a.烯烃：~1630（结合~3050峰）b.苯环：~1600，~1500 2~3条3）硝基 ~1550，~1345 s.b.双峰4）亚硝基 ~15505）N-H弯曲振动a.伯胺 ~1600b.仲胺 ~15354.第四峰区（1500~650）（指纹区）1）C-H弯曲振动（烃类化合物）a.烷烃①伯碳：~1450(m)，~1380(w)②仲碳：~1450(m)b.烯烃/芳香烃①RCH=CH2：~990(s)，~910(s)②RR'C=CH2：~890(s)③RCH=CHR'(trans-)：~970(s)④RCH=CHR'(cis-)：~690(m)（不特征）c.芳香烃①环呼吸振动：~1600，~1500②面内弯曲振动：~1250（干扰大）③面外弯曲振动：PhCH3：~750，~700o-CH3PhCH3：~750m-CH3PhCH3：~780，~700p-CH3PhCH3：~8102）C-O伸缩振动a.醇①伯醇：~1050(s)②仲醇：~1100(s)③叔醇：~1150(s)（结合~3600/3300判断）b.酚 ~1200c.醚①对称：~1150②不对称：~1250，~1050d.酯~1200 2~3条(s)e.酸酐①开链酐：~1110②环酐：~12603）C-Cl：~7004）C-Br：~5505）C-S：~7006）C-N：~12307）Ar-N=：~13058）R-N=：~12309）-NH2：~78510）-NO2：~1350第二章 有机质谱一.基本原理1.质谱是化合物电离后按照质量数与所带电荷数之比被仪器分离并以离子质荷比与其相对强度记录下来的谱, 谱图与分子结构有关2.光谱信息：唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法3.结构组成1）进样系统2）离子源离子化方法：a.电子轰击(EI)①电离效率高，产生较多碎片峰，可提供丰富的结构信息②分子离子峰较弱或不出现b.化学电离源(CI)①电离能小，质谱峰数少②准分子离子峰大c.场电离源(FI)电离温和，碎片少，主要产生分子离子峰d.场解析源(FD)①适于非挥发性且分子量上万的分子电离②产生分子离子峰和准分子离子峰e.快电子轰击(FAB)①适用于挥发性极低、极性很强的有机化合物、离子型化合物、热不稳定和分子量较大的化合物②会出现基质分子产生的相应的峰及基质分子与样品分子的结合峰f.电喷雾电离(ESI)①低分子量化合物产生单电荷离子（失去或得到1个质子）②高分子量生物大分子和聚合物产生多电荷离子③可能生成加合物和/或多聚体3）质量分析器4）检测器4.主要技术指标1）质量范围：指质谱计所检测的单电荷离子的质荷比范围2）分辨率(R)a.含义：质谱计分开相邻两离子质量的能力b.R=m/Δm（Δm为质谱计可分辨的相邻两峰的质量差，m为可分辨的相邻两峰的平均质量）5.质谱术语1）基峰2）质荷比3）低分辨率质量：组成离子的各元素同位素的原子核的质子和中子数目之和4）精确质量：基于精确原子量6.质谱中的离子：1）分子离子：z=1时， 其m/z等于天然丰度最大的同位素的原子量之和2）碎片离子：广义上指除分子离子以外的所有离子3）重排离子：经过重排，断裂一个以上化学键所生成的离子4）母/子离子：任何一个离子进一步裂解为质荷比较小 的离子，前者是后者的母离子或前体离 子，后者是前者的子离子5）奇/偶电子离子：带有未配对电子的离子为奇电子离子，无未配对电子的离子为偶电子离子6）多电荷离子：一个分子丢失一个以上（通常两个）电子所形成的离子7）准分子离子：比分子量多（或少）一的离子或准分子离子8）同位素离子：非单一同位素的元素在电离过程中产生同 位素离子，同位素离子构成同位素峰簇二.分子离子和分子式1.分子离子峰的识别1）假定分子离子峰2）判断是否合理：相邻碎片离子间的Δm/z=1,2,3,15,16,17,18,203）判断是否符合氮律：a.不含N或含偶数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为 偶数b.含奇数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为奇数2.分子离子峰的相对强度(RI)1）不稳定的分子，大分子，其分子离子的RI较弱2）稳定的分子, 大共轭分子, 其分子离子的RI较强3）脂肪族醇，胺，亚硝酸酯，硝酸酯，硝基化合物及多支链化合物分子离子峰通常很弱或不出现三.分子式判断1.分子式是否合理1）是否符合氮律2）不饱和度是否合理（UN>0）UN=(n+1)+a/2-b/2（其中，n为分子中4价原子数目，a为三价原子，b为一价原子）3）同位素峰簇的相对丰度a.S：32:33:34=100:0.8:4.4b.Si：28:29:30=100:5.1:3.4c.Cl：35:37≈3:1d.Br：79:81≈1:1三.有机质谱中的裂解反应1.分子中n电子比π电子易丢失，π电子比σ电子易丢失2.离子的正电荷愈分散，离子的稳定愈大3.分类1）自由基位置引发的裂解反应（α裂解）2）自由基位置引发的重排反应（γ氢重排）3）电荷位置引发的裂解反应（i裂解）OE+型（偶电子离子型），EE+型（奇电子离子型）4.一般的裂解规律1）偶电子规律a.偶电子离子裂解通常只能生成偶电子离子，质荷比较小的奇电子离子往往是由质荷比较大的奇电子离子裂解产生b.判断奇电子离子峰：①不含氮化合物质荷比为偶数值的峰为奇电子离子峰②含氮化合物，分子离子或碎片离子含奇数个氮，其质荷比为奇数时为奇电子离子③含氮化合物，分子离子或碎片离子含偶数个氮，其质荷比为偶数时为奇电子离子2）烃类化合物的裂解规律优先失去大的基团生成稳定的正碳离子3）含杂原子化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主4）羰基化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主5）逆D-A反应（RDA)6）氢的重排反应a.McLafferty重排（γ氢重排，六元环过渡态）b.自由基引发或正电荷诱导，经过四、五、六元环过渡态氢的重排c.长链酯基的双氢重排d.偶电子离子氢的重排经过四元环过渡态的β氢重排，使偶电子离子进一步裂解，生成质荷比较小的奇电子离子和稳定的小分子 e.芳环的邻位效应邻位取代芳环中，取代基通过六元环过渡态氢的重排，失去中性分子，生成奇电子离子的裂解过程四.各类有机化合物的质谱1.烃类1）直链烃a.弱分子离子峰可见b.M-29(C2H5)，43+14n(CnH2n+1)峰（其中43,57往往是基峰）（伴随CnH2n-1，CnH2n峰群）2）支链烃a.分子离子峰弱或不见b.M-15峰（可能含有侧链甲基）c.侧链优先断裂，失去大基团，支链处峰强度增大3）环烷烃a.分子离子峰较强b.出现41,55,69峰4）烯烃a.α断裂 41峰(CH2=CH-CH2+) 基峰或强峰b.γ-氢重排 42峰(CH2=CH-CH3+·) 基峰或强峰c.41+14n峰（伴随CnH2n+1，CnH2n峰群）d.环己烯及其衍生物发生RDA反应或裂解生成稳定的环烯离子5）芳香烃a.分子离子峰强或中强b.α断裂，产生91的基峰或强峰c.γ-H的重排，产生m/z为92的奇电子离子峰d.进一步裂解产生78，52或66，40峰2.含氧化合物1）醇/酚a.分子离子峰弱或不出现b.α裂解：31+14n的含氧碎片离子峰c.M-18(H2O)，M-18-28(C2H2)H2n-1，CnH2n+1峰群e.例①环己醇②苄醇③苯酚2）醚a.弱分子离子峰b.α断裂，碳-碳σ键断裂：31+14n峰c.i异裂，碳-氧σ键断裂：43+14n峰d.伴有CnH2n , CnH2n -1 峰e.区别醇：无M-18，M-18-28失水峰f.双取代芳香醚取代基位置对其质谱有较大影响（见四.1.5） 例.对二甲氧基苯邻二甲氧基苯3.含硫化合物1）硫醇a.分子离子峰强b.出现M-33(-SH),M-34(-SH2),33,34峰c.出现含硫碎片离子峰47+14n(CnH2n+1S)d.伴有CnH2n，CnH2n-1，CnH2n+1峰2）硫醚a.分子离子峰较强b.生成CnH2n+1S+系列含硫碎片离子峰4.含氮化合物1）脂肪胺a.分子离子峰弱b.30+14n的含氮特征碎片离子峰c.44(or 44+14n)，58(or 58+14n)的峰为基峰或强峰2）环己胺a.分子离子峰相对较强b.出现56峰 (CH2=CH-CH=NH2+)c.类似于环己醇裂解3）苯胺5.卤代烃1）分子离子峰强度由氟向碘依次增大2）卤素存在特征：a.氟：M-19(-F)，M-20(-HF)b.氯、溴：①M-35(-Cl)，36(-HCl)，M-79(-Br)，79(Br+)6.羰基化合物1）醛a.α断裂：产生M-1(-H)，M-29(-CHO)，29(强，HCO+)峰b.有明显的分子离子峰c.43+14n特征碎片离子峰（脂肪醛）2）酮3）羧酸a.弱分子离子峰b.出现M-17(-OH)，M-45(-COOH)，45(-COOH)峰c.γ-H重排生成60峰4）酯类a.小分子酯有明显的分子离子峰b.甲酯，乙酯出现M-31(-OCH3)，M-45(-OC2H5)峰c. γ-H的重排生成m/z为74+14n的峰d.乙酯以上的酯双氢重排生成61+14n的偶电子离子5）酰胺有明显的分子离子峰（β改为α）7.双取代芳环-邻位效应芳环的邻位取代基间容易形成六元环过渡态，发生氢的重排裂解8.非氢重排1）环化取代重排2）消去重排a.烷基迁移b.苯基迁移c.烷氧基迁移d.氨基迁移。
有机波谱分析总结
需要掌握旳概念：
红移 蓝移 增（减）色效应 吸收带旳分类（文件中直接出现）：
K(R/B/E)带吸收
常见类型有机物旳紫外光谱
烷烃 含杂原子旳饱和化合物 共轭烯烃
(1)Woodward-Fieser规则 链状、环状共轭烯烃波长计算措施
（2）Fieser-Kuhn规则 用于推算分子中具有四个以上旳双键
能够指示 (CH2)n旳存在 鉴别烯烃旳取代程度和构型信息 推定苯环旳取代类型
红外光谱在定性分析中旳应用
红外光谱旳解析环节 1.了解样品概况
a.样品起源 b.样品旳物理性质 c.样品旳化学性质 d.元素分析成果及分子量，求出分子式 e.红外光谱测试条件
2.计算分子旳不饱和度 所谓不饱和度，是指分子中具有双键、三
官能团（特征频率）区
4000-1300cm-1 基团旳特征吸收峰位于此区 吸收峰比较稀疏 可分为三个波段
①4000-2500cm-1 x-H伸缩振动区（x=O、N、C等） Ⅰ：>3000cm-1 旳C-H吸收峰，则预示化合物为不饱和 Ⅱ：<3000cm-1 有吸收，则预示化合物是饱和旳
②：2500-2023cm-1 叁键和合计双键区 ③：2023-1500cm-1 双键伸缩振动区
各类有机化合物旳化学位移
①饱和烃
-CH3: -CH2: -CH:
CH3=0.791.10ppm CH2 =0.981.54ppm CH= CH3 +(0.5 0.6)ppm
O CH3 N CH3
C C CH3 O C CH3
CH3
H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=2~3ppm
b.全方面考虑。
有机波谱分析知识要点4
3J 和 3J 均随取代基X的电负性增加而减小。
反
顺
(2) 芳环和杂芳环上质子耦合
苯环上及杂环上质子的耦合： 邻位质子耦合（3J耦合）J 为6 ~ 10 Hz，
邻
间位质子的耦合（4J耦合）J 为1~ 3 Hz， 间
对位质子的耦合（5J耦合）J 为0 ~ 1 Hz。 对
根据耦合常数的大小可以判断烯烃取代类型以及归属各质子
交叉峰（cross peaks，相关峰）： 对角线外的峰，反映2个峰组间的 耦合关系，主要反映3J偶合关系。
对角峰或 自相关峰
12:09
交叉峰或 相关峰
27
同核位移相关谱
1H-1H COSY ，COSY是correlated spectroscopy的缩写。
交叉峰或 相关峰
对角峰或 自相关峰
COSY谱图轮廓外形为矩形或正方 形。COSY谱的横坐标和纵坐标方 向的投影都是该化合物的氢谱， 横坐标和纵坐标标注氢谱化学位 移。在COSY谱上方（或者再加一 个侧面）有氢谱。氢谱的化学位 移和COSY谱的化学位移数值是一 致的。
该公式对亚甲基（Χ-CH2-Y）的化学位移计算效果较 好，在计算甲基时，则可看成H-CH2-X 。
7
12:09
芳环氢的化学位移值
芳环氢的化学位移可按下式进行计算； δ = 7.27 -∑Zi
式中常数7.27是苯的化学位移， Zi 为取代基对芳 环氢的影响。
8
12:09
杂环芳氢的的化学位移值
杂芳环含有杂原子，杂原子具有电负性，离杂原子 较近的杂芳环氢原子具有较大的化学位移数值，而距
3
*
R CH CH
23
*
R
CH CH CH
课后答案】有机波谱分析(孟令芝,第三版
课后答案】有机波谱分析（孟令芝，第三版第1章绪论1.1 有机波谱分析的基本概念1. 有机波谱分析是指利用波谱技术对有机化合物的结构和性质进行定性和定量分析的一种方法。
2. 有机波谱分析的原理是利用分子的不同振动和旋转运动所引起的吸收或发射电磁波来分析物质的结构和性质。
3. 有机波谱分析的分类包括红外光谱分析、核磁共振波谱分析、质谱分析等。
1.2 红外光谱分析1. 红外光谱是指波长范围为0.8~1000 μm的电磁辐射。
2. 红外光谱分析利用化合物中不同化学键的振动和变形所吸收的红外辐射来分析物质的结构和性质。
3. 红外光谱的谱图通常分为三个区域：近红外区、中红外区和远红外区，对应的波数范围为12000~4000 cm-1、4000~400 cm-1和400~10 cm-1。
4. 红外光谱的谱图可通过化合物中的官能团、分子结构和化学键的性质来进行解释和分析，常见的化学键包括C-H、O-H、N-H、C=O、C=C、C≡C等。
1.3 核磁共振波谱分析1. 核磁共振波谱是指当核磁矩和外磁场相互作用时反应出的光谱。
2. 核磁共振波谱分析利用化合物中含有氢、碳等元素的核磁共振信号来分析物质的结构和性质。
3. 核磁共振波谱分析中的化学位移指的是核磁共振信号所对应的频率与参考标准物质的频率差值，常用的参考标准物质包括TMS、CDCl3等。
4. 核磁共振波谱的谱图可通过分析化合物中的化学位移、峰形、耦合常数等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
1.4 质谱分析1. 质谱分析是指将化合物分解为不同的离子，并在磁场中进行分离、聚集和检测，从而得到物质的结构和性质信息的一种方法。
2. 质谱分析的过程包括化合物的分子离化、离子加速、离子分离和离子检测等。
3. 质谱分析中常用的离子化方法包括电子轰击法、化学离子化法等。
4. 质谱分析的谱图可通过分析离子碎片的质荷比、相对丰度等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
第2章红外光谱分析2.1 基本原理和仪器1. 红外光谱是指物质分子在红外辐射下吸收、散射和反射的现象。
有机化学波谱分析知识要点
波谱分析第一章 紫外光谱1、为什么紫外光谱可以用于有机化合物的结构解析？紫外光谱可以提供：谱峰的位置（波长）、谱峰的强度、谱峰的形状。
反映了有机分子中发色团的特征，可以提供物质的结构信息。
2、紫外－可见区内（波长范围为100-800 nm ）的吸收光谱。
3、Lamber-Beer 定律 适用于单色光• 吸光度： A = lg(I 0/I) = εlc • 透光度：-lg T = εbcA ：吸光度；l ：光在溶液中经过的距离；ε：摩尔吸光系数，为浓度在1mol/L 的溶液中在1 cm 的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度；c ：浓度。
4、有机物分子中含有π键的不饱和基团称为生色团；有一些含有n 电子的基团（如—OH 、—OR 、—NH ２、—NHR 、—X 等），它们本身没有生色功能（不能吸收λ>200 nm 的光），但当它们与生色团相连时，就会发生n —π共轭作用，增强生色团的生色能力（吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加），这样的基团称为助色团。
5、λmax 向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移（或紫移）。
吸收强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应。
6、电子跃迁的类型：1. σ→σ*跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）；E 很高，λ<150 nm （远紫外区）。
2. n→σ*跃迁：含杂原子饱和基团（-OH ，-NH 2）；E 较大，λ150~250 nm （真空紫外区）。
3. π→π*跃迁：不饱和基团（-C=C-，-C=O ）；E 较小，λ~ 200 nm ，体系共轭，E 更小，λ更大；该吸收带称为K 带。
4. n→π*跃迁：含杂原子不饱和基团（-C≡N ，C=O ）：E 最小，λ 200~400 nm （近紫外区）该吸收带称为R 带。
7、λmax 的主要影响因素：1. 共轭体系的形成使吸收红移；2. pH 值对光谱的影响：碱性介质中，λ↑，吸收峰红移，ε↑ 3. 极性的影响：π→π*跃迁：极性↑，红移，λ↑；ε↓。
第六章 有机化合物的波谱分析
HO
H
CO
CC
H
HH CC CO
HO
通常 反式异构体 大于顺式异构体的：
。。。。。
。。。。。
反式异构体 max ＝ 273nm（＝ 21000）
顺式异构体 max ＝ 264nm（＝ 1400）
6.3 红外光谱 ( I R )Infrared Spectroscopy
物质吸收的电磁辐射如果在红外光区域，用红外光谱仪把产生的红外谱带记录下来，就得到红 外光谱图。 所有有机化合物在红外光谱区内都有吸收，因此，红外光谱的应用广泛，在有机化合物的结构 鉴定与研究工作中，红外光谱是一种重要手段，用它可以确证两个化合物是否相同，也可以确 定一个新化合物中某一特殊键或官能团是否存。 6.2.1 红外光谱图的表示方法 红外光谱图用波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置，用透射百分率（T%）为纵坐标 表示吸收强度。 横坐标 --- 波数（cm-1, 下方）, 波长(mm,上方） 纵坐标 --- 吸光强度（A）或透过率（T，%） 谱区 --- 4000 – 600 cm-1
化学的迅速发展。
一、 电磁波的一般概念
• 光是电磁波，有波长和频率两个特征。电磁波包括了一个极广阔的区域，从波长只有千万
分之一纳米的宇宙线到波长用米，甚至千米计的无线电波都包括再内，每种波长的光的频
率不一样，但光速都一样：即 3×1010cm/s。
光的频率与波长
波长与频率的关系为： υ= c /λ
υ=频率，单位：赫（HZ）；
K 吸收带为 n π * 跃迁引起的吸收带，其特点为吸收峰很强，εmax > 10000。共轭双键增加， λmax 向长波方向移动，εmax 也随之增加。
B 吸收带为苯的 n π * 跃迁引起的特征吸收带，为一宽峰，其波长在 230~270nm 之间，中 心再 254nm，ε 约为 204 左右。
有机波谱分析名词解释
第五章红外光谱名词解释：1.伸缩振动ν：原子沿着键的轴线的伸展和收缩，振动时键长变化，键角不变。
（对称振动νas，不对称振动νas，骨架振动）弯曲振动δ：原子垂直键轴方向的振动，振动时键长不变，键角变化。
（面内弯曲振动（剪式振动、平面摇摆振动）；面外弯曲振动（扭曲振动、非平面摇摆振动））总结：νas ＞νs ＞δ♣2.IR选律：在红外光的作用下，只有偶极矩(∆μ)发生变化的振动，即在振动过程中∆μ≠0时，才会产生红外吸收。
红外“活性”振动：在振动过程中∆μ≠0，其吸收带在红外光谱中可见。
红外“非活性”振动：偶极矩不发生改变(∆μ＝0)的振动，这种振动不吸收红外光，在IR谱中观测不到。
3.自由度：基本振动的数目称为振动自由度。
4.振动偶合效应：当两个或两个以上相同的基团连接在分子中同一个原子上时，其振动吸收带常发生裂分，形成双蜂，这种现象称振动偶合5.特征频率或特征吸收谱带：某些官能团有比较固定的吸收频率，可以作为鉴定官能团的依据。
6.相关峰：每个官能团都有几种振动方式，能产生红外吸收光谱的每种振动一般产生一个相应的吸收峰。
习惯上把这些相互依存又可相互佐证的吸收峰。
7.指纹区：＜1333cm-1的频率区域，主要是各种单键（如C－C，C－N，C－O等）的伸缩振动与各种弯曲振动吸收区。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。
简答题：♣1.红外光谱的原理：分子吸收红外光引起的振动能级和转动能级跃迁而产生的信号。
（记忆：振、转光谱——红外光谱）♣2.红外光谱的产生条件：当红外光的频率恰好等于基团的振动频率时，分子能吸收该频率的红外光，即形成IR。
①振动分为：伸缩振动（键长）、弯曲振动（键角）②频率：化学键力常数k③红外光被吸收条件：νIR = ν振动；Δμ振动≠0 Δμ越大，吸收越强。
3.红外光谱表示方法：用仪器按照波数（或波长）记录透射光强度（或吸收光强度）→红外光谱图横坐标：波数（cm-1)或波长（μ m）纵坐标：透光率（T/%）或吸光度（A）7.理论上，每个振动自由度在红外光谱区均产生一个吸收峰，但实际的红外谱图中峰的数目比自由度少？因为：（1）有偶极矩变化的振动才会产生红外吸收，无瞬间偶极矩变化的振动则不出现红外吸收。
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名词解析发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。
助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。
红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。
减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。
吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。
指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。
这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。
共轭效应 (conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。
诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。
核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。
化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。
弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。
分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。
基峰：质谱图中表现为最高丰度离子的峰。
自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。
是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。
麦氏重排（McLafferty rearrangement）：具有不饱和官能团 C=X（X为O、S、N、C 等）及其γ-H原子结构的化合物，γ-H原子可以通过六元环空间排列的过渡态，向缺电子（C=X+ ）的部位转移，发生γ-H的断裂，同时伴随 C=X的β键断裂，这种断裂称为麦氏重排。
自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。
是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。
自旋裂分：因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分。
1.紫外光谱的应用(1).主要用于判断结构中的共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄酮等）(2).确定未知化合物是否含有与某一已知化合物相同的共轭体系。
(3).可以确定未知结构中的共轭结构单元。
(4).确定构型或构象(5).测定互变异构现象2.分析紫外光谱的几个经验规律(1).在200~800nm区间无吸收峰，结构无共轭双键。
(2).220~250nm，强吸收(max在104~2104之间)，有共轭不饱和键（共轭二烯，,-不饱和醛、酮）(3).250~290nm，中等强度吸收(max 1000~10000) ，通常有芳香结构。
(4).250~350nm，中低强度吸收 (10~ 100)，且200 nm以上无其他吸收，则含有带孤对电子的未共轭的发色团。
（羰基或共轭羰基）(5).有多个吸收峰，有的在可见区，则结构中可能有长链共轭体系或稠环芳香发色团。
如有颜色，则至少有4~5个共轭的发色团。
(6).利用溶剂效应、pH影响：增加溶剂极性：K带红移、R带紫移，max变化大时，有互变异构体存在。
pH变化：碱化后谱带红移，酸化后又恢复，则有酚羟基、烯醇存在；酸化后谱带紫移，有芳胺存在。
(2).红外光谱原理分子中键的振动频率：分子的固有性质，它随着化学键力常数(K)的增大而增加，同时也随着原子折合质量(μ)的增加而降低3.红外光谱在结构解析中的应用(1).确定官能团(2).确定立体化学结构的构型(3).区分构象异构体(4).区分互变异构体与同分异构体波长(μm)波数(cm–1) 键的振动类型①2.7～3.3 3750～3000 OH, NH②3.0～3.3 3300～3000 C—H, =CH，≡CH，Ar—H)(极少数可到2900cm–1 )③3.3～3.7 3000～2700 CH (—CH3, —CH2—，-CHO)④4.2～4.9 2400～2100 C≡C ,C≡N ,—C≡C—C≡C —⑤5.3～6.1 1900～1650 C ═ O (酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)⑥6.0～6.7 1680～1500 C ═ C (脂肪族及芳香族), C ═ N⑦6.8～7.7 1475～1300 δC—H (面内) , X—Y⑧10.0～15.4 1000～650 δC ═ C—H , Ar—H (面外)4.1H-NMR（氢核磁共振）(1).化学位移的定义(2).常见结构类型的质子化学位移Ar-H C=CH ≡CH RH CH CH2 CH37.28 5.28 2.88 ～1 1.55 1.20 0.87-COOH -CHO ArOH ROH (RNH2)10～12 9～10 4 ～8 0.5 ～55.核磁共振（NMR spectroscopy）—碳谱（13C-NMR）(1).为结构解析提供的信息化学位移（1～250）；分辨率高，谱线简单，可观察到不含质子基团；驰豫时间对碳谱是重要参数，可识别季碳，可给出化合物骨架信息。
缺点：测定需要样品量多，测定时间长，而吸收强度一般不代表碳原子个数，与种类有关。
(2).常见一些基团的化学位移值①.脂肪C: <50②.连杂原子C: C-O, C-N, C-S :50-100③.C-OCH3: 55;④.糖端基C : 95-105⑤.芳香碳,烯碳: 98-160⑥.连氧芳碳: 140-165⑦.C=O: 168-220(3).影响化学位移因素①.碳的杂化方式：sp3 < sp < sp2②.碳核的电子云密度：电子云密度，高场位移③.取代基的诱导效应和数目：取代基数目, 影响，，诱导效应随相隔键的数目增加而减弱; 随取代基电负性，④.效应(γ-旁式,γ-gauch）效应：较大基团对γ-位碳上的氢通过空间有一种挤压作用，使电子云偏向碳原子，使碳化学位移向高场移动，这种效应称为γ-效应。
其中γ-顺效应更强。
⑤.共轭效应：与双键共轭,原双键端基 C2 ，内侧C1 ，与羰基共轭, C=O的⑥.分子内部作用：分子内氢键使C=O的6.质谱在有机化合物结构测定中的应用(1).测定正确的分子量(2).推断分子式(3).已知化合物的结构鉴定(4).未知化合物的结构鉴定第五章综合解析（第1-3节）1.综合解析中常用的谱学方法①.13C-NMRa.判定碳原子个数及其杂化方式b.根据DEPT谱判定碳原子的类型c.根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类d.根据化学位移值判定芳香族或烯烃取代基的数目并推测取代基的种类②.1H-NMRa.根据积分曲线的数值推算结构中质子个数b.根据化学位移值判定结构中是否存在羧酸、醛、芳香族、烯烃和炔烃质子c.根据化学位移值判定结构中与杂原子、不饱和键相连的甲基、亚甲基和次甲基的存在与否d.根据自旋-自旋偶合裂分判定集团的连接情况e.根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否③.IRa.判定结构中含氧官能团的存在与否b.判定结构中含氮官能团的存在与否c.判定结构中芳香环的存在与否d.判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类型④.MSa.根据准分子离子峰判定分子量b.判定结构中氯、溴原子的存在与否c.判定结构中氮原子的存在与否d.简单的碎片离子可与其他图谱所获得的结构片段进行比较2.结构解析的过程(1).分子式的推断①.碳原子个数的推断②.质子个数的推断③.氧原子个数的推断④.氮原子个数的推断⑤.卤素存在与否的判定⑥.硫、磷存在与否的判定⑦.不饱和度的计算3试述核磁共振产生的条件是什么？答（1）自旋量子数I≠0的原子核，都具有自旋现象，或质量数A或核电荷数二者其一为奇数的原子核，具有自旋现象。
（2）自旋量子数I=1/2的原子核是电荷在核表面均匀分布的旋转球体，核磁共振谱线较窄，最适宜于核磁共振检测，是NMR研究的主要对象。
4 什么是K带吸收？什么是R带？答（1）共轭非封闭体系烯烃的π→π*跃迁均为强吸收带，ε≧104，称为K带吸收。
（2）n→π*跃迁λmax270-300nm,ε﹤100,为禁阻跃迁，吸收带弱，称R带。
1 什么是氮规则？能否根据氮规则判断分子离子峰？答：（1）在有机化合物中，不含氮或含偶数氮的化合物，分子量一定为偶数（单电荷分子离子的质核比为偶数）；含奇数氮的化合物分子量一定为奇数。
反过来，质核比为偶数的单电荷分子离子峰，不含氮或含偶数个氮。
（2）可以根据氮规则判断分子离子峰。
化合物若不含氮，假定的分子离子峰质核比为奇数，或化合物只含有奇数个氮，假定的分子离子峰的质核比为偶数，则均不是分子离子峰。
5红外光谱分为哪几个区及各区提供哪些结构信息？答：红外光谱分四个区：（1）第一峰区（3700-2500cm-1）：此峰区为X-H伸缩振动吸收范围。
X代表O,N,C 对应于醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的O-H,N-H,C-H伸缩振动。
（2）第二峰区(2500-1900cm-1)：三键，累积双键及B-H,P-H,I-H,Si-H等键的伸缩振动吸收谱带位于此峰区。
谱带为中等强度吸收或弱吸收。
（3）第三峰区（1900-1500cm-1）：双键（包括C=O,C=C,C=N,N=O等）的伸缩振动谱带位于此峰区，对于判断双键的存在及双键的类型极为有用。
另外，N-H弯曲振动也位于此峰区。
（4）第四峰区（1500-400cm-1）：此峰区又称指纹区，X-C键的伸缩振动及各类弯曲振动位于此峰区。
不同结构的同类化合物的红外光谱的差异，在此峰区会显示出来。
6．何谓化学位移?它有什么重要性?在1H－NMR中影响化学位移的因素有哪些？答：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移．由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小来考虑氢核所处的化学环境，亦即有机物的分子结构特征．由于化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移，如与质子相邻近的元素或基团的电负性，各项异性效应，溶剂效应，氢键等。
7试说明有机化合物的紫外吸收光谱的电子跃迁有哪几种类型及吸收带类型。