红外光谱与核磁共振谱
[理学]红外与核磁
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•苯酚的红外光谱
• 对甲苯酚的红外光谱
醛酮的红外光谱 • 羰基化合物在 1680~1850cm-1 处有一个强的羰基伸 缩振动吸收峰。醛基C-H在 2720cm-1处有尖锐的特征 吸收峰。 例1:乙醛的红外光谱
1
2
• 羰基若与邻近基团发生共轭,则吸收频率降低:
例2:苯乙酮的红外光谱
• 羧基中C=O伸缩振动与直链酮相同:1725~1700cm-1; • 它的缔和 O-H 伸缩振动在 2500-3000cm-1 范围内有一个 羧酸特征强的宽谱带; • 羧 酸 盐 含 有 两 个 C—O- 的 伸 缩 振 动 :1610~1550cm-1; 1420~1300cm-1
低场• 乙醇的核磁 共振来自 • 化学位移•以四甲基硅烷(TMS)作为标准物,以它的质子峰作 为零点,其他化合物的质子峰化学位移都是相对的:
• 越小,对应的磁场强度高.
0为核磁共振仪的频率。
(3) 吸收峰的裂分 例1: 乙醇的核磁共振谱
c c b a
•积分曲线 高度比（峰 面积）可得 质子比。
•在外场作用下，自旋能级的裂分：
E=h0
核磁共振 • 只有当电磁波的辐射能等于H1的能级差时，才能发生 H1的核磁共振： E射 = h射 = E = h0 所以要使H1发生核磁共振的条件必须是使电磁波的辐射 频率等于H1的进动频率：射 = 0= H0/2 (1) 固定H0，逐渐改变辐射频率射，进行扫描；
a
b
例2: 1,1,2-三氯乙烷的核磁共振谱
H Cl-CH2-C-Cl Cl 1,1,2-三氯乙烷
自旋偶合 （spin coupling) •CH的吸收峰分析:
Ⅲ
Ⅰ Ⅱ
• 自旋偶合通常只在两个相邻碳上的质子之间发生； 一般说来,当质子相邻碳上有 n个同类质子时,吸收峰裂 分为n+1个（不同类质子分裂成(n+1)(n’+1)个）。
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别解读
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点：
①照射频率不同，引起的跃迁类型也不同。
紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，主要是引起价电子（最外层电子）能级发生跃迁。
红外光谱是分子吸收2.5～50um（2500～50000nm）的电磁波，引起分子的振动-转动能级发生跃迁。
核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m的电磁波，引起原子核的自旋能级发生跃迁。
②测定方法不同。
紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。
这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。
60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核磁共振信号的。
共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。
依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。
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。
核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样
核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样稿子一：嘿，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊“核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样”这个话题。
你知道吗？这俩方法就像一对双胞胎，都有着独特的魅力和作用。
先来说说核磁共振波谱法吧，它就像一个超级侦探，能深入到物质的内部，把分子结构的秘密一点点给挖出来。
它能告诉我们分子中原子的种类、数量和它们之间的连接方式，是不是很神奇？红外吸收光谱法也不示弱哟！它就像一个敏锐的观察者，通过对不同波长红外线的吸收情况，来判断分子中存在哪些官能团。
比如说，是不是有羟基啦，羰基啦等等。
它们在化学研究、药物研发等领域，那可都是大功臣。
就好像是科学家们的得力，帮助解决一个又一个难题。
不过呢，虽然它们有相似之处，但也有一些小差别哦。
核磁共振波谱法更擅长揭示分子的整体结构，而红外吸收光谱法在确定官能团方面更厉害。
核磁共振波谱法和红外吸收光谱法，这俩家伙虽然不是完全一样，但都为我们探索物质世界的奥秘立下了汗马功劳！怎么样，是不是觉得很有趣呀？稿子二：哈喽呀，朋友们！今天咱们来扯扯“核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样”这回事。
这俩方法呀，就像两朵姐妹花，各有各的美。
先说核磁共振波谱法，它就像个能看透人心的小精灵，能把分子内部的情况摸得透透的。
比如说，能清楚地知道分子里的原子是怎么排列的，它们之间有着怎样的关系。
红外吸收光谱法呢，就像是个眼光独到的时尚达人，一眼就能看出分子身上的“特色装饰”，也就是官能团。
虽然它们有相同点，但也有不一样的地方哟。
就好比一个喜欢安静地研究深层次的问题，一个更擅长快速捕捉表面的特征。
但不管怎么说，核磁共振波谱法和红外吸收光谱法都是科学领域里的宝贝，给我们的生活带来了好多便利和惊喜。
不知道大家听我这么一说，是不是对它们有了更多的了解和喜爱呢？。
各种光谱的区别
各种光谱的区别
不同种类的光谱在物理和化学领域中具有多种应用。
以下是一些常见光谱的区别：
1.可见光谱：可见光谱是指可见光的波长范围，大约从380
到750纳米。
它是人眼可以感知到的光谱范围，对于研究
物体的颜色和光的吸收、反射和透射具有重要意义。
2.紫外-可见光谱（UV-Vis光谱）：紫外-可见光谱涵盖了紫外
和可见光波长范围。
它用于研究物质的电子能级、光吸收、光散射等。
通过分析样品对特定波长光的吸收或透射，可
以获取关于样品的分子结构、浓度、化学性质等信息。
3.红外光谱：红外光谱涵盖了超过可见光波长的范围，通常
从780纳米到1毫米。
通过观察物质在红外光波段的吸收
和散射，可以推测物质的化学组成、分子键振动和结构等。
红外光谱广泛应用于光谱学、有机化学和材料科学等领域。
4.核磁共振谱（NMR谱）：核磁共振谱是通过测量原子核在
外加磁场中的共振现象来研究样品的结构和化学环境。
核
磁共振技术基于原子核的自旋和核磁矩，广泛用于化学、
生物学和医学等领域。
5.质谱：质谱是通过测量离子的质量和相对丰度，分析样品
中的化学组成和分子结构。
质谱通常涉及样品原子或分子
的离子化和分离，并在质谱仪中进行检测和分析，广泛应
用于有机化学、生物医学和环境科学等领域。
这些是常见光谱的一些区别，每种光谱都有其特定的应用领域和分析目的。
选取适当的光谱和技术取决于研究或分析的具体需求和样品性质。
质谱仪红外光谱核磁共振氢谱
质谱仪红外光谱核磁共振氢谱
质谱仪红外光谱核磁共振氢谱(IR/NMR/HRMS)是一种先进的分析技术，可以提供准确的信息，用于识别、确定和谱系统分析有机化合物和其他大分子物质。
它主要由三大领域的技术组成，分别是红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)和高分辨率质谱(HRMS)。
红外光谱(IR)可以用来识别有机分子中的结构信息，即探测不同类型氢键的存在。
它通过将红外线通过样品，然后探测其吸收或发射的信号来确定吸收光谱的特征信息，用来识别、确定和谱系统分析有机分子。
核磁共振(NMR)可以用来探测有机物质中不同原子的存在，从而确定其结构信息。
它通过研究样品中各个原子在磁场中的行为，来推断和确定有机物质的构型。
高分辨率质谱(HRMS)可用于鉴定和确定有机物质的结构和分子量。
它可以通过将分子离子化，然后记录其分子和离子离子的质量(m/z)来确定有机物质的结构信息。
质谱仪红外光谱核磁共振氢谱(IR/NMR/HRMS)的利用可以提高有机物质的分析精度，更有效地鉴定其结构和分子量。
这种技术可以用于多种应用，比如分析药物和食品中的化学成分，研究新化合物的结构和性质等。
综上所述，质谱仪红外光谱核磁共振氢谱(IR/NMR/HRMS)能够提供准确的信息，用于分析有机物质的结构和分子量，可以应用于多种领域。
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点：①原理不同紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。
红外光谱是分子吸收2.5～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。
核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m 的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。
②测定方法不同。
紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。
这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。
60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核磁共振信号的。
共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。
依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。
③谱图的表示方法不同：紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。
红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。
核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。
④提供的信息不同：紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息。
红外提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率。
核磁提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。
核磁共振谱的优缺点：优点：(仪器的灵敏度和分辨率非常高，较容易解析NMR图(随着计算机技术的应用，多脉冲激发的方法的采用及由此产生的二维谱图、多维谱图等许多新技术，是许多复杂化合物的结构测定引刃而解，NMR可以说是化学研究中最有力的武器之一。
化学反应的核磁共振质谱红外光谱紫外光谱分析
化学反应的核磁共振质谱红外光谱紫外光谱分析在化学领域中，深入研究和理解化学反应是非常重要的。
为了对化学反应进行准确分析和识别，科学家们发展了多种分析技术，其中包括核磁共振（NMR）谱、红外（IR）光谱和紫外-可见（UV-Vis）光谱。
这些分析技术为化学反应的研究提供了强大的工具，能够揭示分子结构、反应机理和化学键的性质等信息。
一、核磁共振（NMR）谱核磁共振谱是一种非常有用的技术，可以用来分析和确认化合物的结构。
它通过测量核自旋以及其与外部磁场交互作用的方式来工作。
核磁共振谱可以提供关于化合物中不同原子的化学环境和它们之间的化学键的信息。
核磁共振谱的基本原理是利用核自旋与外部磁场之间的相互作用。
化合物中的核自旋会受到外部磁场和射频脉冲的影响。
通过测量核自旋在不同磁场强度下的吸收和释放射频能量的频率，可以得到核磁共振谱。
核磁共振谱还可以提供关于化学反应动力学和速率常数的信息。
通过测量峰的强度和面积，可以计算反应物和产物之间的相对含量，从而确定反应的进程和速率。
二、红外（IR）光谱红外光谱是一种根据物质吸收和发射红外辐射的方式来分析和识别化合物的方法。
红外光谱可以提供关于化合物中的功能团和它们之间的化学键的信息。
红外光谱的基本原理是物质中的分子会吸收红外辐射的特定频率，这些频率对应着分子中化学键的振动模式。
每种功能团和化学键都有自己独特的红外频率，因此可以通过测量样品吸收红外辐射的频率来确定其化学组成和结构。
红外光谱可以用于确定化学反应的产物和中间体。
在化学反应中，原子和分子之间的共振频率可能会发生变化。
通过比较反应物和产物之间的红外光谱，可以确定化学反应的进行和物质转化。
三、紫外-可见（UV-Vis）光谱紫外-可见光谱是一种利用物质对紫外光和可见光的吸收和发射来分析和识别化合物的技术。
紫外-可见光谱可以提供关于分子能级、电子结构和吸收峰的信息。
紫外-可见光谱的基本原理是物质中的分子可以吸收具有特定能量的光子。
质谱法红外光谱法核磁共振氢谱区别
质谱法、红外光谱法、核磁共振、氢谱区别简单来说，质谱，就是测质量的，只不过测定出来的质量数高中只需要看最大值。
最大值就是分子质量。
核磁共振，这个分氢谱和碳谱，碳谱不常用，我大学用的也少，好像不是很好看。
氢谱比较常用，看氢化学环境的，同时还能分析出相邻的氢的情况，这个比较好用。
不过高中好像是只需要看氢数量。
红外，这个是分析官能团用的。
紫外，这个分析未知物质基本没用，不过可以测定已知的物质的含量。
【红外】利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大，红外谱带也越多。
【紫外】分子振动能级的能级差为0.05～1 eV，转动能级的能差小于0.05eV，都远远低于电子能级的能差，因此当电子能级改变时，振动能级和转动能级也不可避免地会有变化，即电子光谱中不但包括电子跃迁产生的谱线，也有振动谱线和转动谱线，分辨率不高的仪器测出的谱图，由于各种谱线密集在一起，往往只看到一个较宽的吸收带。
若紫外光谱在惰性溶剂的稀溶液或气态中测定，则图谱的吸收峰上因振动吸收而会表现出锯齿状精细结构。
降低温度可以减少振动和转动对吸收带的贡献，因此有时降温可以使吸收带呈现某种单峰式的电子跃迁。
紫外可见吸收光谱红外吸收光谱核磁共振光谱相同之处
紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱是化学分析中常用的三种光谱技术。
它们虽然在应用领域和原理上有所不同，但在某些方面也存在一些相似之处。
在本文中，我将深入探讨这三种光谱技术的共同点，并分析它们之间的联系。
1. 这三种光谱技术都是分析化学领域中常用的手段，用于研究物质的结构和性质。
它们能够通过不同的原理和方法，对物质进行分析和表征，从而为化学研究和实际应用提供重要的数据支持。
2. 在实验操作上，这三种光谱技术都需要对样品进行预处理和制备，以确保获得准确和可靠的测试数据。
对于紫外可见吸收光谱和红外吸收光谱，样品通常需要溶解或制备成适当的样品片；而对于核磁共振光谱，则需要对样品进行氢化处理和溶解。
3. 就数据解析而言，这三种光谱技术都需要对实验数据进行处理和解释，以获得与化学结构和性质相关的信息。
这包括对光谱图谱的解读和峰位的标定，以及对峰强度和形状的分析。
4. 这三种光谱技术在实验原理和测试方法上也存在一些共通之处。
它们都是基于物质对电磁辐射的吸收和发射现象，通过测定不同波长或频率下的吸收或发射光谱，获得与物质结构和性质相关的信息。
总结回顾：在本文中，我们从实验操作、数据解析和实验原理三个方面分析了紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的共同点。
这三种光谱技术在化学分析中发挥着重要作用，对研究物质的结构和性质具有重要意义。
通过深入理解和比较这三种技术，我们能够更全面、深刻和灵活地应用它们，在化学研究和实际应用中取得更好的成果。
个人观点和理解：我个人认为，紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的相同之处并不仅仅局限于实验操作、数据解析和实验原理上，更重要的是它们共同承担了化学分析和表征的重任，为我们揭示了物质的结构和性质。
在今后的研究和应用中，我们应该充分发挥这三种光谱技术的优势，进一步加深对它们的理解和应用。
通过本文的阐述，我相信你对紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振光谱的相同之处已经有了更全面的理解。
有机化学中的核磁共振和红外光谱
有机化学中的核磁共振和红外光谱核磁共振和红外光谱是有机化学中常用的分析工具，它们在研究有机物结构和性质方面具有重要的应用。
本文将介绍核磁共振和红外光谱的原理及其在有机化学中的应用。
一、核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）核磁共振是一种利用核自旋磁矩与外加磁场相互作用的技术，通过测量不同核自旋所产生的共振信号，可以得到有机分子的结构信息。
核磁共振谱图通常由化学位移、耦合常数和峰面积等参数组成。
化学位移是核磁共振谱图中的一个重要参数，它可以反映不同核自旋所处的化学环境。
常用的参考化合物是甲基硅烷（TMS），其化学位移被定义为0 ppm。
当有机分子中的核自旋与TMS的核自旋相比较时，其化学位移就可以确定。
耦合常数是指在核磁共振谱图中观察到的峰的分裂现象，也称为耦合（coupling）。
耦合常数可以提供有机分子中化学键的相互作用信息，有助于推断亚基之间的关系。
峰面积是核磁共振谱图中峰的面积大小，可以用来推断化合物中不同核自旋的数量比例，从而得到有机分子的结构信息。
核磁共振在有机化学中的应用十分广泛。
通过核磁共振谱图的分析，可以确定有机物分子的结构、判断化学键的类型和数目、研究分子构象和手性等。
核磁共振还可以用来研究溶剂效应、反应动力学和分子间相互作用等问题。
二、红外光谱（Infra-Red Spectroscopy，IR）红外光谱是一种利用物质分子振动产生的红外辐射与入射光进行相互作用的技术。
不同化学键和官能团具有特征性的红外吸收带，通过分析红外光谱图可以得到有机分子的结构和官能团的信息。
红外光谱图中常见的吸收峰包括羟基（OH）的吸收峰、羰基（C=O）的吸收峰、氨基（NH）的吸收峰等。
这些吸收峰的位置和形状可以提供有机分子中官能团的存在和数量信息。
红外光谱在有机化学中有着广泛的应用。
通过分析红外谱图，可以确定有机物分子中官能团的类型和位置、检测其纯度和杂质、判断化学键的取代程度和构型等。
有机小分子结构检测用的四大光谱
有机小分子结构检测用的四大光谱
有机小分子的结构检测是一项非常重要的工作，其中使用的四大光
谱是红外光谱、紫外可见光谱、核磁共振光谱和质谱。
（一）红外光谱
红外光谱是一种常用的检测有机小分子结构的方法。
它基于物质分子
中原子之间的振动和转动，对分子进行谱学分析。
红外光谱可以用来
确定分子中的基团、官能团以及它们之间的化学键。
它的特点是原位、快速、准确，不需要特殊处理样品。
（二）紫外可见光谱
紫外可见光谱是通过辐射颜色为紫外和可见光区间的电磁波来对物质
进行分析。
它可以用来检测有机小分子中的双键、三键、环状结构等。
（三）核磁共振光谱
核磁共振光谱是一种非常常用的检测有机小分子结构的方法。
它可以
用来分析分子内原子核之间的相对位置和化学环境，进而确定分子的
化学结构。
通过对比化学位移和峰形的变化，可以确定分子中不同位
置的氢原子和碳原子。
（四）质谱
质谱是一种通过对物质分子进行电离和质量分析来确定分子结构的方法。
它是一种高灵敏度和高分辨率的技术，可以检测极微量的分子，是分析高分子材料、有机小分子和生物分子结构的有力工具。
综上所述，红外光谱、紫外可见光谱、核磁共振光谱和质谱是常用于检测有机小分子结构的四大光谱。
它们各有特点，可以相互协调使用来提高检测的准确性和效率。
核磁共振谱、红外光谱和质谱
不遵守n+1规律，出现多重峰。
29
例：
O
( t , 3H) (三重峰, 3H)
(CH3)3C C CH2CH3
分子中有三种氢
(单峰, 9H) ( s , 9H) 例：
(四重峰, 2H) ( q , 2H)
( m , 4H) (多重峰, 4H)
(CH3CH2CH2)2O
(三重峰, 6H) ( t , 6H)
若没有Hb， Ha在外加磁场强度H时发生自旋反转。 若有Hb时， Hb的磁矩可与外加磁场同向平行或反向平行， 这两种机会相等。 当Hb的磁矩与外加磁场同向平行时， Ha周围的磁场强 度略大于外加磁场，因此在扫场时，外加磁场强度略
24
小于H时， Ha发生自旋反转，在谱图上得到一个吸收峰。 当Hb的磁矩与外加磁场反向平行时， Ha周围的磁场强度
有机分子的质子信号都在TMS信号的左边出现。
14
通常用δ表示化学位移，δ是样品和标准物质的共振频率 之差除以采用仪器的频率ν。，由于数字太小，所以乘以 106，单位用ppm表示。
δ = ν
样 ν TMS －
ν
6 × 10 (ppm)
o
TMS：δ= 0.0 ppm
用ppm单位表示化学位移与仪器的射频和磁场无关。
见图
23
δ=5.9ppm δ=2.1ppm
Hb的共振吸收峰，四重峰 Ha的共振吸收峰，两重峰
C1上的Hb受两个吸电子基团影响，共振吸收峰出现在低场。 a. 氢核a的共振吸收峰受氢核b影响发生裂分的情况： 氢核a除受到外加磁场、 氢核a周围电子的屏蔽效应外，
还受到相邻C1上的氢核b自旋产生的磁场的影响。
19
4). 等价质子和不等价质子
红外光谱与核磁共振光谱
一、红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为 0.76~ 1000µm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将 红外光区分为三个区：近红外光区（0.76 ~ 2.5µm ）， 中红外光区（2.5 ~ 25µm ），远红外光区（25 ~ 1000µ ）。 m
中红外光区（2.5 ~ 25µm ） 绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收 带出现在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸 收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的 定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪最为 成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据 资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常， 中红外光谱法又简称为红外光谱法。
FTIS的原理：光源发出的入射光→干涉器→光束
分裂器→两束光→经过不同路径后→两光束产生光程
差→发生干涉现象→再聚集到检测器进行检测。
第四节 红外光谱法的应用
红外光谱法广泛用于有机化合物的定性鉴
定和结构分析。
一、定性分析 研究分子结构：如确定分子的空间构型，求官能团的 定性分析、已知化合物的鉴定及未知化合物的结构鉴 定等。 二、定量分析 由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方 便地对单一组份和多组份进行定量分析。 但红外光谱法定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份 的测定。
量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时
，红外光的能量才能被吸收。
2、红外光与物质之间有耦合作用。分子必须有偶极矩的
变化。
五、吸收峰的位置
1、基频峰的定义：振动能级由基态跃迁到第一激
发态时产生的吸收峰称为基频峰，相应的频率称 为基频。 一般从基态跃迁到第一激发态的几率较大，
所以基频吸收的强度也较大。
1、基本构造
光源→吸收池→单色器 →检测器→记录装置
有机化学中的核磁共振与红外光谱
有机化学中的核磁共振与红外光谱核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）和红外光谱（Infrared Spectroscopy，IR）是有机化学中常用的分析技术，能够提供有机分子结构和官能团的信息。
本文将介绍核磁共振和红外光谱的原理、应用以及在有机化学中的重要性。
一、核磁共振核磁共振是一种基于核自旋与外加磁场相互作用的分析技术。
其原理是利用核自旋磁矩在外加磁场下的取向分布和磁矩的相互作用，通过外加射频信号的作用，使核自旋能级间的跃迁发生，从而产生共振信号。
核磁共振技术广泛应用于有机化学中，可以用于确定有机化合物的分子结构、官能团以及有机反应过程的动力学研究。
核磁共振谱图通常由化学位移、积分强度和耦合常数等信息构成。
化学位移是指核磁共振信号相对于参考物质（一般以四氢呋喃或三甲基硅氢酮为参考物质）的相对位置，可以通过核磁共振频率进行定量测定。
积分强度表示每个核磁共振峰的相对积分面积，反映了各个核的数量比例关系。
耦合常数则提供了有机分子中质子之间的相互作用情况，可以用于确定分子结构以及官能团的位置。
核磁共振在有机化学研究中的应用广泛，其中一个重要的应用是结构鉴定。
通过分析核磁共振谱图，可以确定有机化合物的分子式以及分子结构，包括碳骨架的排列、官能团的存在以及官能团的位置。
此外，核磁共振还可以用于研究反应动力学，通过观察反应中的中间体或过渡态的核磁共振信号变化，推断出反应机理，并探究反应速率和活化能。
二、红外光谱红外光谱是一种基于分子振动引起的能级跃迁的分析技术。
当物质受到红外光的辐射时，分子内部的化学键能够吸收特定频率的红外光，产生振动和转动的能级跃迁。
红外光谱图通常由吸收带的位置和强度构成，吸收带的位置对应于不同的官能团或化学键，吸收强度与特定官能团或化学键的相对数量相关。
红外光谱在有机化学研究中有着广泛的应用，其重要性不可忽视。
首先，红外光谱可用于识别官能团和化学键。
红外光谱和核磁共振
本章介绍四大谱（红外、紫外、核磁共振和 质谱）中的红外光谱（IR）和核磁共振谱 （NMR），要求如下：
了解红外光谱和核磁共振谱图的基本原理， 重点掌握波谱数据与分子结构关系的一般规 律，从而达到能用红外谱图和核磁共振谱图 来推简单的有机分子结构的目的。
Part
1
红外光谱（IR）
主讲内容：
§1 基本概念 §2 有机化合物红外吸收特征谱带 §3 红外光谱的优缺点
亚甲基的六种振动类型：
νs (2850 cm-1 ) νas (2920 cm-1) δr (ρ720 cm-1) δs (1456 cm-1) δw(ω1300 cm-1) δt (τ1250 cm-1)
§2 有机化合物红外吸收特征谱带
4000 ~ 1300 特征区 （特征频率区 ）
谱带较稀疏，易于辨认。包括含氢原子的单键、三键、 双键的伸缩振动及含氢单键的面内弯曲振动的基频峰。
O CH3
ANISOLE, 99% 90
80
70 3034 3031
60 %Transmittance
50
1463
1298
3034 3031 3002
3002
2951
2836
1077
30
692 1041
40
2836 2951 1598 1495 1463
3000 2000 Wavenumbers (cm-1) 1598
3078
20 2874
1641
2000 Wavenumbers (cm-1)
2959
0 3000
2926
10
1641
2 苯环的骨架振动： 1600 ~ 1450（m-s), 2 ~ 4 条谱带。
四大光谱
四大光谱介绍⑴光具有波粒二象性E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。
熟悉波长λ、频率ν、波数、能量E的概念、单位及相互关系。
⑵熟悉电磁波谱图，包括紫外光区、红外光区的划分。
⑶了解分子总的能量E的组成，它包括E平动能，电子运动能E电、分子振动能量E振和分子转动能量E转。
电磁波(光波)照射物质时，分子要吸收一部分辐射，但是，吸收是量子化的，即只吸收某些特定频率的辐射，吸收的能量可以激发电子到较高的能级或增加分子振动能级和转动能级，从而产生特征的分子吸收光谱。
其中电子能级差最大、振动能级差次之，转动能级差最小。
只有恰好等于某个能级差时，分子才能吸收。
⑷了解吸收光谱与分子结构的关系。
分子中不同的基团表现出不同的吸收特征，因此，确定分子的吸收光谱可以推测分子可能存在的官能团。
⑸了解分子能级裂化与光谱的关系。
读者要了解吸收光谱的分类，以及电磁波谱区域与相应波谱方法的对应关系。
①紫外光谱法：波长在200—400nm的近紫外光，激发n及π电子跃迁②红外光谱法：波长在2.5—15μm激发振动与转动③核磁共振波谱法：波长在无线电波1—1000m激发原子核自旋能级。
质谱不同于以上三谱，不属于吸收光谱。
它不是描述一个分子吸收不同波长电磁波的能力，而是记录化合物蒸汽在高真空系统中，受到能量很小的电子束轰击后生成碎片正离子的情况。
⑹光吸收定律透射率T=透射光／入射光＝I／I0，吸光度A＝-logT=εbc(L-B定律)⑺物质吸收谱带的特征主要特征：位置(波长)及强度(几率)1、分子轨道形成与ζ,π及n轨道。
读者应习惯于用分子轨道表示分子结构。
处在分子轨道中的价电子主要涉及ζ，π，n，价电子的跃迁产生uv：ζ→ζ* π→π* n→n* 其能量次序大致为ζ＜π＜n＜π*＜ζ*据此，可以比较不同类型能级跃迁所需能量的大小，以及与吸收峰波长的关系。
2、电子能级和跃迁类型ζ→δ* 200nm以下，远红外区，饱和碳氢化合物，例如，CH4λmax＝125nm。
有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定
有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定在有机化学中，光谱数据解析与结构鉴定是非常重要的基本技能。
通过分析和解读各种光谱数据，我们可以确定有机化合物的分子结构和功能基团，从而对其性质和反应进行深入了解。
本文将介绍常见的光谱技术及其数据解析方法，帮助读者提升在有机化学领域的研究能力。
1. 红外光谱（IR）红外光谱是一种常用的分析技术，能够提供有机化合物的官能团信息。
根据不同官能团的振动特征，我们可以通过解析IR谱图来推断化合物的结构。
例如，羟基、胺基和羰基官能团在IR谱图中有独特的吸收峰。
此外，还可以通过峰的位置和强度来确定取代基的类型和位置。
2. 核磁共振谱（NMR）核磁共振谱是一种非常有用的光谱技术，能够提供有机分子的结构和碳氢框架的信息。
其中最常见的是质子核磁共振谱（1H NMR）和碳-13核磁共振谱（13C NMR）。
通过解析NMR谱图，我们可以确定化合物中质子和碳原子的化学位移、耦合常数以及它们的相对数量。
这些信息对于分析化合物的结构非常关键。
3. 质谱（MS）质谱是一种分析化合物分子量和分子结构的重要技术。
通过将化合物分子转化为离子，并将其离子化后进行质谱分析，我们可以获得质谱图。
通过解析质谱图，我们可以确定化合物的分子量、分子离子峰以及分子离子内部断裂的碎片。
这些信息对于有机化合物的分子结构鉴定非常关键。
4. 紫外-可见光谱（UV-Vis）紫外-可见光谱是研究化合物的电子跃迁和电子吸收的重要手段。
通过测量化合物在紫外和可见光区的吸收能谱，我们可以得到UV-Vis谱图。
通过解析谱图，我们可以获得有关化合物电子结构、π电子共轭以及能带跃迁等信息。
这对于判断化合物的共轭结构和电子转移过程非常关键。
总结：有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定是有机化学研究中不可或缺的一环。
通过仔细分析红外光谱、核磁共振谱、质谱以及紫外-可见光谱等光谱数据，我们可以揭示有机化合物的分子结构和功能团信息。
这些解析技术对于有机化学领域的研究和应用具有重要的意义，希望本文的介绍能够帮助读者提高光谱数据解析与结构鉴定的能力。
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《红外光谱与核磁共振谱》【学习要求】1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念2、了解红外吸收光谱产生的条件3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征一、红外吸收光谱（一）红外吸收光谱的基本原理红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中：远红外 0.75-2.5 mm中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1近红外 25-1000 mm红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。
波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。
波数 = 104/l(mm)。
因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。
1．分子的振动能级引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。
红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。
用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。
2、基本振动的类型一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。
（1）伸缩振动指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。
在振动过程中，键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。
伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。
（2）弯曲振动弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。
如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。
剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。
以-CH2-：剪式振动、平面摇摆振动、面外摇摆振动、扭曲变形振动3、影响峰数减少的因素（1）红外非活性振动（2）分子结构对称，某些振动频率相同。
（3）强宽峰复盖频率相近的弱而窄的峰。
（4）在红外区域外的峰。
（5）别弱的峰或彼此十分接近的峰（二）红外吸收光谱产生的条件一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能(hn)等于振动基态(Vo)的能级(E1)与第一振动激发态(V1)的能级(E2)之间的能量差(DE)时，则分子可吸收能，由振动基态跃迁到第一振动激发态(V0® V1)：DE = E2 - E1= hn分子吸收红外光后，引起辐射光强度的改变，由此可记录红外吸收光谱，通常以波长(mm)或波数(cm-1)为横坐标，百分透过率(T %)或吸光度(A)为纵坐标记录。
在红外光的作用下，只有偶极矩(Dm)发生变化的振动，即在振动过程中Dm ¹0时，才会产生红外吸收。
这样的振动称为红外“活性”振动，其吸收带在红外光谱中可见。
在振动过程中，偶极矩不发生改变(Dm＝0)的振动称红外“非活性”振动；这种振动不吸收红外光，在IR谱中观测不到。
如非极性的同核双原子分子N2，O2等，在振动过程中偶极矩并不发生变化，它们的振动不产生红外吸收诺带。
有些分子既有红外“活性”振动，又有红外“非活性”振动。
如CO2：其对称伸缩振动，Dm = 0，红外“非活性”振动；其反对称伸缩振动，Dm¹0，红外“活性”振动，2349 cm-1（三）红外吸收的强度T % 愈低，吸光度就愈强，谱带强度就愈大。
根据T ％，谱带强度大致分为：很强吸收带(vs，T ％＜ 10 )；强吸收带(s，10＜T ％＜40)，中强吸收带(m，40 ＜ T ％＜90)，弱吸收带(w，T ％＞ 90)，宽吸收带用b表示。
稀溶液中测得的红外光谱，其谱带的吸光度(A)可遵守Beer-Lambert定律：A＝acl式中a为吸光系数，l为吸收池的厚度，c为溶液的浓度。
若c用mol浓度表示，则a用e 表示，e为mo1吸光系数。
a或e仅在定量分析时使用。
红外光谱用于结构分析及结构鉴定时，均使用相对强度T ％(或A)，此时所指的强吸收带或弱吸收带是对于整个光谱图的相对强度而言。
（四）红外吸收光谱中常用的几个术语1、基频峰与泛频峰分子振动当作谐振动处理时，其选律为 DV ＝± 1。
实际上，分子振动为非谐振动，非谐振动的选律不再局限于DV ＝± 1，它可以等于任何整数值。
即DV ＝± 1，±2，±3。
所以IR谱不仅可以观测到较强的基频带，而且还可以观测到较弱的泛频带。
基频带(n) 较强。
V。
® V1V。
® V一级泛频带(2n - a) 弱（又称倍频峰）2二级泛频带(3n - b) 更弱，难以观测 V。
® V3（a、b为非谐振动的修正值，a ＞b，b＞o）2、特征峰与相关峰凡是能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰，称为特征峰，其对应的频率称为特征频率。
（如NH的特征峰）2一个基团除了有特征峰外，还有其它振动形式的吸收峰，习惯上把这些的相关峰）相互依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰。
（如CH33、特征区和指纹区特征区：4000-1330 cm-1, 各种官能团的特征频率在这区域.指纹区： 1330-667 cm-1, C-X(C,N,O)单键的伸缩振动及各种弯曲振动峰,(相关峰)（五）各类有机化合物红外吸收光谱1、烷烃1）nC-H2975-2845 cm-1C-CH3： nas2960 ± 15 cm-1(s)， ns2870 ± 15 cm-1(m)C-CH2-C： nas2926 ± 5 cm-1(s)， ns2850 ± 5 cm-1(s)>CH- n 2890 cm-1>CH-的C—H伸缩振动较CH3，CH2的nC-H谱带弱得多，不特征，通常被CH3，CH2的nC-H谱带掩盖，无实际鉴定价值。
2）dC-H1460；1380 cm-1-CH3das约1450 cm-1(m)，ds约1380 cm-1(w)。
-CH(CH3)2振动偶合使对称弯曲振动裂分强度相近的两条谱带(约在1380和1370cm-1)，-C(CH3)3振动偶合使对称弯曲振动裂分为强度差别较大的两条谱带(在1390和1370 cm-1附近)，低频带强度较大。
CH2剪式振动约为1450 cm-1(m)与CH3的das重叠。
>CH-约为1340cm-1(w)，不特征。
与不同基团相连的CH3、CH2弯曲振动吸收位置有所不同。
与氧、氮原子相连时，1450 cm-1吸收带无明显变化，1380 cm-1吸收带向高波数位移明显。
与CO，S，Si相连时CH3、CH2弯曲振动均向低波数位移。
与不同基团相连，-CH(CH3)2弯曲振动谱带的形状也不同。
3）nC-C1250-800 cm-1，不特征。
4）gC-H -（CH2）n当n 大于或等于4时，722 cm-1有一弱的吸收峰，n变小时吸收疝波数移动，并变弱。
2、烯烃1）nC=C-H3000 cm-1以上2）nC=C1670-1620 cm-13）gC=C-H1000-700 cm-1，借以了解双键取代情况和构型。
3、炔烃1）nCºC-H3300-3310 cm-12）nCºC一元取代炔2140-2100 cm-1；二元取代炔2260-2190 cm-13）gCºC-H680-610 cm-1。
4、芳烃1）nAr-H3080-3010 cm-12）nC=C四条谱带：1600，1585，1500，1450 cm-13）gAr-H900-650 cm-1。
识别苯环上取代基位置和数目。
5、卤化物nC-X随X原子量增加，吸收峰波数降低：C-F：1100-1000 cm-1；C-Cl：750- 700 cm-1；C-Br：600-500 cm-1；C-I：500-200 cm-1；例1 （1）CH3CH2CºCH在IR区域内可以有什么吸收？① 3300 cm-1单峰， nCºC-H ② 2960-2870 cm-1双峰， nC—H（CH3）③ 2930-2850 cm-1双峰， nC—H （CH2）④ 2140-2100 cm-1单峰， nCºC⑤ 1475-1300 cm-1dC—H （CH2，CH3）⑥ 770 cm-1gC—H（CH2例2下列化合物的IR光谱特征有何不同？C CCH3CH3 HC CCH3CH3HHC CCH3HH H顺-2-丁烯反-2-丁烯丙烯① 3040-3010 cm-1， nC-H② 1680-1620 cm-1， nC=C gC—H：A：690 cm-1；B：970 cm-1；C：910 cm-1，990 cm-1；二、核磁共振波谱法核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)波谱学是近几十年发展的一门新学科。
1945年以F．Block和E．M．Purcell为首的两个研究小组分别观测到水、石蜡中质子的核磁共振信号，为此他们荣获1952年Nobe1物理奖。
今天，核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结构、构型构象、分子动态等的重要方法。
（一）核磁共振基本原理1、原子核的自旋与原子核的磁矩核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。
原子核是由质子和中子组成的带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩。
但并非所有同位素的原子核都具有自旋运动，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自旋运动与自旋量子数I 相关。
量子力学和实验均已证明，I 与原子核的质量数(A)、核电荷数(Z)有关。
2、核磁共振根据量子力学理论，磁性核（I ¹ 0）在外加磁场（B 0）中的取向不是任意的，而是量子化的， 1H ：I = 1/2， m ＝+1/2，-1/2。
由量子力学的选律可知, 只有Dm = ±1的跃迁才是允许的跃迁。
所以相邻两能级间的能量差为：D E = E(-1/2) - E(+1/2) = g ·h/2p ·B 0上式表明，D E 与外加磁场B 0的强度有关，D E 随B 0场强的增大而增大。
若在与B 0垂直的方向上加一个交变场B 1(称射频场)，其频率为n 1。
当n 1 = n 0时，自旋核会吸收射频的能量，由低能态跃迁到高能态(核自旋发生倒转)，这种现象称为核磁共振吸收。
（二）弛豫过程当电磁波的能量（hv ）等于样品某种能级差DE 时，分子可以吸收能量，由低能态跃迁到高能态。
高能态的粒子可以通过自发辐射放出能量，回到低能量，其几率与两能级能量差DE 成正比。
一般的吸收光谱，DE 较大，自发辐射相当有效，能维持Boltzmann 分布。
但在核磁共振波谱中，DE 非常小，自发辐射的几率几乎为零。
想要维持NMR 信号的检测，必须要有某种过程，这个过程就是弛豫过程。