有机波普
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有机化学领域中非常重要的研究手段，它能够帮助我们确定有机化合物的结构和成分。
常见的有机波谱分析方法包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）等。
二、红外光谱（IR）（一）原理分子中的化学键会在特定的波长处吸收红外光，从而产生红外光谱。
不同的化学键具有不同的振动频率，因此可以通过红外光谱来确定分子中存在的官能团。
（二）要点1、官能团的特征吸收峰：例如，羰基（C=O）在 1700 cm⁻¹左右有强吸收峰，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹有宽吸收峰。
2、指纹区：虽然难以准确归属，但对于区分不同的化合物具有重要意义。
（三）例题例 1：某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹处有强吸收峰，可能含有什么官能团？答案：羰基（C=O）。
例 2：一个化合物在 3300 cm⁻¹左右有强而宽的吸收峰，在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰，推测其可能的结构。
答案：可能含有羟基（OH）和醚键（COC）。
三、紫外可见光谱（UVVis）（一）原理分子中的电子在吸收特定波长的紫外或可见光后，会从低能级跃迁到高能级，从而产生吸收光谱。
（二）要点1、生色团和助色团：生色团如 C=C、C=O 等能产生紫外可见吸收，助色团如 OH、NH₂等会增强吸收。
2、吸收波长与分子结构的关系：共轭体系越长，吸收波长越长。
（三）例题例 1：比较苯和甲苯的紫外吸收波长。
答案：甲苯由于甲基的助色作用，吸收波长比苯长。
例 2：某化合物的最大吸收波长在 250 nm 左右，可能含有什么结构？答案：可能含有苯环或简单的共轭双键。
四、核磁共振（NMR）（一）原理在外加磁场的作用下，原子核会发生能级分裂，当吸收特定频率的射频辐射时，会发生共振跃迁，产生核磁共振信号。
（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，可以用于判断其所处的化学环境。
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。
有机波普分析知识点总结
有机波普分析知识点总结1. 概述有机波普分析是一种利用有机物的挥发性成分进行分析的方法，它是从气相中分析有机化合物的一种有效手段。
有机波普分析是通过气相色谱-质谱联用技术进行分析的，它广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
有机波普分析的关键技术是气相色谱-质谱联用技术，它具有分辨能力高、灵敏度高、选择性好等特点。
2. 基本原理有机波普分析是基于有机物质挥发性成分进行分析的，它利用气相色谱-质谱联用技术将有机物质挥发性成分分离并进行检测与定性。
气相色谱利用气态载气将有机物质挥发成分进行分离，质谱则利用质谱仪对分离后的物质进行检测与定性。
有机波普分析的原理是分析样品挥发蒸馏后的气体混合物，然后利用气相色谱将其分离，最后通过质谱对分离后的物质进行检测与定性。
3. 分析步骤有机波普分析的分析步骤包括样品的制备、挥发蒸馏、气相色谱分离、质谱检测、数据分析等几个主要步骤。
样品的制备是将待分析的有机样品制备成适合进行气相色谱-质谱联用分析的形式；挥发蒸馏是将有机样品中挥发性成分进行蒸馏分离；气相色谱分离是利用气相色谱将挥发性成分进行分离；质谱检测是利用质谱对分离后的物质进行检测与定性；数据分析是对分析结果进行处理与解释。
4. 应用领域有机波普分析广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
在环境监测领域，有机波普分析可以用于监测水质、大气、土壤中的有机物质，检测环境中的有机物污染情况；在食品安全领域，有机波普分析可以用于检测食品中的有机污染物，保障食品安全；在生物医药领域，有机波普分析可以用于检测药物中的有机成分，分析药物的成分与含量，保证药物的质量。
5. 技术发展有机波普分析技术发展较快，主要表现在以下几个方面：一是仪器技术的提高，气相色谱-质谱联用仪器的灵敏度、分辨率及稳定性都有所提高；二是分析方法的改进，有机波普分析的分析方法不断完善，能够更好地适应各种样品的分析要求；三是应用领域的拓展，有机波普分析技术被广泛应用于环境、食品、医药等领域，对于保障公共健康具有重要意义。
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。
一、有机波谱分析简介.
1 1
H
H0
顺磁取向（α）
反磁取向（β）
能级差 △E
，
h E H0 2
H0为外加磁场强度；γ为核常数，称为核磁比，是 一个因原子核不同而异的比例常数。
如果用电磁波照射磁场中的质子，且光量子的能量 等于质子两种取向的能级差时，质子即吸收光量子的能 量从低能级跃迁到高能级。这种现象称为核磁共振。
第八章 核磁共振谱 一、有机波谱分析简介
1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系
1.常见有机波谱
常 见 有 机 波 谱
2、有机四大谱及其特点
紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、
核磁共振谱（NMR）、质谱（MS） 优点：样品用量少，准确快速
UV：0.01-5mgபைடு நூலகம்IR：0.1-1mg NMR：1-5mg
2 1 1 1 偶合常数 J
ClCH 2CHCl2
2
2
这种相邻碳上氢核的相互影响称为自旋耦合
2 1
2
2
2
1
1
1
一般来说，相邻碳上有n个同类质子时，吸收峰裂分 为n+1个小峰
5、核磁共振谱的解析
计算不饱和度：Ω=1+n4+(n3-n1)/2 n4为四价原子数目；n3 三价原子数；n1 一价原子数 解析ＮＭＲ谱主要是查看共振信号： 组数——说明有几种不同的质子 位置——质子所处的化学环境 强度（峰面积）——各类质子的相对个数比 裂分情况 ——相邻碳上有几个质子
‘ H 实 （H 0 H ） H（ 0 1 ） 2 2 2
这种原子核由于化学环境不同所引起的核磁共振信号 位置的变化叫化学位移，它是核外电子云的屏蔽效应引 起的。不同化学环境的质子其化学位移不同。例如：
有机波谱知识课件
• 分子对紫外光或可见光的吸收是基于分子的价电 子在不同电子能级上的跃迁。
• 紫外吸收光谱又称为电子光谱。但和原子光谱 不同，紫外光谱并不是一个纯的电子光谱，在电
子跃迁过程中同时伴随有振动和转动能级的跃迁。
•
因此，紫外光谱并非原子光谱式的线光谱，
而是由多个吸收波长极为相近的吸收线组成的带
• 非共轭的不饱和化合物 • 非共轭的不饱和化合物中所含的不饱键虽可产
生跃迁，但相应的吸收带仍在远紫外区，不能被 应用于结构分析。
有机波谱知识课件
• 含共轭体系的脂肪族化合物 • 当分子中存在共轭体系时，成键轨道和
反键轨道间的能级差变小，吸收波长总是 高于200nm，且吸收强度也增强。这是紫外 吸收光谱法研究的重点。
键轨道间的跃迁，因轨道间的能级差最大，所需 的能量最高，相应的吸收峰波长较短，一般为 150-160 nm，即在真空紫外（远紫外光）区。
有机波谱知识课件
• π→π*跃迁是不饱和键中的π电子吸收能 量跃迁到π*反键轨道的跃迁，其所需能量 较要小，吸收峰波长一般为160-180nm，仍 在远紫外光区。
动过程中必须有瞬间偶极矩的改变。 • 对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，
无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非对称分子：有偶极矩，红外活性。
• 分子的振动可近似看为一些用弹簧连接的小球 的运动。
有机波谱知识课件
• 任意两个相邻的能级间的能量差为： •
• •
• K化学键的力常数，与键能和键长有关， m为双原子的折 合质量 m =m1m2/（m1+m2）
有机波谱知识课件
• F. X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区（14751000cm-1）
有机波谱分析的应用
有机波谱分析的应用有机波谱分析是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
通过对有机化合物的谱图进行解析和研究，可以揭示有机化合物的结构、性质和反应特性，为相关研究和应用提供关键信息。
本文将介绍有机波谱分析的基本原理和常见的应用。
一、有机波谱分析的基本原理有机波谱分析主要包括红外光谱、质谱和核磁共振三种常见技术。
这些技术基于有机分子在不同电磁波频段的吸收、发射或散射特性，从而获取有机分子结构和性质的相关信息。
1. 红外光谱红外光谱是利用有机分子在红外光区（波长范围为0.78-1000微米）的吸收特性来分析有机物的结构和功能基团的一种方法。
红外光谱通过检测样品吸收红外辐射的能量，得到红外光谱图，从而确定化合物中的主要化学键和它们的相对位置。
2. 质谱质谱是通过对化合物分子中的正离子进行分析，获得化合物的分子量和结构信息的一种技术。
在质谱中，分子或分子片段在电离源中被电离，形成正离子，然后通过分析正离子的质量/电荷比，确定化合物的分子量和结构。
3. 核磁共振核磁共振是一种利用核自旋在外磁场作用下的共振现象来分析有机物结构和环境的技术。
核磁共振通过测量有机分子中核自旋的共振频率和相对强度，可以确定有机分子的化学环境，分析其分子结构和相互作用。
二、有机波谱分析的应用有机波谱分析技术广泛应用于化学、生物、医学等领域。
以下将介绍几个常见的应用案例。
1. 有机合成的结构确定有机合成是化学领域的一项重要研究。
有机波谱分析技术可以帮助确定有机合成产物的结构。
例如，通过红外光谱可以确定化合物中特定官能团的存在与否，通过质谱可以测定化合物的分子量，通过核磁共振可以确定化合物的结构和官能团的相对位置。
2. 药物分析与药效评价有机波谱分析在药物研究和开发中起着重要作用。
通过红外光谱，可以分析药物中的官能团，从而了解其化学性质和稳定性。
质谱可以用于分析药物的结构、分子量和组成成分。
核磁共振则可以揭示药物的分子结构和化学环境，为药效评价提供重要信息。
有机四大谱(稻谷书苑)
教学运用
40
化学位移的表示方法：相对数值(/ppm)
ppm =
H样 - H标 H仪
x 106
=
样 - 标 仪
x 106
教学运用
41
2、影响化学位移的因素：诱导效应和各向异性效应 诱导效应：电负性大的原子或基团，吸电子能力强，使邻近 1H的质子峰移向低场（左侧），反之移向高场（右侧）。
各向异性效应：烯、炔、芳香化合物。
教学运用
5
2.分子振动与红外光谱
振动方程式：
v振
1
2
k m1 m2 m1m2
k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能 越小，k越大）
m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量， 单位为克
即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频 率）与键强度成正比，与成键原子质量成 反比。
教学运用
6
亚甲基的振动模式：
100
0.834
31P
100
0.066
教学运用
38
核磁共振波谱仪：连续波扫描NMR和FT-NMR
教学运用
39
二、质子的化学位移
1、 化学位移的起 化学位因移源于核外电子在磁场中运动产生的感应磁场的屏蔽 或去屏蔽效应。质子发生核磁共振的真正条件应为：
射 = H有效/ 2
其中：H有效= H0(1-s) = H0 - H感应
教学运用
51
O
c-H
b-H
CH3COCH2CH3
a
bc
Jbc
121
1331
教学运用
52
教学运用
53
成键原子杂化方式
C CH
CCH
C CH
3000-2850 3100-3000
有机波谱学概论
02
随着计算机技术和数字化技术的引入，波谱学技术得到了迅速发展和普及。
21世纪
03
随着高精度、高分辨率和多维谱技术的发展，有机波谱学在理论和实验方面都取得了重要进展，为化学、生物学和医学等领域的研究提供了更加深入和全面的技术支持。
有机波谱学的发展历程
有机波谱学的基本原理
02
电磁波是交替变化的电场和磁场，以波的形式传播的能量。
详细描述
目前，有机波谱学在检测中存在灵敏度不高、分辨率有限的问题，这限制了其在一些领域的应用。为了更好地满足实际需求，研究者们需要不断探索新的技术和方法，提高有机波谱学的检测灵敏度和分辨率。这需要深入研究物质与电磁辐射的相互作用机制，发掘更高效的信号增强技术和信号处理方法，以实现对目标物质的快速、准确检测。
有机波谱学概论
有机波谱学简介 有机波谱学的基本原理 有机波谱学的主要技术 有机波谱学的应用领域 有机波谱学的挑战与展望 有机波谱学案例分析
有机波谱学简介
01
有机波谱学是一门利用波谱技术来研究有机化合物结构和性质的学科。
具有非破坏性、无损检测、高灵敏度、高分辨率和高精度等优点，广泛应用于有机化合物的结构解析、合成研究和质量控制等领域。
有机波谱学技术可以用于解析蛋白质的三维结构，有助于理解蛋白质的功能和作用机制。
02
核酸结构研究
通过有机波谱学技术，可以研究核酸的结构和功能，有助于基因表达调控和疾病治疗。
生物大分子结构解析
污染物检测
有机波谱学技术可以用于检测环境中的有害物质，如农药、重金属等，为环境保护提供技术支持。
生态毒理学研究
电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
不同波段的电磁波具有不同的能量和波长，可以用于探测物质的不同性质。
有机波谱分析入门
有机波谱分析入门在化学领域，有机波谱分析是一项极其重要的技术，它为我们揭示了有机化合物的结构和性质，就像为我们打开了一扇了解微观世界的神秘之门。
对于初学者来说，掌握有机波谱分析的基础知识是走进这个神奇世界的第一步。
有机波谱分析主要包括紫外可见光谱（UVVis）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）和质谱（MS）等几种方法。
每一种方法都有其独特的原理和应用，让我们逐一来看。
先来说说紫外可见光谱。
它所依据的原理是分子中的电子在不同能级之间的跃迁。
当有机化合物吸收了特定波长的紫外或可见光时，我们就能通过测量吸收峰的位置和强度来推断分子中存在的官能团和共轭体系。
比如，含有双键或苯环结构的化合物通常在紫外区域有明显的吸收。
但要注意的是，紫外可见光谱对于结构的鉴定相对比较有限，往往需要结合其他波谱方法才能得到更准确的结构信息。
接下来是红外光谱。
这可是有机化学中的“大功臣”。
红外光谱通过检测分子振动和转动引起的能量变化来确定官能团的种类。
不同的官能团会在特定的波数范围内产生吸收峰，就像每个官能团都有自己独特的“指纹”。
例如，羰基（C=O）在 1700 cm⁻¹左右有强烈的吸收，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹之间有特征吸收。
通过分析红外光谱图上的吸收峰，我们可以大致判断化合物中存在哪些官能团，从而为结构的解析提供重要线索。
核磁共振谱则是有机波谱分析中的“重磅武器”。
它基于原子核在磁场中的自旋现象。
常见的有氢谱（¹H NMR）和碳谱（¹³C NMR）。
氢谱能够告诉我们分子中氢原子的化学环境和数量，通过化学位移、峰的裂分和积分面积等信息，我们可以推断出氢原子的连接方式和分子的结构。
而碳谱则能提供碳原子的信息，虽然灵敏度相对较低，但对于复杂结构的解析有着不可或缺的作用。
比如说，通过观察化学位移，我们可以判断碳原子是处于烷基、芳基还是羰基等环境中。
最后是质谱。
有机化学波普方法
(3) C3H6
H2 C CH2
常见氢核的化学位移值
氢核类型 饱和碳上的氢（RCH3，R2CH2，R3CH） 双键碳上的氢（=CH-） 苯环上的氢（ArH） 醛基上的氢（-CHO） 羧基上的氢（-COOH） 相邻有吸电子基的氢 A-CH （A：O，Cl，N，CO 等） δ(ppm) 0.8-1.5 4.9-5.9 6.0-8.0 9.4-10.4 10-12 2-5
Ω = 3+1-6/2 = 1，1720cm-1——νC=O ，含羰基。 相关峰：2840，2760cm-1——ν O=C-H ，为醛。 1380cm-1——δ-CH3 ，含-CH3结构。 2960cm-1——ν饱和C-H 。 结构为： 结构为：CH3CH2CHO 丙醛
问题6-2 例2. 问题
苯环νC-H
常用结构 分析方法
波谱法
紫外光谱 UV 吸收光谱 红外光谱 IR 核磁共振谱 NMR 非吸收光谱 质谱 MS
√ √
第一节 吸收光谱的一般原理
一、波长（λ）、频率（ν）和波数（σ） 波长（ 频率（ 和波数（
光的性质 λν = c E ＝ hν ν σ = 1/ λ (cm-1) λ)与能量(E)成反比。 λ) E = hc/λ ——波长(λ) ——波动性 ——粒子性
例1.
R
5H——苯H 3H——CH3 (连CO) 2H——CH2(连O)
O
Ω = 9+1-10/2 = 5
结构式为：
CH2
O
C
CH3
已知分子式C 例2. 已知分子式 9H12O，根据δ值，推断结构 ，根据δ ）；4.5（ ， ）； ）；3.5 δ ppm ：7.2（5H，s）； （2H，s）； （ ， ）； ）；1.2（ ， ）。 （2H，q）； （3H，t）。 ， ）；
有机波普分析课件
总结词
有机波普分析将在生命科学、环境科学、材料科学等 交叉学科领域发挥越来越重要的作用。
详细描述
随着跨学科研究的深入，有机波普分析将在生物分子 相互作用、药物设计与筛选、环境污染物检测与控制、 新型材料结构与性能表征等方面发挥关键作用。与其 他分析方法的联用也将进一步提高波普分析的应用范 围和实用性。
02
代谢物组学与代谢过程研究
通过波普分析，可以对生物体内的代谢物进行定性和定量分析，研究代
谢过程和代谢调控机制。
03
生物成像与定位研究
利用波普分析技术，可以实现生物分子的成像和定位，有助于揭示生物
分子的分布和动态变化。
在材料化学研究中的应用
1 2 3
材料结构与性质研究 波普分析可以用于研究材料的晶体结构、分子排 列和化学键状态等，有助于深入了解材料的性质 和性能。
质谱 法
总结词
一种基于离子质量和电荷比值的检测方 法
VS
详细描述
质谱法是利用电场和磁场将运动的离子按 质量和电荷比值进行分离并检测的方法， 通过分析离子的质量和电荷比值，可以确 定物质的结构和组成。
拉曼光谱法
总结词
一种基于分子振动模式的检测方法
详细描述
拉曼光谱法是利用拉曼散射效应进行分析的方法，当光照射到物质上时会产生散射，不 同物质具有不同的散射光谱特征，通过与标准光谱进行比对，可以确定物质的结构和组
波普分析可以用于研究药物在体内的代谢过程和药代动力学特征， 有助于评估药物的疗效和安全性。
药物杂质分析
利用波普分析技术，可以对药物中的杂质进行定性和定量分析，确 保药物的质量和安全性。
在生物化学研究中的应用
01
生物分子相互作用研究
有机波普解析-知识点总结
1.紫外-可见吸收光谱（＜400nm）1.1.电子跃迁与分子吸收光谱分子内部三种运动形式（三种能级都是量子化的）1)电子相对于原子核分运动：电子能级2)原子在其平衡位置附近的相对振动：振动能级3)分子本身绕其重心的转动：转动能级三种能级都是量子化的1.2.跃迁类型及吸收带成键电子：σ电子——σ成键轨道，σ*反键轨道外层价电子π电子——π成键轨道，π*反键轨道未成键价电子n电子（p电子）四种跃迁所需能量大小：n→π* <π→π*< n→σ*<σ→σ*1.2.1.π→π*K带：共轭非封闭体系的π→π*跃迁特征：εmax≥104L.mol-1。
cm-1；λmax≥217nm乙烯：εmax=104L.mol-1。
cm-1；λmax 162nm1.2.2.n→π*①饱和醛酮：n→σ* 180-190 nm；π→π* 159-160nmR带（杂原子存在才出）n→π* εmax<100L.mol-1。
cm-1；λmax 275-295nm②不饱和醛酮：K带红移165→250nm（向长波方向）R带红移290→310nm1.2.3.芳香烃与B带1.2.4.苯环上有三个π→π*跃迁特征吸收带E1带：εmax=4.7×103L.mol-1。
cm-1；λmax180-184nmE2带：εmax=7×103L.mol-1。
cm-1；λmax200-204nmB 带：εmax=200-103L.mol-1。
cm-1；λmax 230-300nmB带π→π*跃迁与苯环骨架振动引起（常有精细结构）1.3.影响紫外吸收光谱的因素1.3.1.共轭效应：共轭越多，红移，吸收强度增大，能级差减小，物质色度增加1.3.2.助色效应：助色基团取代，π→π*跃迁（K带）红移含取代基时，B带简化，最大吸收波长红移1.3.3.溶剂的影响：极性溶剂使B带精细结构消失；K带红移；R带红移区别n→π*、π→π*可以用摩尔吸收系数；碱性条件下红移（酸性化合物），是酚类2.红外光谱（＞600nm）应用面广；不破坏样品，任何相态适用；特征性高，分子结构不同，红外光谱不同；速度快、样品用量少，适合联用2.1.产生1)辐射能量等于分子振动跃迁所需的能量2)分子振动时有瞬间偶极矩的变化2.2.分子振动形式2.2.1.多原子集团的基本振动形式1)基本振动不对称伸缩面内弯曲振动伸缩振动变形振动对称伸缩面外弯曲振动2)振动自由度和选律振动自由度：分子振动时，分子各原子之间的相对位置平动自由度：3个转动自由度：非线性分子：3个；线性分子：2个振动自由度：非线性分子：3n-6个；线性分子：3n-5个选律：只有偶极矩发生变化的振动才能有红外吸收，一些对称伸缩不出峰吸收频率完全相同，峰重合；强、宽峰覆盖；中红外区之外；吸收峰太弱可能都不能出峰。
有机波谱名词解释
1红外吸收波谱伸缩振动：键长沿键轴方向发生周期性的变化，键角无变化。
对称伸缩振动：两个键同时伸长或缩短不对称伸缩振动：两个键交替伸长或缩短。
弯曲振动：键角发生周期性变化，键长无变化。
面内弯曲振动：弯曲振动在由几个原子所构成的平面内进行。
剪式振动：键角变化形似剪刀“开”、“闭”。
面内摇摆振动：键角无变化，基团作为一个整体，相对于分子其余部分在平面内摇摆。
蜷曲振动：两个化学键端原子同时分别向面上和面下振动。
变形振动：分子中多个化学键端的原子相对于分子其余部分的弯曲振动。
对称变形振动：多个化学键与分子轴线构成的夹角θ同时缩小或增大，形似花瓣的“开”、“闭”。
不对称变形振动：多个化学键与分子轴线构成的夹角θ交替缩小或增大。
振动的自由度:基本振动的数目称为振动自由度，即分子的独立振动的数目。
费米共振：当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分。
振动耦合：当分子中两个或两个以上相同的基团与同一原子连接时，其常发生分裂，形成双峰。
(谱带)简并：不同振动形式的振动频率相同，其吸收峰在红外吸收光谱的同一位置出现。
红外非活性振动：不能引起偶极矩变化(=0)，不吸收红外线的振动。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
如：N2、O2、Cl2 等。
非对称分子：有偶极矩，有红外活性。
基频峰：从基态跃迁到第一激发态时将产生一个强的吸收峰，即基频峰。
倍频峰：从基态跃迁到第二激发态，第三激发时将产生相应弱的吸收峰，即倍频峰。
泛频峰：倍频峰、合频峰及差频峰的统称。
电子效应：诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）共轭效应：吸收峰向低频移动偶极场效应：I效应和C效应都通过化学键起作用，但偶极场效应(F效应)要经过分子内的空间才能起作用，因此相互靠近的官能团之间，才能产生F效应。
空间效应：位阻效应→吸收峰向高频移动环张力效应（键角效应）环内双键↑→v↓特征吸收峰：能用于鉴别官能团存在的吸收峰，简称特征峰或特征频率。
有机化合物波普解析 紫外光谱
• 概论
色谱分析：GC，HPLC，TLC 与裂解---色谱成分分析
波谱分析：UV，IR，NMR，MS（有机）----结构分析
• 色谱分析:具有高效分离能力可以把复杂有机混合物分离 成单一的纯组分
• 波谱分析：纯样品进行结构分析，特点是：微量化、测 量快、结果准确、重复性好。除MS之外，可回收样品
4. 电磁波与光谱区的关系
核与内层 电子跃迁
紫外及可见光谱 价电子跃迁
红外光谱 分子振动与转动
核磁共振谱 核自旋能级跃迁
UV-VIS电磁波谱：位于X射线与IR光区之间 有机化合物的UV吸收：200-400nm之间（近紫外）
VIS吸收：400-800nm之间（可见） 真空（远）U V ：4 – 200 n m σ→ σ*跃迁吸收
∨ MS
∨
IR
∨
UV
• 本课程内容，目的及要求：
介绍：四谱与各种有机化合物结构的关系，各谱 的解析技术以及运用四谱综合进行有机化合物的 结构测定；
• 能解析一般的图谱，掌握各谱原理、各种化合物 谱图的特点及应用各谱解析未知化合物。
• 应了解各谱的长处及解决的结构类型； 应用多种谱图，互相取长补短。
第一节 基础知识
一、 电磁波的基本性质及分类
1．电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量。
2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性。
• 波动性：
c
，
104
（m
(cm
)
1（) 式（31-11）
• 粒子性： E h h c ( （式1-33）- 2）
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
的吸收光谱在紫外-可见光区，紫外-可见光谱或分子的电子 光谱。
有机波谱 -回复
有机波谱 -回复有机波谱是用于研究有机分子结构和化学性质的一种重要方法。
有机波谱通过分析有机物中的分子振动和吸收光谱来推断其化学组成。
有机波谱主要包括红外光谱、核磁共振谱和质谱三种方法。
红外光谱能提供关于有机物分子中的官能团和官能基的信息。
核磁共振谱可用于确定有机物分子内原子相对位置以及它们之间的化学环境。
质谱则是通过分析有机物中的碎片离子来确定其分子结构和分子量。
有机波谱的应用十分广泛，可用于鉴定未知物质、研究有机反应机理以及探究有机化学反应的动力学。
通过有机波谱，可以确定有机物是否含有特定的官能基，以及它们之间的相对位置。
有机波谱还可以用于研究有机分子的构象和立体化学特性。
有机波谱的结果可用于辅助合成化学家设计和合成新的有机分子。
有机波谱分析需要按照一定的操作步骤和仪器条件进行，以确保准确的结果。
红外光谱需要将样品放在红外光谱仪中，通过测量它们对不同波长光的吸收来分析它们的化学家。
核磁共振谱需要将样品放在核磁共振仪中，通过分析原子核之间的相互作用来得到分子结构信息。
质谱需要将样品进行化学分析，并通过质谱仪测量碎片离子的质荷比来确定其分子结构。
有机波谱的结果可通过与数据库进行比对来进行鉴定和确认。
有机波谱的分析还可以与其他分析方法相结合，如气相色谱和高效液相色谱，以提供更加全面的分析结果。
有机波谱的研究对于理解有机化学反应的机理和应用有机化学在材料科学、药物研发和环境科学等领域具有重要意义。
有机波谱在有机化学教学中也是一个重要的实验和教学工具，有助于学生理解和掌握有机化学知识。
有机波谱的发展也推动了仪器技术和分析方法的不断创新和进步。
有机波谱的应用正在不断拓展和发展，为有机化学研究和应用提供了强有力的支持。
有机波普NMR
核磁共振
它在外加磁场中有一定的取向
它的某个特定能级状态（用 磁量子数ms表示）。取值为
–I … 0 … +I。
即：每一个取向都代表一个能级状态，有一个ms 。 如：1H核：∵ I＝1/2 ∴ ms为 －1/2 和 +1/2
ν=
γH0 2π
γ—磁旋比(物质的特征常数)
E
=
hν=
γh 2π
H0
高能态 E = hν 低能态
∴ 只有当 I ＞ 0 时，才能发生共振吸收，产生共振信号。
I 的取值可用下面关系判断：
质量数（A）
原子序数（Z） 自旋量子数（I）
奇数
0,1,2,… 偶数
奇数或偶数 奇数
半整数 n + 1/2。n = 整数
偶数
偶数
0
核磁共振
自旋核I>0，又可以分为两种情况：
I=1/2的原子核 该类核电荷均匀分布于原子核表面，这样的核不具有电四极矩，
2. 吸收峰的个数 由等价质子的 种类数决定
0
(2) 吸收峰的面积的大小
CH3CH2Cl
等价质子数目比３:２
3
2
3
2
1
PPM
CH3CH2CH3
等价质子数目比3:1
3 1
2
1
PPM
核磁共振
等价质子： 化学环境相同，即电子云 的密度相同。在外加磁场 中，其H感也相同，其核 磁共振频率也相同，因此， 等价质子的核磁共振信号 出现叠加现象，吸收峰的 面积变大。
3JH-C-C-H
2JH-C-H
邻碳偶合
同碳偶合
ab *1 CH3CH2Br
J ab=J ba
Jab
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17.化合物(CH3)2CHCH2CH(CH3)2，1H NMR在谱图上，有几组峰? 从高场到低场各组峰的面积比为多少？（ C） A.五组峰（6:1:2:1:6）；B. 三组峰（2:6:2）； C. 三组峰（6:1:1）；D. 三组峰（6:6:2:2）。
18.在下列化合物中，字母标出的4种质子，它们的位移 D （δ）从大到小的顺序为（）
A 4. 下列化合物中的质子，化学位移最小的是（） A. CH3Br; B. CH4; C. CH3I; D. CH3F。 5. 进行已知成分的有机混合物的定量分析，宜采用（B） A.极谱法；B.色谱法；C.红外光谱法；D.核磁共振 法。 6. CH3CH2COOH在核磁共振波谱图上有几组峰？最低 A 场信号有几个氢？（） A.3(1H); B.6(1H); C.3(3H); D.6(2H)。 C 7. 下面化合物中在核磁共振谱中出现单峰的是（） A.CH3CH2Cl; B.CH3CH2OH; C.CH3CH3; D.CH3CH(CH3)2
Cl Cl
Cl
20. 2-丙醇CH3CH(OH)CH3的1H NMR谱，若醇质子存 在快速化学交换，当仪器的分辨率足够时，则下列 B 哪一种预言是正确的（） A.甲基质子是单峰，次甲基质子是七重峰，醇质子 是单峰； B. 甲基质子是二重峰，次甲基质子是七重峰，醇 质子是单峰； C. 甲基质子是四重峰，次甲基质子是十四重峰， 醇质子是单峰； D. 甲基质子是四重峰，次甲基质子是十四重峰， 醇质子是二重峰； 21.下面4种核，能够用于核磁共振实验的有（ A ） A.19F9; B.12C6; C.16O8; D.32O16
8.下列4种化合物中，哪个标有*号的质子有最大的 D 化学位移？（）
H* H C H H CH3 H* C H H CH3 H* C H CH3 CH3 H* C CH3 CH3
A B C D C 9. 核磁共振波谱解析分子结构的主要参数是（） A.质荷比；B.波数；C.化学位移；D.保留值。
10.分子式为C5H10O的化合物。其NMR谱上只出现两 个单峰，最有可能的结构式为（ B） A. (CH3)2CHCOCH3; B.(CH3)3C-CHO; C.CH3CH2CH2COCH3; D.CH3CH2COCH2CH3 11.核磁共振波谱（氢谱）中，不能直接提供的化合 物结构信息是（ C ） A.不同质子种类数；B.同类质子个数； C.化合物中双键个数与位置；D.相邻碳原子上质 子的个数。 12.在核磁共振波谱分析中，当质子核外的电子云密 C 度增加时（） A.屏蔽效应增强 化学位移值大，峰在高场出现； B. 屏蔽效应减弱 化学位移值大，峰在高场出现； C. 屏蔽效应增强 化学位移值小，峰在高场出现； D. 屏蔽效应减弱 化学位移值大，峰在低场出现。
25.化合物CH3CH2CH3的1H NMR中的CH2质子 D 信号受CH3耦合裂分为（） A.四重峰；B.五重峰；C.六重峰；D.七重峰。 B 26.自旋量子数I = 0的原子核是（） A.19F9; B.12C6; C.1H1; D.15N7 27.当外磁场强度B0增大时，质子由低能级跃迁 C 至高能级所需要的能量（） A.不发生变化；B.逐渐变小； C.逐渐变大； D.可能不变或变小。
9. 射频辐射的频率固定时，要使共振发生，氟 核和氢核哪一个需要更大的外磁场？为什么？ 磁旋比g：19F：2.52×108；1H：2.68×108 ν=γH0/2π ， H0 =2πν/γ ν一定时，氟核的γ较氢核小，因此氟核需要更 大的外磁场
10.使用60.0 MHz NMR仪器时，TMS的吸收与化合 物中某质子之间的频率差为180 Hz。如果使用 400 MHz的NMR仪器，它们之间的频率差将是多 少？ 180×400/60=1200 Hz 11.三个不同质子A、B和C，它们的屏蔽系数大小 次序为σB >σA >σC。问它们在一样磁场强度下， 共振频率的大小次序为何？ ν跃 ＝γH0/2π(1-σ)＝γH/2π Ｃ＜Ａ＜Ｂ
O CH3 a CH2 b c C H d
A. a > b > c > d; B. b > a > d > c; C. c > d > a > b; D. d > c > b > a。 19.某二氯甲苯的1H NMR谱图中，呈现一组单峰，一组 二重峰，一组三重峰。该化合物为下列哪一种？（ A）
CH3 Cl Cl CH3 Cl CH3 Cl CH3 Cl
4. 什么是化学位移？它是如何产生的？影响化学 位移的因素有哪些？ 核外电子对核的屏蔽作用产生感生磁场，屏蔽 作用的大小与核外电子云密切相关，电子云密 度愈大，共振时所加的外磁场强度也愈强。而 电子云密度与核所处的化学环境有关。 ν跃 = γH0/2π(1-σ) 核外电子对核的屏蔽作用不同产生跃迁频率的 变化，即化学位移。 化学位移： 某一原子吸收峰位置与参比物原子吸收峰位 置之间的差别称为该原子的化学位移。
16.乙烯质子的化学位移值（δ）比乙炔质子的化学位移值大还是 小？其原因是？（B） A. 大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在屏蔽区，乙炔 质子处在去屏蔽区。 B. 大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙 炔质子处在屏蔽区。 C. 小，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙 炔质子处在屏蔽区。 D. 小，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在屏蔽区，乙炔 质子处在去屏蔽区。
5. 简述自旋-自旋裂分的原理。 感生磁场不同，产生化学位移，对邻核的作用，使跃迁的频 率产生位移，即自旋耦合： 由于自旋核的感生磁场作用在邻核上，使相邻核的磁能级产 生裂分，这种现象叫自旋耦合。产生的裂分叫自旋耦合裂分， 也叫耦合裂分。 6. 何谓一级图谱？一级图谱的自旋耦合裂分有哪些规律？ 一级耦合 Δν/J ≥ 6时的核磁共振谱称为一级谱。耦合系统以AX、AMX 等表示，有等价质子时用AnXm表示（n, m表示等价质子 数）。 特点： ⅰ）化学位移值相差较大 ⅱ）裂分数符合2nI+1规则 ⅲ）裂分强度符合(a+b)n的系数比 ⅳ）峰形对称，中心为δ值，裂分距离一定为J值。
影响化学位移的因素： ① 核周围基团的电负性——诱导效应 ②共轭效应 共轭效应使电子云密度发生变化，从而使化学位移向高场或低 场变化。 ③磁的各向异性效应 屏蔽作用对有方向性的键或基团表现为各向异性。各向异性的 屏蔽作用是通过空间传递的，为一种远程屏蔽作用。也就是说， 由于某些结构或基团周围电子云分布不均匀，产生的感生磁场 的大小不同，不同部位所产生的屏蔽和去屏蔽而产生的。 ④范德华效应(Van der Waals效应) 两个氢原子在空间相距很近时，由于原子核外电子的相互排斥， 使这些氢核的电子云密度相对降低，其化学位移向低场移动。 这种效应称为范德华效应。 ⑤氢键效应 电子云密度减小，去屏蔽。 ⑥溶剂效应 同一种样品，所用溶剂不同，其化学位移值亦有一定差异，这 是由于溶剂与溶质之间有不同作用的结果。如氢键、各向异性。
31.取决于原子核外电子屏蔽效应大小的参数是（A） A.化学位移；B.耦合常数； C.积分曲线；D.谱峰强度。 32.下列化合物的1H NMR中Ha的精细结构有几重峰？ C （） H
c
NH2
NH2
Hb Ha
Hb
A.四重峰；B.五重峰；C.六重峰；D.七重峰。
33.下列化合物的HAHM和HX构成AMX自旋系统（其 中有远程耦合），HA在1H NMR中有几重峰？（B）
7. 什么是化学等同和磁等同？试举例说明。 化学等同：化学位移值相等的核 磁等同：化学位移值相等的核，若它们对其它原 子核都相应的以相同大小耦合，则这些化学位 移值相等的核称为彼此等价的核，否则为不等 价的核。 例：下列两个化合物Ha、Hb的化学位移值相等， 但 J = J = J = J , HaF1 HaF2 HbF1 HbF2 F1 Ha C Ha、Hb磁等价 Hb F2 JHaF1 ≠ JHaF2，JHbF1 ≠ JHbF2， Ha F1 J ≠J ， J ≠ J HaF1 HbF1 HaF2 HbF2 C C H b Ha、Hb磁不等价核 F2
8. 脉冲傅立叶变换核磁共振谱仪在原理上与连 续核磁波谱仪有什么不同？它有哪些优点。
连续核磁波谱仪有磁铁、扫描发生器、射频发生器、射频 接收器、探头、记录仪、样品架组成。连续波核磁共振谱仪是改 变磁场或频率记谱，按这种方式测谱，对同位素丰度低的核，如 13C等，必须多次累加才能获得可观察的信号，很费时间。 脉冲傅立叶变换核磁共振谱仪采用强的窄脉冲同时激发处 于不同化学环境的所有同一种自旋核，然后用接收器同时检测所 有核的激发信息，得到时间域的FID信号（自由感应衰减信号）。 FID信号经过傅立叶变换得到和连续核磁波谱仪相同的频率域或 波谱图。 （1）检测的灵敏度高 （2）测定速度快 （3）随着超导磁体的广泛应用，磁场强度从2.35 T提高到20 T。 1H NMR的观测频已达到850 MHz。结合大型计算机，是核磁共 振技术得到广泛应用。二维、三维波谱技术为科学技术人员提供 强有力的分析工具。 （4）通过交叉极化和魔角旋转（CP-MAS）实现了固体样品检测。
HM HX
A.三重峰；B.四重峰；C. 五重峰； D. 六重峰。 O
HA
O
C
CH3
34.下列结构中如果Hb核和Hc核磁等价，Ha核裂分为 Ha Hb 几重峰？（C） Hc
C Hb C C Hc
A.三重峰；B.四重峰；C. 五重峰；D. 六重峰。 35.下列结构中如果Hb核和Hc核磁不等价，Ha核裂分 为几重峰？（D） Hb Ha Hc
22.下面化合物中质子化学位移最大的是（B ） A.CH4; B.CH3F; C.CH3Cl; D.CH3Br 23.化合物 CH3 在1H NMR中产生的信号数目为
（B） A.3; B.4; C.5; D.6。 24.下列化合物在1H NMR中各信号的面积比为（B）
CH3
CH(CH3)2