四大波谱

色谱、光谱、质谱、波谱

四大名谱在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你!质谱分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。

色谱是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。

光谱定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。

从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。

波谱通常指四大波谱，核磁共振(NMR),物质粒子的质量谱-质谱(MS),振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman),电子跃迁-紫外(UV)。

01光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。

光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。

这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。

某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。

光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。

按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。

按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。

按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。

分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成;通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量;通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。

鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况;红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。

光谱法的优缺点(1)分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。

(2)操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。

四大波谱基本概念以与解析

四大波谱基本概念以与解析早在20世纪，波谱学已经成为一门重要科学，用以研究和解释波的特性以及波的效应。

波谱分析在今天仍然是一门重要的科学，能够用来探索微观世界的信息，以及研究宏观世界的运动。

在物理和化学科学方面，有四个主要的波谱基本概念。

这些概念涉及四种不同类型的波：X射线谱、光谱、物质谱和声谱。

首先是X射线谱。

X射线谱是指X射线的光谱，它是一种高能量的电磁辐射。

由于X射线的高能量水平，它们通常用于诊断性检查，以提供内部解剖结构的信息。

此外，X射线谱也可用于识别分子及其结构，因为它们可以穿透岩石和其他光照障碍物，使得研究人员能够更清晰地看到深层结构。

其次是光谱学。

光谱学是一种用来研究和分析光线及其效应的学科。

根据波长的不同，光谱可以分为可见光谱，紫外光谱和红外光谱。

可见光波长的光被人看见，而紫外光波长的光被它的特殊属性产生区分，而且无法被人看见；红外光谱在可见光谱的另一端，由非常长的波长所组成。

光谱分析对于研究系统中物质的结构和性质非常有用，它们可用于研究星体、流星和大气，以及地球表面和内部的化学物质。

紧接着是物质谱。

物质谱是一种物理系统的波谱学，用以研究能量状态的改变。

它使用物质分解的信息来检测和分析各种物质的效应和变化。

物质谱可以用来研究物质的结构和组成，以及不同物质间的相互作用。

最后是声谱学。

声谱学是利用声音波的特性来研究和解释声音辐射的一门学科。

声学设备能够用来分析物体周围的声音，识别出声音及其特征，从而更深入地了解不同频率之间的关系，以及对物体和环境的影响。

在医学研究中，声谱可以用来评估心脏音及其强度，以及定位任何异常声音或波形信号，从而诊断疾病。

综上所述，X射线谱、光谱、物质谱和声谱是四种主要的波谱基本概念，它们用来研究和解析不同类型波的特性和效应。

每种方法都有自己独特的优势和应用，并在物理、化学等不同领域均有重要作用。

有机合成四大谱

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二、红外吸收光谱2.分子振动与红外光谱 1.红外吸收光谱的定义 3.有机化合物基团的特征光谱 4.红外谱图解析三、核谱共振谱1.核磁共振产生的基本原理 3.自旋偶合和自旋裂分 5.13C 谱简介 2.化学位移 4.谱图解析1.常见有机波谱常见有机波谱2、有机四大谱及其特点有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振谱、质谱 ⎧ UV 0.01-5mg(与天平精度有关） ⎪ IR 0.1-1mg ⎪ ⎧样品用量少 ⎨ 优点⎨ ⎪ NMR 1-5mg ⎩ 准确快速 ⎪ MS 0.001-0.1mg ⎩⎧ UV ⎪ IR ⎪ ⎨ ⎪ NMR ⎪ MS ⎩⎧ 仪器昂贵 ⎪ 缺点⎨ ⎪仪器操作复杂、维护费用高 ⎩2-10万 5-50万 100-1000万 50-500万3.电磁波谱与有机光谱的对应关系λ/nm λ/cm-1二、红外吸收光谱 1.红外吸收光谱的定义红外吸收光谱是分子中成键原子振动能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。

2.分子振动与红外光谱振动方程式：1 v振 = 2πm1 + m2 k m1m2k: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。

亚甲基的振动模式：3.有机化合物基团的特征频率区段 (Ⅰ) N-H 和 O-H 伸缩振动区 (Ⅱ) 不饱和特 C-H 伸征缩振动频区率区 (Ⅲ) 饱和 C-H 伸缩振动区波数范围/cm-1 振动类型 O-H 伸缩 3750～3000 N-H 伸缩相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 醇酚单体3650-3590(s);缔合3400-3200(s,b) 酸单体 3560-3500(m) ;缔合 3000-2500(s,b) 胺 1。

四大波谱在中药化学中的应用

四大波谱在中药化学中的应用中药化学是研究中药的化学成分和化学性质的学科，其中四大波谱技术（红外光谱、紫外光谱、质谱和核磁共振）在中药化学中有着广泛的应用。

下面将分别介绍这四大波谱在中药化学中的应用。

首先，红外光谱是一种通过物质对红外光的吸收，来研究其化学结构和功能的方法。

在中药化学中，红外光谱常被用于分析中药的主要活性成分。

通过红外光谱可以确定各种有机分子的化学键、官能团和官能团的化学环境，进而确定中药中的化合物种类和结构。

此外，红外光谱还可以用于鉴定中药的真伪，鉴定中药的含量和质量。

其次，紫外光谱是一种研究物质对紫外光的吸收和发射的方法，可用于研究物质的电子结构和分子间的相互作用。

在中药化学中，紫外光谱常被用于鉴定中药中的化学成分，并用于定量分析中药中特定成分的含量。

此外，紫外光谱还可以用于研究中药中的光敏物质和激发态动力学过程，进一步揭示中药的化学特性和功效。

第三，质谱技术是一种通过测量物质中离子的相对分子质量和相对分子结构来研究其化学性质的方法。

在中药化学研究中，质谱常被用于鉴定中药中的特定成分，并用于分析中药中的各种化学成分的含量和结构。

质谱的高灵敏度和高分辨率使得它能够发现和分析中药中的微量化合物，这对中药的质量控制非常重要。

最后，核磁共振谱是一种通过测量物质中核自旋的相对位置和相对强度来研究其化学结构和化学环境的方法。

在中药化学中，核磁共振谱常被用于鉴定复杂的化合物结构，确定中药中活性成分的结构和相对含量。

核磁共振谱的高分辨率和非破坏性的特点，使其成为研究中药中复杂混合物的理想工具。

综上所述，四大波谱技术在中药化学中均有广泛的应用，它们能够帮助研究人员鉴定中药的主要化学成分、确定中药的质量和纯度以及研究中药的化学结构和功能，为中药的研究和开发提供了有力的支持。

(完整版)四大波谱基本概念以及解析

四大谱图基本原理及图谱解析一.质谱1.基本原理：用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。

其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。

在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。

在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。

丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。

它还会发生一些化学键的断裂生成各种碎片离子。

带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成：式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。

由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。

质谱的基本公式表明：（1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。

这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。

（2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。

（3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范围越小。

就测量的质量范围而言，希望质量范围大一些，这就必须降低加速电压。

从提高灵敏度和分辨率来讲，需要提高加速电压。

这是一对矛盾，解决的办法是在质量范围够用的情况下尽量提高加速电压，高分辨质谱计加速电压为8kV，中分辨为4～3kV。

波谱四种谱图的综合解析

A： CH3 - CH (COOH) - O-Ph-Cl
最后对其推导的结构再进一步确认
• 推导成功！你将得到鲜花和掌声！
从估计分子式：C9H9ClO3中减去—Cl、—C6H4-、 >CH-CH3、—COOH基团，只剩下—O—基团，因此，可拼出以下结构：
H3CHC
O
Cl
H3CHC Cl
OCOOHຫໍສະໝຸດ COOHAB
检查 MS 谱， m/e=155 、 128 、 111 均含有 C1 原子，说明 C1 原子与苯环直接相连，因此 C1 原子上的孤对电子与苯环发生 p-π 共轭，所以不易被丢失，上述三个离子的裂解可有下图得到合理的解释，所以未知物的结构应是A：
• 由 IR 谱在 32002500 cm-1 的宽峰和接近 1700 cm-1 的强峰可推测分子中可能含有 -COOH ，在 1200-1250 附近的强峰可推测分子中可能含有醚键（C-O-C）；
• 从 1H-NMR 谱的高场到低场各峰的积分曲线高度比为3：1：2：2：1，估计分子中可能是9个H，再估计 C 数为（ 200-9-16×3-35 ） /12=9 ，估计分子式： C9H9ClO3 • 不饱和度=1+n4+1/2×(n3-n1) =1+9+1/2×(0-9-1)=5；
四种谱图的综合解析
• 其它辅助参考： • 物理常数的测定：熔点、沸点、比重、折射率… … • 元素分析：C、H、N、S、O、P、F、Cl、 Br、I … … • 物理状态的观察：液、固、气味、灼烧--特证火焰颜色… …
四种谱图的综合解析
例1：由如下四种谱图解析C5H10O的结构

色谱,光谱,质谱,波谱

四大名谱在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你!质谱分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。

色谱是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。

光谱定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。

从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。

波谱通常指四大波谱，核磁共振(NMR),物质粒子的质量谱-质谱(MS),振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman),电子跃迁-紫外(UV)。

01光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。

光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。

这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。

某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。

光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。

按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。

按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。

按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。

分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成;通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量;通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。

鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况;红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。

光谱法的优缺点(1)分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。

(2)操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。

IR1

分子能级图
E电 =1 ~ 20ev λ = 0.06 ~1.25m 紫外可见吸收光谱 E振 = 0.05 ~1ev λ = 25 ~1.25m 红外吸收光谱 E转 = 0.005 ~ 0.05ev λ = 250 ~ 25m 远红外吸收光谱
红外光区划分
近红外(泛频）近红外泛频）泛频 (0.75~2.5 m) 红外光谱 (0.75~1000m) 中红外(振动区) 中红外(振动区) 振动区 (2.5~25 m) 远红外(转动区远红外转动区) 转动区 (25-1000 m) 分区及波长范围
1.样品要求：纯度＞98% 。样品应不含水分。 2.测定方法：测定IR光谱的样品可以是液、固、气状态。固态样品：常用压片法、糊剂法或薄膜法制样测定。液态样品：液态样品可注入吸收池内测定。气态样品：一般灌入特制的气体池内测定。
红外光谱特点
1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低；红外吸收只有振-转跃迁，能量低；应用范围广：除单原子分子及单核分子外， 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；所有有机物均有红外吸收；分子结构更为精细的表征：谱的波数位置、 3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；定量分析； 4）定量分析；气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品；分析速度快； 6）分析速度快；与色谱等联用（GC具有强大的定性功能。 7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。
弯曲振动
– 对称弯曲振动 – 不对称弯曲振动
所以，多原子分子的振动类型可分为两大类：
伸缩振动（υ）弯曲振动（δ）面内弯曲振动(δi. p) 剪式振动(以δs表示) 平面摇摆(以ρ表示) 面外弯曲振动(δo.o.p) 非平面摇摆(以ω表示) 扭曲振动(以τ表示) 对称与不对称弯曲振动其中，以对称伸缩、不对称伸缩、剪式振动、其中，以对称伸缩、不对称伸缩、剪式振动、非平面摇摆出现较多。对称伸缩(以υs表示) 不对称伸缩(以υas表示)

波谱解析

乳酸+甘油+M-1ax为277.5 nm； • 苯环的特征吸收带是在254nm处，但由于有羰基的存在，使得苯环与羰基共轭，使得其红移，这与红外、氢谱得到相同的结论是一致的，该分子中含有苯环的结构。
乳酸环丙沙星的波谱综合解析
• 1） 1H—NMR：δ 7 左右有峰说明用苯环的存在， δ 4.2 有四重峰，和δ 1.4有二重峰，可推断出—CH3CH，这个结构与乳酸中的结构是一致的。 3.5~3.9是与氮相连碳上的氢； • 2）13C—NMR ：有16种碳存在，其中有四个碳和两个碳位移相同； • 3 ） IR ： 1720cm-1 说明有 C=O ， 3060cm-1 ， 3020cm-1,1600cm-1,1550cm-1 说明有苯环， 3500~3300cm-1说明有羟基； • 4） MS ： m/z332是环丙沙星（M+1）准分子离子峰； • 5）UV： λ max为277.5 nm，表明化合物是芳烃；
四大波谱解析分子结构的方法
1、了解样品来源天然，合成，三废样品等。 2、质谱获得的分子离子峰的精密质量分数或同位素峰强比确定分子式。 3、计算不饱和度由分子式计算化合物不饱和度，推测未知化合物的类别 4、紫外可见吸收光谱由未知物的紫外吸收光谱上吸收峰的位置，推共轭情况及未知物的类别 5、红外吸收光谱用未知物的红外吸收光谱主要推测其类别及可能具有的官能团等 6、核磁共振波谱提供分子中碳、氢的信息
3）核磁共振的研究对象，是具有自旋运动的原子核，研究主要集中在1H（氢谱）和13C（碳谱）两类原子核的波谱。核磁谱图：氢谱：1）化学位移：推断质子所处的化学环境；2）自旋-自旋偶合裂分模式：鉴别相邻的质子环境；3）积分线高度：推断质子数目。碳谱：是对氢谱的补充，可以检测无氢官能团所以碳谱可以完整地反映出分子中各类碳核的信息。

四谱的应用

四谱的应用
四谱分析，即核磁共振波谱（NMR）、紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）和质谱（MS），是现代化学分析中常用的四种技术。

这四种技术在化学领域，尤其是在有机化学和生物化学领域，具有广泛的应用。

首先，核磁共振波谱（NMR）是一种通过测量原子核在外加的电磁场中的共振频率来确定分子结构的分析方法。

NMR可以提供分子的详细结构信息，对于解析分子的化学位移、偶合常数、分子对称性等有很高的分辨率。

因此，NMR被广泛应用于有机化合物的结构鉴定，特别是在药物化学、有机合成等领域。

其次，紫外吸收光谱（UV）是利用化合物在紫外区域内的吸收特性，通过测量吸收光的强度来推断化合物的分子结构。

UV可以提供关于分子中π电子系统的信息，如共轭系统的大小、电子迁移性等，对于鉴定分子中的芳香环、双键等具有很高的灵敏度。

UV在药物分析、食品分析等领域有广泛的应用。

再次，红外吸收光谱（IR）是通过测量化合物在特定波长红外光下的吸收强度，来推断化合物的分子结构和化学环境的一种技术。

IR可以提供关于分子中化学键的振动信息，对于鉴定分子中的功能团、化学键类型等具有很高的准确性。

因此，IR在化学、石油、材料等领域有广泛的应用。

最后，质谱（MS）是通过对分子进行质量分析，来推断分子的
结构和化学组成的一种技术。

MS可以提供关于分子的分子量、分子式、结构信息等，对于鉴定未知化合物、分析复杂样品等具有很高的效能。

因此，MS在药物分析、环境科学、生物化学等领域有广泛的应用。

总的来说，四谱分析是现代化学分析的重要手段，它们各有其独特的分析能力和应用领域，但又相互补充，共同为化学研究提供了强大的工具。

四大波谱分析总复习

18
-OH α
35
β
30
λ 以上，
50
δγ βα
C C C C CO
Woodward’s 规则
•官能团对λmax的影响
△λ/nm
-OR α
35
β
30
λ
17
δ
31
-SR β
85
-OAC α、 β、 λ
6
-NRR，β
95
-Cl α
15
β
12
-Br α
25
β
30
δγ βα C C C C CO
Woodward’s 规则应用实例
自旋多重性：根据Pauli原理，处于分子同一轨道
的两个电子自旋方向相反，用+1/2和-1/2表示，其代数和S=0。自旋多重性(2S+1)=1 ，称单重态,用S表示。自旋多重性(2S+1)=3 ，为激发的三重态，用T表示。第一激发态用S1或T1表示。更高的激发态用S2, S3, …T2, T3, …表示。
或位单烷基取代，或，位双烷基取代，，位三烷基取代
λmax /nm 207 202 215 193
208 217 225
δγ βα C C C C CO
Woodward’s 规则
•官能团对λmax的影响
△λ/nm
同环共轭双烯
39
扩展共轭双烯30源自环外双键5取代基
烷基 α
10
β
12
λ 以上，
O A
Aλmax=215+30+39+3×5+ 10+12+18+18=357nm
O B
B λmax=215+30+10+12+18+39=324nm

(完整版)四大波谱基本概念以及解析

四大谱图基本原理及图谱解析一质谱1. 基本原理：用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。

其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。

在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。

在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。

丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+J叫分子离子。

它还会发生一些化学键的断裂生成各种r =£碎片离子。

带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成：m _ rjH2电"2比2式中：口/e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m/z 表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。

由于大多数离子只带一个电荷，故m/z就可以看作离子的质量数。

质谱的基本公式表明：(1)当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m/z x r2m)，质荷比(m/z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。

这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。

(2)当加速电压(V) 一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m/z)与磁场强度的平方成正比(m/z x H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。

(3)若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m/z)与加速电压(V)成反比(m/z x 1/V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范围越小。

就测量的质量范围而言，希望质量范围大一些，这就必须降低加速电压。

从提高灵敏度和分辨率来讲，需要提高加速电压。

这是一对矛盾，解决的办法是在质量范围够用的情况下尽量提高加速电压，高分辨质谱计加速电压为8kV，中分辨为4〜3kV。

有机四大谱

2.分子振动与红外光谱
振动方程式：
1 v振 2
m1 m2 k 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。
亚甲基的振动模式：
胺、铵盐：
胺的N—H伸缩振动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺吸收强度较大。其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。
羰基化合物：C=O伸缩振动1620-1850cm-1，强度大。
6、红外光谱解析举例：
A.正辛烷
B、2-甲基庚烷
2,2-二甲基己烷
(E)-2-己烯
烯烃：=C—H伸缩振动3100-3000cm-1 C=C伸缩振动1650cm-1(强度与分子对称性有关) =C—H面外弯折1000-600 cm-1(强，位置与分子对称性有
l
关）
炔烃： C—H伸缩振动3300cm-1 （尖锐峰） CC伸缩振动2300-2100cm-1(强度与分子对称性有关) C—H面外弯曲振动700-600 cm-1
说明
(Ⅴ) 特羰基伸征缩振动频区率区 (Ⅵ) 两键伸缩振动区 (Ⅶ) 饱合 C-H 面内弯曲振动区
1900～1630
C=O 伸缩
酸酐两峰相距 60cm-1
C=C 伸缩 1675～1500 1475～1300 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面内弯曲
有 >C(CH3)2 和-C(CH3)3 基团时， 13801370cm-1 处峰裂分为两峰。
≡C-H
伸缩 3300～3010 =C-H 伸缩

色谱、光谱、质谱、波谱

四大名谱在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你!质谱分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。

色谱是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。

光谱定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。

从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。

波谱通常指四大波谱，核磁共振(NMR),物质粒子的质量谱-质谱(MS),振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman),电子跃迁-紫外(UV)。

01光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。

光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。

这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。

某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。

光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。

按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。

按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。

按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。

分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成;通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量;通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。

鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况;红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。

光谱法的优缺点(1)分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。

(2)操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。

(完整版)四大波谱基本概念以及解析

四大谱图基本原理及图谱解析一.质谱1.基本原理：用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。

其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。

在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。

在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。

丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。

它还会发生一些化学键的断裂生成各种碎片离子。

带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成：式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。

由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。

质谱的基本公式表明：（1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。

这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。

（2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。

（3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范围越小。

就测量的质量范围而言，希望质量范围大一些，这就必须降低加速电压。

从提高灵敏度和分辨率来讲，需要提高加速电压。

这是一对矛盾，解决的办法是在质量范围够用的情况下尽量提高加速电压，高分辨质谱计加速电压为8kV，中分辨为4～3kV。

四大波谱的原理应用

四大波谱的原理应用1. 简介波谱技术是一种通过测量物质与电磁波的相互作用来获取信息的方法。

根据电磁波的不同特性以及与物质的相互作用方式，可以将波谱分为四大类，包括紫外可见（UV-Vis）光谱、红外（IR）光谱、核磁共振（NMR）光谱和质谱。

本文将介绍这四大波谱的原理、应用以及在科学研究和工业生产中的重要性。

2. 紫外可见光谱 (UV-Vis)紫外可见光谱是一种用于分析物质的吸收和荧光特性的波谱技术。

其原理是通过测量物质对紫外和可见光的吸收或发射来研究物质的结构和性质。

UV-Vis光谱广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域。

在化学分析中，可以利用紫外可见光谱确定样品的化合物类型、浓度以及分子结构。

例如，在药物分析中，可以通过测量药物在特定波长下的吸光度来快速确定药物的质量和纯度。

此外，在环境科学领域，通过测量水样品中有机物质的吸收率，可以评估水的质量和污染程度。

3. 红外光谱 (IR)红外光谱是一种用于分析物质的分子结构和化学键特性的波谱技术。

其原理是通过测量物质对红外辐射的吸收来研究物质的官能团和键的类型。

红外光谱广泛应用于有机化学、材料科学、生物化学等领域。

在有机化学中，红外光谱常用于确定化合物中的官能团和分子结构。

例如，通过分析某化合物在红外光谱中的峰位和峰型，可以判断化合物中是否存在酯、醇、醚等官能团。

另外，在材料科学中，红外光谱可以用于研究材料的组分、结构和性质。

4. 核磁共振光谱 (NMR)核磁共振光谱是一种用于分析物质的分子结构和化学环境的波谱技术。

其原理是通过测量物质在磁场中的核自旋状态的变化来研究物质的结构和性质。

核磁共振光谱广泛应用于有机化学、生物化学、药物研究等领域。

在有机化学中，核磁共振光谱可以用于确定化合物的结构和确定化合物中的官能团。

通过分析化合物在核磁共振光谱中的峰位和峰型，可以判断分子中的键的类型以及它们相对于邻近原子的化学环境。

此外，核磁共振光谱还可以用于研究天然产物的结构和反应机理。

红外光谱原理：用一定频率的红外光聚焦照射被分析的样品时，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线频率相同便会产生共振，从而吸收一定频率的红外线，把分子吸收红外线的这种情况用仪器记录下来，便能得到全面反映样品成分特征的光谱，进而推测化合物的类型和结构。

应用：1高分子材料的分析与鉴别2高分子材料反应研究3高分子材料共混相容性研究紫外光谱原理：用一定频率的红外光聚焦照射被分析的样品时，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线频率相同便会产生共振，从而吸收一定频率的红外线，把分子吸收红外线的这种情况用仪器记录下来，便能得到全面反映样品成分特征的光谱，进而推测化合物的类型和结构。

应用：1高分子定性分析2高分子定量分析3聚合物组成分析质谱原理：使待测样品分子汽化，用具有一定能量的电子轰击气态分子，使失去一个电子而成为带正电的分子离子，分子离子还可能断裂成各种碎片离子，所有的离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比依次排列而得到质谱图。

应用：1高分子材料中间体和添加剂的分析2聚合物结构表征3热解机理的研究核磁共振原理：核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。

不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。

自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系应用：1分子量测定2端基分析3支华度分析4聚合物构象分析DSC在高分子材料的应用：1熔点、沸点测定2物质鉴定（借助标准物的预先测定或标准数据）；3各种热效应（蒸发、升华、熔融、结晶、相变、生成等）焓变值测定和物质鉴定；4 比热的DSC测定；5玻璃化转变、热容转变；DMA在高分子材料的应用1研究高聚物的玻璃化转变2高分子材料的相容性表征3表征高分子材料的阻尼性能4研究热固性材料的固化过程扫描电镜观察制样影响DSC测试的因素1，样品量，样品量少分辨率就高，但是灵敏度下降，一般根据热效应大小调节样品量。

最好3~5mg2，升温速率，升温速率越快，灵敏度提高，分辨率下降。