第一章 有机化合物的波谱综合分析-3
有机化合物波谱解析
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带 常常因引入取代基或改变溶
1. 分子轨道（molecular orbit)：
• 两个原子轨道线性组合成两个分子轨道，其中波函 数符号相同（同号）重叠形成的分子轨道称成键轨 道用Ψ表示，其能量低于组成它的原子轨道；波函 数位相相反的（异号）重叠生成的分子轨道称反键 轨道，用Ψ*表示，其能量高于组成它的原子轨道。
由不同类型原子轨道线性 组合得到不同种类的分子 轨道，主要有以下几种：
参考书
• 唐恢同，《有机化合物的光谱鉴定》，北京大学出版
社，1992年
• 孟令芝，何永炳，《有机波谱分析》，武汉大学出版 社，1997年
• 陈洁，宋启泽，《有机波谱分析》，北京理工大学出 版社，1996年
•毛希安译，P.R. Ernst, et.al., 《一维和二维核磁共振原 理》，科学出版社，1997年
②不同浓度的同一种物质，其吸收曲
线形状相似λmax不变。而对于不同物质， 它们的吸收曲线形状和λmax则不同。
(Lambert-Beer定律） ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分 析的依据之一。
讨论：
④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可作为
（5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关， 也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩
尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时 可能相同，但εmax不一定相同；
（6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定 量分析的依据。
二、紫外吸收光谱的基本知识
ultraviolet spectrometry of organic compounds
第一章_有机化合物的波谱综合解析-3
红外光谱（i nfra r ed spectroscopy 缩写为IR ）由于分子吸收了红外线的能量并导致分子内振动能级的跃迁而产生的记录信号。
IR 谱主要提供分子中官能团的结构信息。
横坐标：波数（σ）400～4000cm -1；表示吸收峰的位臵。
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。
%100%0⨯=I IT I ：表示透过光的强度；I 0：表示入射光的强度。
红外光谱官能团区（4000-1500 cm -1）由分子的伸缩振动导致,用于鉴定各种不同官能团产生红外光谱的必要条件：1.红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。
2.只有能引起分子偶极矩的变化的振动才能产生IR 光谱。
完全对称的分子H 2、O 2、N 2不会产生红外吸收光谱。
H―C≡C―H 、R―C ≡C―R ，其C≡C （三键）振动也不能引起红外吸收。
指纹区（1500-650 cm-1）分子弯曲及伸缩振动吸收峰,多用于鉴定基团的结合方式官能团区（高频区）1500-4000 cm-1Y －H 伸缩振动区2500～3700 cm-1，Y= O、N、C。
Y≡Z 三键和累积双键伸缩振动区2100～2400 cm-1，主要是：C≡C、C≡N 三键和C＝C＝C、C＝N＝O 等累积双键的伸缩振动吸收峰。
Y＝Z双键伸缩振动区1600～1800 cm-1，主要是：C＝O、C＝N、C＝C等双键。
指纹区（低频区）650-1500 cm-1主要是：C－C、C－N、C－O等单键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。
红外谱图各主要官能团红外光谱的特征吸收峰频率3600-3200NH, OH d, br, s3300C CHstrong3100-3010 =C-H middle2960-2850 -C-H strong2260-21002700-CHO doubleC Cvariable1850-1690 C=OAcids, esters Ketones Aldehydes very strong1680-1620 or 1600-1500 C=C variable 1470-1350 bend C-H1000-700 bend alkenes benzene substituted type4000cm-1650cm-11300-1030 bend C-O C-N几个明显的红外特征峰-OH（醇和酚）：-OH吸收处于3200~3650cm-1，由于-OH可形成分子间或分子内氢键，而氢键所引起的缔合对红外吸收峰的位臵、形状和强度都有重要影响。
(一到四章)有机化合物波谱解析复习指导
第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.5、增色作用:使吸收强度增加的作用.6、减色作用:使吸收强度减低的作用.7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.二、选择题1、不是助色团的是：DA、－OHB、－ClC、－SHD、 CH3CH2－2、所需电子能量最小的电子跃迁是：DA、σ→σ*B、 n →σ*C、π→π*D、 n →π*3、下列说法正确的是：AA、饱和烃类在远紫外区有吸收B、 UV吸收无加和性C、π→π*跃迁的吸收强度比n →σ*跃迁要强10－100倍D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：B很强吸收B、强吸收 C、中强吸收 D、弱吸收5、近紫外区的波长为：CA、 4－200nmB、200－300nmC、200－400nmD、300－400nm6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：BA、R带B、B带C、K带D、E1带7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了CA、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：DA、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因9、π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大：AA、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷10、下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是：AA、 B、 C、 D、11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是：A（b）A、 B、 C、 D、12、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为AA、σ→σ*B、π→π*C、n→σ*D、n→π*第二章红外光谱一、名词解释：1、中红外区2、fermi共振3、基频峰4、倍频峰5、合频峰6、振动自由度7、指纹区8、相关峰9、不饱和度10、共轭效应11、诱导效应12、差频二、选择题（只有一个正确答案）1、线性分子的自由度为：AA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+62、非线性分子的自由度为：BA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+63、下列化合物的νC=C的频率最大的是：( )A B C D答案：CH2CH2CH21651 1657 1678 1680O O1716 1745 1775 1810 OOCH24、下图为某化合物的IR图，其不应含有：DA：苯环 B：甲基 C：-NH2 D：-OH5、下列化合物的νC=C的频率最大的是：A B C D答案：1646 1611 1566 164116506、亚甲二氧基与苯环相连时（1，2亚甲二氧基苯：），其亚甲二氧基的δCH 特征强吸收峰为：AA：925~935cm-1B：800~825cm-1C：955~985cm-1D：1005~1035cm-17、某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：AA：有机酸 B：醛 C：醇 D：醚8、下列羰基的伸缩振动波数最大的是：C9、中三键的IR区域在：BA ~3300cm-1B 2260~2240cm-1C 2100~2000cm-1D 1475~1300cm-110、偕三甲基(叔丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为：DA 10~20 cm-1 B15~30 cm-1 C 20~30cm-1 D 30cm-1以上第三章核磁共振一、名词解释1、化学位移2、磁各向异性效应3、自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫4、屏蔽效应5、远程偶合6、自旋裂分7、自旋偶合8、核磁共振CRORACROHBCROFCROClC DC NR9、屏蔽常数10.m+1规律11、杨辉三角12、双共振13、NOE效应14、自旋去偶15、两面角16、磁旋比17、位移试剂二、填空题1、1HNMR化学位移δ值范围约为 0~14 。
有机化合物光谱及波谱分析
（3）n→σ＊跃迁
所需能量较大。 吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区，近紫外区 仍不易观察到。 含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原 子)均呈现n→σ * 跃迁。
n→σ*
电子跃迁
吸收
跃迁能较小
紫外区边端 (λmax≈200nm)
末端吸收
n→σ*跃迁的特点:
1). 含有氧, 氮, 硫, 卤素(都具有未成键电子对)等的化 合物都有n→σ*引起的吸收.
1．价电子类型
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果： σ键电子(单键)
有机分子 价电子类型
π键电子(不饱和键)
未成键n电子(或称非键电子, 如氧,氮,硫,卤素等)
s
H
C H
O
p
n
2．电子跃迁类型
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s*
E
K E,B
R
p*
n
p
s
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反 键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量Δ Ε 大小顺序为：
σ→σ* 电子跃迁 能级 间隔大
吸收
波长短,能量高的远 紫外光(λmax<150nm)
σ→σ*跃迁的特点:
允许跃迁,吸收强度强, ε≈104 饱和化合物，常用作溶剂
（2）π→π＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近 紫外区，ε max一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。
Ch2：有机化合物光谱和波谱分析
§2.2紫外吸收光谱法
ultraviolet spectrometry, UV
一、认识紫外吸收光谱 formation of UV 紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
有机化合物波谱综合解析详解
波谱综合解析的含义：利用各种波谱分
析方法获得尽可能多的结构信息，通过 对各种波谱分析信息之间的相互对比、 印证，从而获得被分析化合物准确结构 的定性分析方法。 不同波谱分析方法在功能上既有重叠部 分，也有互补部分，在综合解吸时应该 充分发挥各自优势。 在条件允许的情况下，要充分关注 1HNMR和13CNMR，因为NMR提供数据 最丰富，可靠性最高。
MS裂解机理
例题2：UV(甲醇）：λmax=236 nm,(ε=8200), 300 nm(ε=3500), 1NMR, 13CNMR, IR, MS如下，推测结构：
主要依靠NMR，特别关注偶合常数关系，
积分关系，充分利用二维NMR，以及其 他特殊NMR技术，如DEPT, 结合IR, MS, UV-Vis等数据，将可能的碎 片合理连接。 最后充分利用所有波谱分析数据对可能 结构进行确证，排除所有不合理结构。
1.
例题1：根据提 供的IR, HNMR, 13CNMR和MS 推测结构
解：设MS中m/z250为M+峰，因该峰与相邻碎片离子峰 m／z 206(M-44)．m／z 178(M-72)之间关系合理,故m ／z 250为分子离子峰。分子量250为偶数，说明化合 物不含氮或偶数个氮。MS中无明显含S、F、C1、Br、I 的特征碎片离子峰存在。
13C
NMR谱中有12种化学环境不同的碳，由峰的相对强 度判断，分子中应含有14个碳。1H NMR谱中积分简比 (由低场至高场)为3：2：1：2：3：4：3，简比数字之 和为18．表明分子中至少含有18个H。由以上分析可知， 当N＝0时，O＝4，可能分子式为C14H18O14,当N＝2 时．O＝2.5．不合理应舍去，故该化合物的分子式为 C14H18O14，因UN＝6，所以分子中可能有苯基存在。
波谱综合解析
4
复杂化合物的结构鉴定
• 当未知物分子量大，结构复杂，特别是当未知物为新的结 构的化合物时，即或利用几种二维核磁共振谱，再辅以其 它谱图数据，也可能仍不能推出完整的结构。在这样情况 下，可以来用下述方法。 • 1)尽力制备未知物样品的单晶。用该样品测定X射线衍射 的数据，通过对衍射数据的处理，可以得到该未知物的准 确结构(除所含原子及其相互连接顺序之外尚有键长、键角 等数据)。近十几年来，由于“直接法”的发展，已使一般 的有机化合物都可通过单晶X射线衍射法解决结构问题。 在直接法发展起来之前，对样品是有限制的，如重原子法 要求化合物含重原子。
12
小 结
EI,元素分析 结合DEPT 未知化合物 HRMS IR,UV
分子式 的确定
HNMR,13CNMR
官能团确定
HNMR,DEPT 结构片段 H-H COSY,H-C COSY ,HMQC, HMBC
HMBC,RCOSY 分子结构 COLOC HOHAHA
NOE差谱,NOESY, 立体结构分子结构 手性位移试剂, ORD, CD, 单晶衍射
25
3)质谱 • 从质谱图中寻找与苯环有关的碎片离子或 找出从苯环掉下的中性碎片,可以帮助判断 苯环上的取代基。 4)碳谱 • 氧、氮原子使苯环上被取代的碳原子的值 大幅度地移向低场。
26
取代基的位置
当取代基的种类已知时，它们在苯环上的取代位置可以 通过下述方式分析： 1)对苯环上剩余氢的值进行计算 • 按各种取代位置的可能性，对苯环上剩余氢的δ值进 行计算并与实测值对比，从而得出苯环取代的位置。 2)从氢谱的苯环取代区的峰形进行分析 • 随着高频仪器的使用，苯环取代区的谱图得到很大的 简化，常可近似采用一级谱图的分析方法(但并非高 频仪器所作的图都可以近似按一级谱分析)，这可以 帮助对苯环取代位置的确定。
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。
波谱分析讲稿--第一章 绪论
第一章绪论教学内容：1.1有机分析的发展阶段。
1.2有机波谱主要研究内容。
1.3有机分析的发展趋势重点和难点：有机化合物分子结构表征的基本原理。
教学要求：了解有机波谱学的学科性质、基本内容和学习意义。
掌握有机化合物分子结构表征的基本原理。
了解本门课程的教学要求和学习方法。
本章用1学时波谱分析主要是利用纯样品进行有机化合物结构的鉴定。
由于其具有微量、快速、灵敏、准确等特点，早已成为研究与确证化合物结构的强有力手段，因此波谱分析是化学工作者必须掌握的一门工具学科。
本课程开课目的：1. 较深入理解波谱学知识，学会运用所学波谱知识解析有机化合物的结构。
2. 硕士研究生考试3. 本科毕业论文4.为日后从事应用化学研究奠定基础5.分析问题和解决问题的方法本课程教学内容及安排：第一章绪论（1学时）第二章紫外-可见光谱分析（5学时）第三章红外光谱分析（6学时）第四章核磁共振波谱分析（9学时）第五章质谱分析（7学时）第六章波谱综合分析（4学时）本课程主要介绍上述四谱与各种有机化合物结构的关系、各谱的解析技术以及综合利用四谱进行有机化合物结构鉴定的方法。
有机分子的种类众多，结构复杂，因此有机化合物分子的结构的分析和鉴定一直以来是化学家需要和必须做的一项工作。
大体可以分为两个阶段，即经典的化学分析方法和仪器（光谱）分析为主、化学手段为辅的分析方法。
1.1 有机分析的发展阶段1.1.1 20世纪中期（1950年）以前主要的分析手段为化学分析方法为主。
化学法测定有机化合物的结构主要是通过元素分析( 如对碳、氢、氮、氧、卤素、硫、磷等元素的分析)、物理常数的测定(如测定相对分子质量、熔点、沸点、折光率、旋光度等)、有机官能团的化学反应及衍生物的制备等方法来进行。
但由于经典的化学分析操作繁琐、耗时，且有时不能准确地确定有机化合物的结构。
【以吗啡分子结构式的确定为例】1.1.2 20世纪中期以后以仪器分析为主，经典化学方法为辅.主要是采用仪器，从光谱学的角度来确定化合物的结构，例如红外、紫外、核磁共振、质谱以及X单晶衍射等手段。
分析化学考研有机化合物波谱解析真题
第一章 紫外光谱一、简答1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。
试绘出其能级图，并说明能产生何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸收？2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线〔只考虑π→π*跃迁〕。
(2)(1)及NHR3CHCHOCH 3CH 及CH 3CH CH23．与化合物〔A 〕的电子光谱相比，解释化合物〔B 〕与〔C 〕的电子光谱发生变化的原因〔在乙醇中〕。
(C)(B)(A)入max ＝420 εmax ＝18600入max ＝438 εmax ＝22000入max ＝475 εmax ＝320003N NNNO HC32(CH )2N NNNO H C 32(CH )2232(CH )(CH )23NNNNO4．苯胺在λmax 处的εmax 为1430，现欲制备一苯胺水溶液，使其透光率为30%〔1cm 比色池〕，试问制备100ml 该溶液需取多少克苯胺？二、分析比较1．指出以下两个化合物在近紫外区中的区别：CH CH 32(A)(B)2．某酮类化合物，当溶于极性溶剂中〔如乙醇中〕时，溶剂对n →π*跃迁及π→π*跃迁有何影响？用能级图表示。
3．试述对二烷基苯甲酸在下面一些溶剂中的紫外光谱的区别：λ乙醚max =277nm εmax ＝20600λEtOH max =307nm εmax ＝19000NRRCOOHλHCl max =307nm εmax ＝970三、试答复以下各问题1．某酮类化合物λhexanemax ＝305nm ，其λEtOH max =307nm,试问，该吸收是由n→π*跃迁还是π→π*跃迁引起的？2. 1,1二苯乙烯〔A 〕在环己烷中的UV 光谱与蒽〔B 〕的UV 光谱有相当大的区别。
在浓硫酸中这两个化合物UV 光谱非常相似，见表1-5，而在稀硫酸中又与环己烷中的UV 光谱相同，试问在浓硫酸中这两个化合物发生了什么变化？表1-1 化合物〔A 〕和〔B 〕在不同溶剂中的λma四.计算下述化合物的λmax ：1. 计算以下化合物的λmax ：2.计算全反式西红柿烯〔结构如下〕的λmax 及εmax ：3.计算一叶萩碱在乙醇中的λmax ：NOO4.计算以下化合物的λmax ：(D)(C)(B)(A)2NH COOH3OH COCH O 33OOCH CH O五、结构判定1.由某挥发油中分得一种成分，其UVλhexane max =268nm,由其它方法初步确定该化合物的结构可能为A 或B ，试问可否用UV 光谱做出判断？(A)(B)2. 一化合物初步推断其结构不是A 就是B ，经测定UV λEtOH max =352nm,试问其结构为何？O O(A)(B)3. 2-〔环己-1-烯基〕-2-丙醇在硫酸存在下加热处理，得到主要产物的分子式为C 9H 14，产物经纯化，测紫外光谱λmax =242nm (εmax ＝10100)，推断这个主要产物的结构，并讨论其反应过程。
有机化合物波谱解析试题库及答案
第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.5、增色作用:使吸收强度增加的作用.6、减色作用:使吸收强度减低的作用.7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.二、选择题1、不是助色团的是:DA、 ,OHB、 ,ClC、 ,SHD、 CHCH, 322、所需电子能量最小的电子跃迁是:DA、ζ?ζ*B、n ?ζ*C、π?π*D、n ?π* 3、下列说法正确的是:A饱和烃类在远紫外区有吸收 A、B、 UV吸收无加和性π?π*跃迁的吸收强度比n ?ζ*跃迁要强10,100倍 C、D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用ε表示，当ε,5000,10000时，表示峰带:B maxmaxC、中强吸收D、弱吸收 A、很强吸收 B、强吸收5、近紫外区的波长为:C4,200nm B、200,300nm C、200,400nm D、300,400nm A、6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λ在230,270之间，中心为254nmmax的吸收带是:BA、R带B、B带C、K带D、E带 17、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了CA、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状 8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于:DA、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 9、π?π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大:AA、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷 10、下列化合物中，在近紫外区(200,400nm)无吸收的是:AA、 B、 C、 D、b) 11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是:A(A、 B、 C、 D、09药本一班12、频率(MHz)为4.47×108的辐射，其波长数值为AA、670.7nmB、670.7μC、670.7cmD、670.7m 、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高 A 13A、ζ?ζ*B、π?π*C、n?ζ*D、n?π*第二章红外光谱一、名词解释:1、中红外区2、fermi共振3、基频峰4、倍频峰5、合频峰6、振动自由度、指纹区 78、相关峰、不饱和度 910、共轭效应11、诱导效应12、差频二、选择题(只有一个正确答案)1、线性分子的自由度为:AA:3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+62、非线性分子的自由度为:BA:3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+63、下列化合物的ν的频率最大的是,D C=CA B C D4、下图为某化合物的IR图，其不应含有:DA:苯环 B:甲基 C:-NH D:-OH 21 09药本一班5、下列化合物的ν的频率最大的是,A C=CA B C D6、亚甲二氧基与苯环相连时，其亚甲二氧基的δ特征强吸收峰为:A CH -1-1 A: 925~935cm B:800~825cm-1-1C: 955~985cm D:1005~1035cm-17、某化合物在3000-2500cm有散而宽的峰，其可能为:AA: 有机酸 B:醛 C:醇 D:醚 8、下列羰基的伸缩振动波数最大的是:C OO OORCRCRCRCFClRHADBCRCN9、中三键的IR区域在:B-1-1 A ~3300cm B 2260~2240cm-1 -1D 1475~1300cm C 2100~2000cm10、偕三甲基(特丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为:D-1 -1 -1 -1 A 10~20 cmB15~30 cmC 20~30cmD 30cm以上第三章核磁共振一、名词解释1、化学位移2、磁各向异性效应3、自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫4、屏蔽效应5、远程偶合6、自旋裂分7、自旋偶合8、核磁共振9、屏蔽常数10.m+1规律2 09药本一班11、杨辉三角12、双共振、NOE效应 1314、自旋去偶15、两面角16、磁旋比17、位移试剂二、填空题 11、HNMR化学位移δ值范围约为 0~14 。
有机化学波谱__(3)
C
C
C
C C
~1630
C
νC=C /cm-1
化合物
~1650
O R C
~1715
O C C C
O
R'
R
C
~1693
νC=O /cm-1
双键性质减弱 _ O
+ C C C
f: 诱导效应和共轭效应的共同影响 分子中同时存在诱导效应和共轭效应, 吸收峰的位移 取决于影响较大的那一个效应的影响.
化合物
C
C
C
C
C C
1200
ν/cm-1
2150
1650
b: 振动类型的影响
振动类型
C-H伸缩振动
(力常数较大) ~3000
C-H弯曲振动
(力常数较小) ~1340
ν/cm-1
c: 杂化状态的影响
键类型 杂化状态
C H C H C H
sp 3300
sp2 3100
sp3 2900
ν/cm-1
d: 诱导效应的影响 电负性原子或基团通过静电诱导作用, 引起分子中化 学键的电子云分布变化 而改变力常数 电子云分布变化, 电子云分布变化
249nm (实测值 实测值249nm) 实测值
练习2: 判断下列化合物中存在哪些电子跃迁? 练习2: 判断下列化合物中存在哪些电子跃迁?
σ→σ*
σ→σ*; π→π* σ→π*; π→σ*
CH3
O
CH
CH2
(CH3CH2)3N
n→σ σ→σ*; n→σ*;
n→σ σ→σ*; π→π*; n→σ*; n→π σ→π*; π→σ*; n→π*
K m1 m2
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。
(一到四章)有机化合物波谱解析复习指导讲解
第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.5、增色作用:使吸收强度增加的作用.6、减色作用:使吸收强度减低的作用.7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.二、选择题1、不是助色团的是：DA、－OHB、－ClC、－SHD、 CH3CH2－2、所需电子能量最小的电子跃迁是：DA、σ→σ*B、 n →σ*C、π→π*D、 n →π*3、下列说法正确的是：AA、饱和烃类在远紫外区有吸收B、 UV吸收无加和性C、π→π*跃迁的吸收强度比n →σ*跃迁要强10－100倍D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：B很强吸收B、强吸收 C、中强吸收 D、弱吸收5、近紫外区的波长为：CA、 4－200nmB、200－300nmC、200－400nmD、300－400nm6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：BA、R带B、B带C、K带D、E1带7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了CA、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：DA、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因9、π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大：AA、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷10、下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是：AA、 B、 C、 D、11、下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是：A（b）A、 B、 C、 D、12、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为AA、σ→σ*B、π→π*C、n→σ*D、n→π*第二章红外光谱一、名词解释：1、中红外区2、fermi共振3、基频峰4、倍频峰5、合频峰6、振动自由度7、指纹区8、相关峰9、不饱和度10、共轭效应11、诱导效应12、差频二、选择题（只有一个正确答案）1、线性分子的自由度为：AA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+62、非线性分子的自由度为：BA：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+63、下列化合物的νC=C的频率最大的是：( )A B C D答案：CH2CH2CH21651 1657 1678 1680O O1716 1745 1775 1810 OOCH24、下图为某化合物的IR图，其不应含有：DA：苯环 B：甲基 C：-NH2 D：-OH5、下列化合物的νC=C的频率最大的是：A B C D答案：1646 1611 1566 164116506、亚甲二氧基与苯环相连时（1，2亚甲二氧基苯：），其亚甲二氧基的δCH 特征强吸收峰为：AA：925~935cm-1B：800~825cm-1C：955~985cm-1D：1005~1035cm-17、某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：AA：有机酸 B：醛 C：醇 D：醚8、下列羰基的伸缩振动波数最大的是：C9、中三键的IR区域在：BA ~3300cm-1B 2260~2240cm-1C 2100~2000cm-1D 1475~1300cm-110、偕三甲基(叔丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为：DA 10~20 cm-1 B15~30 cm-1 C 20~30cm-1 D 30cm-1以上第三章核磁共振一、名词解释1、化学位移2、磁各向异性效应3、自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫4、屏蔽效应5、远程偶合6、自旋裂分7、自旋偶合8、核磁共振CRORACROHBCROFCROClC DC NR9、屏蔽常数10.m+1规律11、杨辉三角12、双共振13、NOE效应14、自旋去偶15、两面角16、磁旋比17、位移试剂二、填空题1、1HNMR化学位移δ值范围约为 0~14 。
(完整版)19有机化合物的波谱分析问题参考答案
19 有机化合物的波谱分析问题参考答案问题1. 电子跃迁有哪些类型？能在紫外光谱上反映出的电子跃迁有哪几类？讨论：电子跃迁的类型有：σ→σ*跃迁；n→σ*跃迁；π→π*跃迁；n→π*跃迁。
能在紫外光谱上（200~400nm ）反映出的电子跃迁主要有：分子中含有硫、碘等原子的n→σ*跃迁；共轭双键或芳香族化合物的π→π*跃迁所产生的π→π*跃迁（K 带，E 1和E 2带、B 带）；n→π*跃迁（R 带）。
问题2. 已知下列数据：258nm （11000）、255nm （3470）是对硝基苯甲酸和邻硝基苯甲酸的λmax （εmax ），指出这两组数据分别对应哪个化合物？解释原因。
讨论：258nm （11000）为对硝基苯甲酸的K 带，255nm （3470）为邻硝基苯甲酸的K 带。
因为这两个化合物的λmax （εmax ）应该为K 带数据，由于对硝基苯甲酸共轭性能相对较强，故吸收波长略高。
问题3. 分子的每一个振动是否都能产生一个红外？为什么？讨论：不一定。
产生红外吸收光谱需要有两个条件。
一是红外辐射光的频率（能量）能满足分子振动能级跃迁需要的能量，即辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能被物质吸收从而产生红外吸收光谱。
二是在振动过程中能引起分子偶极矩发生变化的分子才能产生红外吸收光谱。
问题4. 未知物分子式为C 4H 6O 5N 4，其红外光谱在3020、3010、2975、2850、1760、1585、1485、1450、1270cm -1等处有强度不同的吸收峰，试推断其结构。
讨论： 由其分子式可计算出该化合物的不饱和度为4。
1760cm -1处的吸收峰表明该化合物分子中有羰基存在。
1585cm -1和1270cm -1处的两个吸收带是硝胺的硝基不对称和对称伸缩振动频率3020cm -1和3010cm -1是硝氨基烷烃的C －H 伸缩振动频率。
2975cm -1、2850cm -1以及1485cm -1、1450cm -1处的吸收带是亚甲基的伸缩振动和弯曲振动。
《波谱原理及解析》第一章 绪论
Pauling的价键理论和杂化轨道理论 Hückel的简化分子轨道理论 －－－多原子分子结构的构型和键的离域 20世纪50年代起Woodward-Hoffman的轨道对称守恒原理
Fukui-Hoffman的前线轨道理论 －－－协同反应中化学反应的方向、产物的立体
M +热 M + 荧光或磷光
E = E2 - E1= h
不同能量的光 作用于分子 ，引 起分子内部不同的运动,得到 不同 的谱图，从而对分子结构、组分含 量及基团化学环境作出判断。
辐射
X射线 真空紫外
紫外 可见 红外 微波 无线电波
电磁波与光谱
波长
0.1～10nm 10～200nm 200～400nm 400～800nm 0.8～1000 m 0.1～100cm 1～1000cm
分类试验
衍生物制备
降解与合成
例如：鸦片中吗啡碱结构的测定，从1803年开始研 究，直至1952年才完全阐明，历时149年。
OH O HO
NCH3 吗啡碱
1803年从鸦片中离析得到纯品；
1881年从吗啡的锌粉蒸馏得到菲；
1925 年 Gulland 和 Robinson 提 出 吗啡 分子的结构式；
非典的冠状病毒的测定
对有机化合物的结构表征应用最为广泛的是： 紫外光谱(ultraviolet spectroscopy 缩写为UV) 红外光谱(infrared spectroscopy 缩写为IR) 核磁共振谱(nuclear mag？netic resonance 缩写为NMR) 质谱(mass spectroscopy 缩写为MS)
有机化合物波谱解析智慧树知到答案章节测试2023年哈尔滨医科大学
绪论单元测试1.有机化合物波谱解析主要学习哪些波谱学方法（）。
A:紫外光谱B:核磁共振谱C: 质谱D:红外光谱答案:ABCD第一章测试1.以下波长最长的是（）。
A:近紫外区B:远紫外区C:近红外区D:可见区答案:C2.紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了（）。
A:吸收峰的位置B:吸收峰的强度C:吸收峰的数目答案:A3.助色团对吸收峰的影响是使吸收峰（）。
A:波长变短B:谱带蓝移C:波长变长D:波长不变答案:C4.在紫外光的照射下，CH3Cl分子中电子能级跃迁的类型有σ→σ和n→σ跃迁。
（）A:对B:错答案:A5.跨环效应是共轭基团间的相互作用。
（）A:错B:对答案:A6.利用紫外光谱可以确定乙酰乙酸乙酯的互变异构现象。
（）A:错B:对答案:B7.π→π共轭作用使_跃迁及_跃迁峰均发生红移。
答案:8.远紫外区指波长范围_nm，近紫外区是指波长范围_nm。
答案:9.请解释什么是红移和蓝移。
答案:10.下列两个异构体，能否用紫外光谱区别？答案:第二章测试1.红外光谱是由（）跃迁产生的。
A:中子B:分子振动能级-转动能级C:原子核D:外层电子能级答案:B2.在红外光谱中，各个化合物在结构上的微小差异在指纹区都会得到反映。
指纹区的范围是（）。
A:1333-400cm-1B: 1475-1300cm-1C: 1000-650cm-1D: 4000-1333cm-1答案:A3.在红外光谱中，氢键的形成通常使（），峰强增加。
A:峰位向低波数移动，峰变宽。
B:峰位向高波数移动，峰变宽。
C:峰位向低波数移动，峰变窄。
D:峰位向高波数移动，峰变窄。
答案:A4.化学键两端连接的原子，电负性相差越大，键的力常数越大。
（）A:错B:对答案:B5.红外光谱中，形成分子内氢键后，羰基的伸缩振动吸收峰波数基本不变。
（）A:错B:对答案:A6.对映异构体的左旋体和右旋体的红外光谱图形是可以区分的。
（）A:错B:对答案:A7.影响红外光谱的峰强两大因素为_和_。
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不饱和碳的 C-H 伸缩振动吸收峰强度较低，往往在 > 3000 cm-1处以饱和碳的 C-H 吸收峰的小肩峰的形式出现。 C≡C-H 在~3300 cm-1 有很尖锐的吸收峰，不易和其他不 饱和 C-H 吸收峰混淆。
2018年12月
见四个吸收峰，其中 CH3两个：~2960cm-1、~2870cm-1；-CH2- 两个：~2925cm-1、
2018年12月 华东理工大学——王朝霞课件 1
产生红外光谱的必要条件： 1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振 动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。 2. 只有能引起分子偶极矩的变化的振动才能产生IR光谱。 完全对称的分子H2、O2、N2不会产生红外吸收光谱。 H―C≡C―H、R―C≡C―R，其C≡C（三键）振动也不能引 起红外吸收。 红外光谱 官能团区 （4000-1500 cm-1） 由分子的伸缩振动导致, 用于鉴定各种不同官能团
尖、强 强
强 中 强
770~735cm-1
810~750cm-1 710~690cm-1 833~810cm-1
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
10
如讲解红外光谱, 原理是分子中的化学键在吸收红外光时发生振动,主要是伸 缩振动( 较强的吸收峰, 利于官能团的鉴定) 。其振动的极限将会是每个原子 获得“自己原来”的电子， 形成自由基。从这点出发, 就很容易理解和掌握 有机化合物在红外光谱中的特征吸收峰。如C- H, N- H 及O - H, 与H 相连的 原子电负性逐渐增大, H 的一个成键电子离氢核越来越远, 要想形成自由基的 难度就越来越大, 因此, 红外特征吸收峰明显向高波数移动。此外, 给电基团 与C、N 或O 相连时, 相当于提供了它们电子云, 降低了它们的吸电能力, 从 而使H 的成键电子更靠近氢核, 易形成自由基, 吸收峰向低波数移动。类似的, 如果与吸电基团相连, 它们的吸电能力将更强, 使H 的成键电子更远离氢核, 吸收峰向高波数移动。再如C - C、C- N 和C- O, 因C、N 及O 的电负性逐渐 增加, 相应的红外特征峰向高波数移动, C= C、C = N 及C= O 的红外吸收也 一样。当它们和得电基团或吸电基团相连时, 具有类似于C- H, N- H 及O- H 的波数移动效应。
红外光谱（infrared spectroscopy 缩写为IR）
由于分子吸收了红外线的能量并导致分子内振动能级的跃迁 而产生的记录信号。IR谱主要提供分子中官能团的结构信息。
I T % 100 % I0
I：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度。
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。
-OH（醇和酚）： -OH吸收处于3200~3650cm-1，由于-OH 可形成分子间或
分子内氢键，而氢键所引起的缔合对红外吸收峰的位置、形 状和强度都有重要影响。
• 游离–OH 吸收在较高波数 3610~3640 cm-1，峰形尖锐。
• 分子间–OH缔合时，红外吸收向较低波数移动（3300 cm-1） 附近，峰形宽而钝。
官能团区（高频区） 1500-4000 cm-1
红 外 谱 图
Y＝Z双键伸缩振动区 1600～1800 cm-1，主要是：C＝O、 C＝N、C＝C等双键。
主要是：C－C、C－N、C－O等单 键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点 是谱带密集、难以辨认。
华东理工大学——王朝霞课件 3
指纹区（低频区） 650-1500 cm-1
1000-700 bend alkenes benzene substituted type 1470-1350 bend C-H 1300-1030 bend C-O C-N
strong 3100-3010 =C-H middle
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
4
几个明显的红外特征峰
~2850cm-1。由此两组峰的强度可大致判断甲基和亚甲基的 比例。
CH3在~1380、CH2在~1460cm-1处同时有吸收，而前一 吸收峰发生分叉时表示偕二甲基（两甲基连在同一碳原子 上）。 甲基或亚甲基如果与氧原子相连，吸收峰的位置会向 较低波数移动。
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
8
芳烃： 在3110~3010 cm-1有C=C-H伸缩振动产生的中强吸收峰，
在1600~1450 cm-1处有苯环C=C伸缩振动产生的4个吸收峰， 其中1600 cm-1和1500 cm-1较强。
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
9
苯环取代的判断
770~730cm-1 710~690cm-1 一取代 二取代（邻位） 二取代（间位） 二取代（对位）
2018年12月
各主要官能团红外光谱的特征吸收峰频率
4000cm-1 650cm-1
3600-3200 NH, OH d, br, s 3300
C C H
2700 -CHO double
2960-2850 -C-H strong
2260-2100
C C
variable
1680-1620 or 1600-1500 C=C variable 1850-1690 C=O Acids, esters Ketones Aldehydes very strong
• 分子内–OH缔合时，红外吸收移向更低波数，例如羧酸内由 于强烈缔合，吸收峰的底部可延续到~2500cm-1，形成很宽的 吸收带。
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
5
-NH2： 与 –OH 相似，游离的 –NH2 在 3300~3500 cm-1，缔合
后吸收峰的位置会降低 100 cm-1，这里要区别几种不同的胺：
2018年12月
指纹区 （1500-650 cm-1） 分子弯曲及伸缩振动吸收峰, 多用于鉴定基团的结合方式
2
华东理工大学——王朝霞课件
Y－H 伸缩振动区 2500～3700 cm-1，Y = O、N、C。 Y≡Z 三键和累积双键伸缩振动区 2100～2400 cm-1，主要是：C≡C、C≡N 三键和C＝C＝C、C＝N＝O 等累积双 键的伸缩振动吸收峰。
①伯胺有两个吸收峰，原因在 –NH2 有两个N-H键，振动有 对称和非对称两种伸缩振动，所以与 – OH 区别较大，吸收 强度比–OH弱； ②仲胺只有一种振动，吸收峰比 –OH 要尖锐； ③叔胺因 N 上无 H ，所以在此区域无吸收。
2018年12月
华东理工大学——王朝霞课件
6
C-H （烃基）： C-H 键伸缩振动的分界线是 3000 cm-1： 不饱和碳（双键及苯环）> 3000 cm-1； 饱和碳（除三元环外） < 3000 cm-1。