7.1.2常见的波谱分析方法

波谱分析

波谱分析波谱分析是一种重要的科学技术方法，它在多个领域有着广泛的应用。

本文将为读者介绍波谱分析的原理、方法以及其在不同领域中的应用，希望能够带给读者一些有关波谱分析的基础知识。

波谱分析是一种通过对信号频谱的分析，来研究信号特性的方法。

它主要通过将信号转化为频域来进行分析，以便更好地理解信号的频率成分。

波谱分析通常包括以下步骤：信号采样、转换为频域信号、频域信号分析以及结果展示。

在波谱分析中，最基础的是信号采样。

信号采样即将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

通过采样，我们获得了离散的信号数据，为后续的分析提供了基础。

转换为频域信号是波谱分析的关键步骤。

这一步骤主要通过傅里叶变换来实现，将时域信号转化为频域信号。

傅里叶变换能够将信号分解成一系列频率成分，使得我们能够更加清晰地了解信号的频率特征。

在波谱分析的频域信号分析阶段，我们可以使用不同的方法来对信号进行进一步的分析。

常见的方法包括功率谱分析、相位谱分析、自相关分析等。

功率谱分析可以帮助我们了解信号各个频率成分对总体信号功率的贡献程度，相位谱分析可以揭示信号的相位变化规律，自相关分析则是通过计算信号与其自身的相关性来分析信号的周期性变化。

波谱分析在不同的领域中都有广泛的应用。

在通信领域中，波谱分析可以用于信号传输中的频率选择性衰减的检测和修复；在音频领域中，波谱分析可以用于声音信号的处理和音乐分析；在医学领域中，波谱分析可以用于心电图和脑电图的分析，帮助医生进行诊断和治疗。

此外，波谱分析在材料科学、地震学、天文学等领域也有广泛应用。

在材料科学中，波谱分析可以用于材料结构的研究和分析；在地震学中，波谱分析可以用于地震波的研究和地震活动的监测；在天文学中，波谱分析可以用于星体的研究和宇宙的探索。

总结起来，波谱分析是一种基于信号频谱的分析方法，它通过将信号转化为频域信号来研究信号的特性。

波谱分析包括信号采样、转换为频域信号、频域信号分析以及结果展示等步骤。

波谱分析

第一章1.红外光谱法（IR）基本原理：当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一致，二者就会产生共振，此时光的能量通过分子偶极矩的变化而传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁。

红外活性：分子振动过程中能引起偶极矩变化产生红外吸收的两个条件：⑴振动频率与红外光光谱段的某频率相等⑵偶极矩变化伸缩振动键长变化剪式振动振动形式面内面内摇摆振动弯曲振动键角变化面外面外摇摆振动面外摇摆振动吸收带类型：基频带、倍频带、合频带。

红外三要素：峰位、峰数、峰强▲频率位移的影响因素：内部因素有诱导效应、共轭效应、空间效应、氢键作用、张力效应、振动耦合、Fermi共振。

外部因素有物态的影响和溶剂的影响。

2.拉曼散射光谱基本原理：由于键上电子云分布产生瞬间变形引起的暂时极化，产生诱导偶极，当返回基态时发生的散射。

拉曼散射：当激发光照射样品时，光子与分子碰撞后发生了能量交换，即发生拉曼散射。

拉曼位移：拉曼散射光与入射光的频率之差称为拉曼位移。

拉曼位移产生条件：激发能量应大于振动能级的能量差，低于电子能级间的能量差，并且激发光要远离分析物的紫外—可见吸收光范围。

3.核磁共振（NMR）原理：在强磁场中，一些具有磁性的原子核的能量可以裂分为2个或2个以上的能级。

如果此时外加的能量等于相邻2个能级之差，则该核就会吸收能量，产生共振吸收，从低能态跃迁至高能态。

所吸收能量的数量级相当于频率范围为0.1~100MHz的电磁波，同时产生核磁共振信号，得到核磁共振谱。

产生核磁共振的条件：⑴原子核的自旋⑵外磁场能级分裂⑶照射频率与外磁场的比值ν0/H0=γ/2π。

化学位移：能够反映磁核在分子中所处的化学环境。

质子周围基团的性质不同，使它的共振频率不同，这种现象称为化学位移。

影响化学位移的因素：诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键4.X射线分析WAXD广角X射线：⑴聚合物晶型及有规立构的分析鉴定⑵高聚物物相鉴定⑶聚合物材料中添加物的分析⑷结晶参数的测定SAXS小角X射线散射：⑴粒子的尺寸、形状及分布⑵粒子的分散状态⑶高分子链结构和分子运动⑷多相聚合物的界面结构和相分离第二章1.分子量与分子量分布M z≥M w≥Mη≥M n第三章1.扫描电子显微镜（SEM）基本结构：电子光学系统（主要组成部分）、扫描系统、信号检测放大系统、图像显示和记录系统、真空系统和电源及控制系统。

波谱图的分析原理,方法和典型实例分析

波谱图的分析原理，方法和典型实例分析（荆州市神舟纺织有限公司）欧怀林一·波谱图分析的基本原理与方法：1。

机械波和牵伸波的概念与计算方法：⑴．机械波在波谱图中，呈现“烟囱”柱形状，在一个或多个频道上出现.当宽度占据二个频道时称为双柱机械波；超过二个频道以上时称为多柱机械波.⑵．机械波长计算公式:a.牵伸倍数法：λ＝πDxE。

λ-产生机械波的回转部件的波长；Dx-产生机械波的回转部件的直径；E-输出罗拉(前罗拉）到产生机械波的回转部件的牵伸倍数。

b.传动比法：λ＝πD1i。

λ—产生机械波的回转部件的波长;D1—输出罗拉（前罗拉）的直径;i-产生机械波的回转部件到输出罗拉(前罗拉）之间的传动比。

c。

速度法：λ＝V/n。

λ-产生机械波的回转部件的波长；V—出条速度；n —产生机械波的回转部件的转速。

下图为典型的机械波波谱图：下面几张图例为前道工序产生的机械波，随后道工序牵伸后其波长变化情况:上图为并条胶辊产生的机械波波谱图。

上图为对应的粗纱波谱图。

上图为对应的细纱波谱图。

⑶．机械波危害程度的评价：当基本波谱上的峰高超过该峰所在波长处基本波谱高度的50%时，会对织物造成不良影响。

对于连续两个或者多个机械波，其波峰必须叠加后来评价.机械波产生的疵点绝大多数呈现为规律性,机械波波峰越高,曲线图上的振幅就越大，疵点在布面体现越明显。

⑷．牵伸波在波谱图中,跨越三个或三个以上频道，形成像小山形隆起状的波形。

⑸．牵伸波计算公式：λ＝KEL W。

E—输出罗拉到产生牵伸波部位的牵伸倍数；L W—纤维的平均长度;K—常数，细纱2。

75;粗纱3.5；并条4。

0；精梳条4。

0；气流纺5.0。

⑹．牵伸波危害程度的评价：牵伸波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面的体现越明显.牵伸波波长不像机械波波长那样基本固定,而在一定范围内波动,故触发多个频道,形成小山包状的波形。

典型的牵伸波波谱图如下：2.波谱仪及各种波形分解的基本原理及特点：基于经济性的考虑，波谱仪对波谱的识别分析是建立在正弦波的基础上的.而纺纱过程中产生的机械波大多数是不完全遵循正弦规律波动的.遵照“傅里叶”公式，任何一个非正弦波都可以分解为多个正弦波，因此，波谱仪可以对这些非正弦波做出傅里叶分析，并将分解后的各正弦波波长显示在波谱图上.于是，在波谱图上出现了谐波，给我们的分析带来了困难.我们必须从纷乱的波形中找出基波，基波消除后，一系列谐波自然消除.下图为波形分解的示意图：分析波谱图时，我们必须掌握不同形态波谱图的特点.周期性机械波产生不匀的形态大致有以下5种：⑴．正弦波：形状：为正弦曲线均匀过渡。

波谱解析知识点总结

波谱解析知识点总结一、波谱解析的基本原理1. 光谱学基础知识光谱学涉及到物质对光的吸收、发射、散射等现象，它是物质分析的重要手段之一。

常见的光谱包括紫外光谱、可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

每种光谱方法都有其独特的应用领域和分析特点。

2. 原子光谱原子光谱是指研究原子吸收、发射光谱的一门学科，主要包括原子吸收光谱和原子发射光谱。

原子光谱可以用于分析金属元素和非金属元素的含量，它是分析化学中的重要手段。

3. 分子光谱分子光谱是指研究分子在光的作用下吸收、发射、散射等现象的一门学科，主要包括紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

分子光谱可以用于研究分子的结构和性质，对于有机化合物的分析具有重要意义。

4. 核磁共振波谱核磁共振波谱是指研究核磁共振现象的一门学科，它可以用于研究原子核的磁共振现象，得到有关物质结构和性质的信息。

核磁共振波谱在有机化学、生物化学等领域有着广泛的应用。

二、波谱解析的仪器和设备1. 分光光度计分光光度计是用于测量物质吸收、发射光谱的仪器，它可以测量紫外、可见、红外等波段的光谱，是分析化学中常用的仪器之一。

2. 核磁共振仪核磁共振仪是用于测量核磁共振波谱的仪器，它可以测量氢、碳等核的共振信号，得到物质的结构和性质信息。

3. 质谱仪质谱仪是用于测量物质离子的质量和荷质比的仪器，它可以得到物质的分子量、结构等信息，是很多化学分析的重要手段。

4. 激光拉曼光谱仪激光拉曼光谱仪是用于测量拉曼光谱的专用仪器，它可以用激光光源激发样品，得到与分子振动信息有关的拉曼光谱。

三、波谱解析的应用领域1. 化学分析波谱解析技术在化学分析中有着广泛的应用，它可以用于定量分析、质量分析、结构分析等多个方面，对于复杂的化合物和材料有很高的分析能力。

2. 药物研发波谱解析技术在药物研发中有着重要的应用，它可以用于研究药物的成分、结构和性质，对于新药物的研究和开发有很大帮助。

3. 生物医学波谱解析技术在生物医学领域有着广泛的应用，它可以用于研究生物分子的结构和功能，对于临床诊断和治疗有着重要意义。

波谱分析简介

此外，拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱都属于波谱法范畴。
➢ 紫外吸收光谱分子中最外层价电子在不同能级轨道上
跃迁而产生的，反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。
-胡罗卜素咖啡因
几种有机化合的分子吸收光谱图。
阿斯匹林
丙酮
T(%)
➢ 红外吸收光谱分子振－转光谱，由分子的振动－转动能级间的跃迁而产生的。鉴别分子中所含有的特征官能团和化学建的类型，进而确定化合物分子的化学结构。
红外光谱
转动、自旋跃迁微波谱、顺磁共振
核自旋跃迁
核磁共振
三、分子不饱和度的计算
在已知分子式的情况下，结构解析的优先步骤之一是求出不饱和度。
U＝1+ n4 + 1/2(n3-n1 )
n4 、 n3、n1 －分别为4价、 3价、1价原子的个数。
稠环芳烃不饱和度：例：
U＝4r-s
r－稠环芳烃的环数 s－共用边数
r＝3 s ＝2 U＝4×3－2＝10
C6H6 C2H5NO2
U＝1+6 + 1/2(0-6 ) = 4 U＝1+2 + 1/2(1-5 ) = 1
四、波谱实验样品的准备
波谱测定前需根据样品的来源、性质、纯度、杂质组分不同以及不同波谱测定目的作样品的准备工作。
1.样品量
（1）首先取决于检测灵敏度。即不同波谱对样品需要的量不同。MS（10-12g)、 UV(10-6g）、IR、NMR(几毫克）
苯酚的红外光谱
➢ 核磁共振波谱分子具有核磁矩的原子核1H、13C（或 15N、19F、31P等）在外加磁场中，通过射频电磁波的照射，
吸收一定频率的电磁波能量，由低能级跃迁到高能级，并产生核磁共振信号。

波谱分析

E
E
质子磁矩顺外加磁场方向 H0
△E
=
h
H0
= h
,
= H0
为磁旋比(物质的特征常数)
是照射频率 h为Plank常数
当照射电磁波的能量恰好等于两能级能量之差时，质子吸收电磁波从低能级跃迁到高能级，这时就发生了核磁共振。
样品管
N
记录仪 S
无线电波振荡器
放大器
△E
=
h
H0
= h
,
= H0
FT-ICR-MS HPLC/MS
UV-Spectrophotometer
IR
电场或磁场
7.1 电磁波谱（Electromagnetic Spectrum）
A
一个循环
c =
△E=h
吸收光谱——分子吸收电磁波所形成的光谱。
分子内的各种跃迁都是不连续的，即量子化的，只有当光子的能量与两个能级之间的能量差相等时，这个光子的能量才能被吸收产生分子内跃迁。
H实 = H0-H = H0-σH0= H0（1-σ）
H实为质子实际感受到的磁场强度 H0为外加磁场强度 H 为感应磁场强度 σ为屏蔽常数
核外电子对质子产生的这种作用称为屏蔽效应。质子周围的电子云密度越大，屏蔽效应越大，只有增加磁场强度才能使质子发生共振。反之，若感应磁场与外加磁场方向相同，质子实际感受到的磁场强度为外加磁场与感应磁场强度之和，这种作用称去屏蔽效应，只有减小外加磁场强度才能使质子共振。由于分子中不同质子核周围的电子云密度各有不同，或者说质子所处的化学环境不同，因此它们发生核磁共振所需的外磁场强度各有不同，即产生了化学位移(chemical shift)。
问题5：分子式为C2H4Cl2的红外光谱图和氢谱如下，推测其结构。

可以确定化合物分子量的波谱方法

可以确定化合物分子量的波谱方法确定化合物分子量的方法有很多，其中包括大量的波谱方法。

在本文中，我们会详细介绍几种常用的波谱方法。

质谱法：质谱法是一种通过测量化合物的离子质量和相对丰度来确定其分子量的方法。

该方法通过将化合物原子化或电离，然后通过质谱仪进行分析。

在质谱仪中，质谱仪会将原子或离子加速，并使其通过一个磁场，根据它们的质量-电荷比进行分离。

然后，质谱仪会记录离子的相对丰度，从而确定化合物的分子量。

红外光谱法：红外光谱法是一种通过测量化合物分子中的化学键振动来确定其分子量的方法。

当物质被暴露在红外光谱仪的辐射下时，化学键会吸收特定的红外辐射。

每个化学键都有其特定的振动频率，因此由化学键组成的分子会产生一系列不同频率的吸收峰。

通过分析这些吸收峰的位置和强度，可以确定化合物的分子量。

核磁共振法：核磁共振法是一种通过测量化合物中核自旋的方式来确定其分子量的方法。

在核磁共振中，样品会被放置在强大的磁场中，并通过加入特定的射频脉冲来激发核自旋。

然后，通过测量核自旋松弛和共振频率，可以得到有关化合物的信息，包括其分子量。

质子磁共振谱法：质子磁共振谱法是一种通过测量化合物分子中质子的核磁共振信号来确定其分子量的方法。

质子是最常用的核素，并且在化合物中丰度较高。

在质子磁共振谱法中，样品会被放置在强大的磁场中，并通过加入特定的射频脉冲来激发质子。

通过测量质子共振的化学位移和相对丰度，可以确定化合物的分子量。

碳-13磁共振谱法：碳-13磁共振谱法是一种通过测量化合物分子中13C核自旋的核磁共振信号来确定其分子量的方法。

在13C磁共振谱法中，样品会被放置在强大的磁场中，并通过加入特定的射频脉冲来激发13C核自旋。

通过测量13C核自旋的化学位移和相对丰度，可以确定化合物的分子量。

总体而言，波谱法是一种常用的确定化合物分子量的方法。

质谱法、红外光谱法以及核磁共振法（质子磁共振谱法和碳-13磁共振谱法）都具有高分辨率和准确性，可以帮助化学家快速和准确地确定化合物的分子量。

知识点2-波谱分析简介

可见光近红外光中红外光远红外光微波射频
400-750nm 0.75-2.5mm 2.5-50mm 50-1000mm 0.1-100cm 1-1000m
2.5104-1.3104 1.3104-4103 4000-200 200-10 10-0.01 10-2-10-5
7.5108-4.0108 4.0108-1.2108 1.2108-6.0106 6.0106-105 105-102 102-0.1
分子中的这三种运动状态都对应有一定的能级。即在分子中存在着电子能级、振动能级和转动能级。其中电子能级的间距最大（每个能级间的能量差叫能级差），振动能级次之，转动能级的间距最小。如果用E电子， E振以及 E转表示各能级差，则：
E电子> E振> E转
能级跃迁
E转 ‹ E振 ‹ E电电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
E2 (激发态)
E
光谱仪
E E1(基态)
A
当用光照射分子时，分子就要选择性的吸收某些波长（频率）的光而由较低的能级E1跃迁到较高能级 E2上，所吸收的光的能量就等于两能级的能量之差： E = E1 - E2
物质对光的选择性吸收 M + 热 M + 荧光或磷光
M + h 基态 E1

3.1-1.7 1.7-0.5 分子振动能级 0.5-0.02 210-2-410-4 410-4-410-7 410-7-410-10 分子转动能级分子转动，电子自旋电子自旋、核自旋
讨论：
1（1）转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱； 1（2）振动能级的能量差ΔΕv约为：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，红外光谱或分子振动光谱；

波谱分析_精品文档

波谱分析现代波谱分析现代波谱分析摘要：1、引言早在19世纪50年代，人们就开始应用目视比色法。

19世纪末就已经开始了红外和紫外光谱测定，进入20世纪，随着科学技术的发展，仪器性能大大提高，实验方法不断改进和革新，特别是计算机的应用，使波谱法得到了突飞猛进的发展。

近年来，新应用以及新方法不断涌现。

波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。

波谱法主要包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱，简称为四谱。

除此之外还包含有拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱。

波谱法的种类也越来越多。

由于波谱分析法具有快速、灵敏、准确、重现性好等优点，使其应用范围广泛，涉及到化学、化工、材料科学、医学、生命科学、环保、食品安全等领域。

2、波谱分析进展从19世纪中期至现在，波谱分析经历了一个漫长的发展过程。

进入20世纪的计算机时代后，波谱分析得到了飞跃的发展，不断地完善和创新，在方法、原理、一起设备以及应用上都在突飞猛进。

2、1、四谱四谱是现代波谱分析中最主要也是最重要的四种基本分析方法。

四谱的发展直接决定了现代波谱的发展。

在经历了漫长的发展之后四谱的发展以及应用已渐成熟，也使波谱分析在化学分析中有了举足轻重的地位。

2、1、1、紫外-可见光谱现代波谱分析20世纪30年代，光电效应应用于光强度的控制产生第一台分光光度计并由于单色器材料的改进，是这种古老的分析方法由可见光区扩展到紫外光区和红外光区。

紫外光谱具有灵敏度和准确度高，应用广泛，对大部分有机物和很多金属及非金属及其化合物都能进行定性、定量分析，且仪器的价格便宜，操作简单、快速，易于普及推广，所以至今它仍是有机化合物结构鉴定的重要工具。

近年来，由于采用了先进的分光、检测及计算机技术，使仪器的性能得到极大的提高，加上各种方法的不断创新与改善，使紫外光谱法成为含发色团化合物的结构鉴定、定性和定量分析不可或缺的方法之一。

有机波谱解析

有机波谱解析有机波谱解析是一门利用谱学技术来解析有机化合物结构的科学。

其中，质谱、红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振碳谱是最常用的几种方法。

本文将分别介绍这几种方法的基本原理和解析方法。

1.质谱解析质谱是一种通过离子化样品并测量其质量-电荷比来分析样品分子质量的谱学技术。

在质谱解析中，样品通常经过离子化（如电子轰击、化学电离等），生成不同质荷比的离子。

然后，这些离子根据其质量-电荷比被分离和检测。

通过测量不同质荷比的离子数量，可以得到样品的分子质量和分子结构信息。

质谱解析的关键步骤包括：（1）选择合适的离子化方法，以产生具有代表性的离子；（2）选择合适的分离和检测方法，以获得高质量的质谱数据；（3）通过比对已知的分子质量标准，确定样品的分子质量；（4）通过解析样品的质谱数据，推断样品的分子结构。

2.红外光谱解析红外光谱是一种通过测量样品在红外光区的吸收或透射光强度来分析样品分子结构和化学键信息的谱学技术。

在红外光谱解析中，样品与一束红外光相互作用，不同的化学键和官能团会吸收不同波长的红外光。

通过测量样品在不同波长下的吸收或透射光强度，可以获得样品的红外光谱。

红外光谱解析的关键步骤包括：（1）选择合适的样品制备方法，以获得均匀、透明的样品；（2）选择合适的扫描范围和分辨率，以获得高质量的红外光谱数据；（3）通过比对已知的红外光谱标准，确定样品的化学键和官能团；（4）通过解析样品的红外光谱数据，推断样品的分子结构和化学键信息。

3.核磁共振氢谱解析核磁共振氢谱是一种通过测量样品中氢原子核的自旋磁矩来分析样品分子结构的技术。

在核磁共振氢谱解析中，样品被置于强磁场中，氢原子核在磁场中发生自旋并产生磁矩。

通过施加射频脉冲，氢原子核发生共振并释放出射频信号。

通过测量这些信号的频率和强度，可以获得样品的核磁共振氢谱。

核磁共振氢谱解析的关键步骤包括：（1）选择合适的溶剂和样品浓度，以获得高质量的核磁共振氢谱数据；（2）选择合适的射频脉冲序列和扫描参数，以获得清晰的核磁共振信号；（3）通过比对已知的核磁共振氢谱标准，确定样品中氢原子的化学环境；（4）通过解析样品的核磁共振氢谱数据，推断样品的分子结构和化学键信息。

综合波谱解析法

8. 综合波谱解析实例
核磁共振氢谱： δ2.20 为孤立甲基氢的共振峰，其积分高度相当于3个氢。以此推算，δ1.20、δ3.34及δ4.11分别相当于3、2及2个氢。氢分布3:3:2:2。根据偶合情况，可知未知物具有一个乙基(-CH2-CH3)，一个孤立的CH3-及一个孤立的-CH2-。根据乙基中的化学位移可知其与酯基相连。孤立的-CH2-的化学位移也较高，但低于乙基中-CH2-的化学位移，只能是与两个-CO-相连。δ4.90 的小峰是酮醇异构时的烯氢；δ1.94 的小峰是酮醇异构时与双键相邻的甲基。因此，未知物的结构式可能是乙酰乙酸乙酯 (CH3COCH2COOCH2CH3)。
8. 综合波谱解析实例
红外吸收光谱: (1) 特征区第一强峰～1720cm-1双峰 (1735、1715)，说明未知物含有二个羰基。查羰基相关峰，确定羰基的类型。按羰基峰的数值1735cm-1 ，可能是酯羰基峰。1715cm-1 可能是酮、醛或酸的羰基峰，由于光谱上无醛基氢峰（2800－
2650cm-1 2个），虽然～3600cm-1有弱吸收峰，不可能是羧
酸的羟基峰，因此不可能是醛或酸。
8. 综合波谱解析实例
根据上述理由，未知物可能含有酯基 (1735cm-1) 与酮基 (1715cm-1)两个羰基。查酯基的相关峰，在未知物的IR光谱上可以找到：1250cm-1 ( caso c )。而酮羰在中红外吸收光谱上无相关峰。由于未知物不含水，而在其IR光谱的~3600、~1150cm-1 处有醇羟基的 OH ,及 C O 峰，根据峰位1150cm-1 ，可能是叔醇基。未知物只有三个氧，因此只可能是酮醇异构产生的叔醇基。由于酮醇异构产生的醇的含量较少，因此叔醇基的峰较弱。为了证明酮醇异构现象的存在，还要查看是否有酮醇异构时的烯基峰。由IR光谱上可以看到在1640cm-1处出现烯基峰。

波谱分析教程

第十一章有机波谱分析Ⅰ目的要求在研究有机化合物的过程中，往往要对未知物的结构加以测定，或要对所合成的目的物进行验证结构。

其经典的方法有降解法和综合法。

降解法是在确定未知物的分子式以后，将待测物降解为分子较小的有机物，这些较小的有机物的结构式都是已知的。

根据较小有机物的结构及其他有关知识可以判断被测物的结构式。

综合法是将已知结构的小分子有机物，通过合成途径预计某待测的有机物，将合成的有机物和被研究的有机物进行比较，可以确定其结构。

经典的化学方法是研究有机物结构的基础，今天在有机物研究中，仍占重要地位。

但是经典的研究方法花费时间长，消耗样品多，操作手续繁。

特别是一些复杂的天然有机物结构的研究，要花费几十年甚至几代人的精力。

近代发展起来的测定有机物结构的物理方法，可以在比较短的时间内，用很少量的样品，经过简单的操作就可以获得满意的结果。

近代物理方法有多种，有机化学中应用最广泛的波谱方法是质谱、紫外和可见光谱，红外光谱，以及核磁共振谱，一般简称“四谱”。

编者乐于再次提醒读者，结构、反应、合成是有机化学的三大内容。

其中“结构”包括结构理论和结构分析，而剖析结构的方法除化学方法外，就是本章介绍的四谱方法，而且后者比前者更重要。

因为剖析结构是有机化学的重要内容之一，所以必然是有机化学考核的重点内容之一，也是深造和科研必备的知识和技能，希望读者用心钻研之。

本教材将波谱设专章，置于羧酸及其衍生物之后，含氮化合物之前，其中介绍紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱的基本知识，并在后续章加以应用。

读者可以在学习四谱基本知识的基础上，系统总结多类有机化合物的四谱特征，并做一些综合运用四谱知识剖析结构的习题。

本章的重点是了解四谱的基本原理，并能够认识简单的谱图，综合四谱进行结构剖析和确证。

本章学习的具体要求：1、了解紫外光谱的基本原理和解析方法。

2、运用紫外光谱进行定性和定量分析。

3、了解红外光谱的基本原理和表示方法。

4、了解各类基本有机化合物的特征频率，并借此识别有机物的简单红外光谱图。

波谱图的分析原理,方法和典型实例分析

波谱图的分析原理，方法和典型实例分析（荆州市神舟纺织有限公司）欧怀林一·波谱图分析的基本原理与方法：1.机械波和牵伸波的概念与计算方法：⑴．机械波在波谱图中，呈现“烟囱”柱形状，在一个或多个频道上出现。

当宽度占据二个频道时称为双柱机械波；超过二个频道以上时称为多柱机械波。

⑵．机械波长计算公式：a.牵伸倍数法：λ＝πDxE。

λ-产生机械波的回转部件的波长；Dx-产生机械波的回转部件的直径；E-输出罗拉（前罗拉）到产生机械波的回转部件的牵伸倍数。

b.传动比法：λ＝πD1i。

λ-产生机械波的回转部件的波长；D1-输出罗拉（前罗拉）的直径；i-产生机械波的回转部件到输出罗拉（前罗拉）之间的传动比。

c.速度法：λ＝V/n。

λ-产生机械波的回转部件的波长；V-出条速度；n-产生机械波的回转部件的转速。

下图为典型的机械波波谱图：下面几张图例为前道工序产生的机械波，随后道工序牵伸后其波长变化情况：上图为并条胶辊产生的机械波波谱图。

上图为对应的粗纱波谱图。

上图为对应的细纱波谱图。

⑶．机械波危害程度的评价：当基本波谱上的峰高超过该峰所在波长处基本波谱高度的50%时，会对织物造成不良影响。

对于连续两个或者多个机械波，其波峰必须叠加后来评价。

机械波产生的疵点绝大多数呈现为规律性，机械波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面体现越明显。

⑷．牵伸波在波谱图中，跨越三个或三个以上频道，形成像小山形隆起状的波形。

⑸．牵伸波计算公式：λ＝KEL W。

E-输出罗拉到产生牵伸波部位的牵伸倍数；L W-纤维的平均长度；K-常数，细纱2.75；粗纱3.5；并条4.0；精梳条4.0；气流纺5.0。

⑹．牵伸波危害程度的评价：牵伸波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面的体现越明显。

牵伸波波长不像机械波波长那样基本固定，而在一定范围内波动，故触发多个频道，形成小山包状的波形。

典型的牵伸波波谱图如下：2.波谱仪及各种波形分解的基本原理及特点：基于经济性的考虑，波谱仪对波谱的识别分析是建立在正弦波的基础上的。

波谱综合解析

可由元素分析氧含量推测氧原子个数。与波谱数据对照。
（d）确定氮原子数
可由元素分析氮含量推测氮原子个数。与波谱数据对照。若MS中有分子离子峰且m/z为奇数时，分子中应含奇数个氮。分子量和从a~c项计算的分子量之间差为14的整数倍或者只用上述a~c各项而在图谱中还有不能说明的问题时，可能有氮原子。应由IR研究相应的官能团，并检查是否尚有不能用b解释的地方(b即指HH-HC之差值)，进一步检查备图谱中相应吸收峰，以确定氮原子数。
波谱综合解析
各种波谱法各有特点和长处，没有万能的方法。
对于比较复杂的有机化合物的结构鉴定，需要综合各种波谱数据，并将必要的物理，化学性质结合。
7.1 各种谱图解析时的要点：
1、紫外光谱法（UV）：
(1)判断芳香环的存在。 (2)判断是否有共轭体系存在。 (3)由Woodward一Hieser规则估算共轭双键或α、β-不饱和醛酮的λmax。
13C
结构 C=O
NMR (ppm)
155~225
1H
NMR (ppm)
IR (cm-1)
1950~1650
MS (m/z)
没有直接信息
羧基
酯
160~180(s)
160~180(s)
在R-COO中与其相邻的烷基质子在3.6~5
酸 60、74……
酯 R-C≡O（R若是烷基，则43、57、71… 其中之一肯定有一个强峰，甲酯74、乙酯 88）酰胺 44
5．结构式的推定
总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单元的关系，
提出一种或几种可能结构式
6. 用全部光谱材料核对推定的结构式
① 用IR核对官能团。 ② 用13C NMR核对碳的类型和对称性。 ③ 用1H NMR核对氢核的化学位移和它们相互偶合关系，必要时与计算值对照。 ④ 用UV核对分子中共轭体系和一些官能团的取代位置，或用经验规则计算λmax值。 ⑤ 最后确定一种可能性最大的结构，并用质谱断裂方式证明结构式推断无误。

波谱解析步骤简述

【分享】五大波谱解析步骤简述（一）紫外光谱解析UV应用时顾及吸收带的位置，强度和形状三个方面。

从吸收带（K带）位置可估计产生该吸收共轭体系的大小；从吸收带的强度有助于K带，B带和R带的识别；从吸收带的形状可帮助判断产生紫外吸收的基团，如某些芳香化合物，在峰形上可显示一定程度的精细结构。

一般紫外吸收光谱都比较简单，大多数化合物只有一、两个吸收带，因此解析较为容易。

可粗略归纳为以下几点：①如果化合物在220～800nm区间无吸收，表明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物。

②如果在220～250nm间显示强吸收（ε近10000或更大），表明有R带吸收，即分子结构存在共轭双烯或α，β—不饱和醛、酮。

③如果在250～290nm间显示中等强度（ε为200～1000）的吸收带，且常显示不同程度精细结构，表明结构中有苯环或某些杂芳环的存在。

④如果在290nm附近有弱吸收带（ε<100），则表明分子结构中非共轭羰基。

⑤如果在300nm上有***度吸收，说明该化合物有较大的共轭体系；若***度吸收具有明显的精细结构，说明为稠环芳、稠环杂芳烃或其衍生物。

（二）红外光谱1. 解析红外光谱的三要素（位置、强度和峰形）在解析红外光谱时，要同时注意红外吸收峰的位置，强度和峰形。

吸收位置是红外吸收最重要的特点，但在鉴定化合物分子结构时，应将吸收峰的位置辅以吸收峰强度和峰形综合分析。

每种有机化合物均显示若干吸收峰，对大量红外图谱中各吸收峰强度相互比较，归纳出各种官能团红外吸收强度的变化范围。

只有熟悉各官能团红外吸收的位置和强度处于一定范围时，才能准确推断出官能团的存在2 .确定官能团的方法对于任何有机化合物的红外光谱，均存在红外吸收的伸缩振动和多种弯曲振动。

因此，每一个化合物的官能团的红外光谱图在不同区域显示一组相关吸收峰。

只有当几处相关吸收峰得到确认时，才能确定该官能团的存在。

例1. 甲基（CH3）：2960cm-1和2870cm-1为伸缩振动，1460cm-1和1380cm-1为其弯曲振动。

波谱图的分析原理,方法和典型实例分析

波谱图的分析原理，方法和典型实例分析（荆州市神舟纺织有限公司）欧怀林一·波谱图分析的基本原理与方法：1.机械波和牵伸波的概念与计算方法：⑴．机械波在波谱图中，呈现“烟囱”柱形状，在一个或多个频道上出现。

当宽度占据二个频道时称为双柱机械波；超过二个频道以上时称为多柱机械波。

⑵．机械波长计算公式：a.牵伸倍数法：λ＝πDxE。

λ-产生机械波的回转部件的波长；Dx-产生机械波的回转部件的直径；E-输出罗拉（前罗拉）到产生机械波的回转部件的牵伸倍数。

b.传动比法：λ＝πD1i。

λ-产生机械波的回转部件的波长；D1-输出罗拉（前罗拉）的直径；i-产生机械波的回转部件到输出罗拉（前罗拉）之间的传动比。

c.速度法：λ＝V/n。

λ-产生机械波的回转部件的波长；V-出条速度；n-产生机械波的回转部件的转速。

下图为典型的机械波波谱图：下面几张图例为前道工序产生的机械波，随后道工序牵伸后其波长变化情况：上图为并条胶辊产生的机械波波谱图。

上图为对应的粗纱波谱图。

上图为对应的细纱波谱图。

⑶．机械波危害程度的评价：当基本波谱上的峰高超过该峰所在波长处基本波谱高度的50%时，会对织物造成不良影响。

对于连续两个或者多个机械波，其波峰必须叠加后来评价。

机械波产生的疵点绝大多数呈现为规律性，机械波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面体现越明显。

⑷．牵伸波在波谱图中，跨越三个或三个以上频道，形成像小山形隆起状的波形。

⑸．牵伸波计算公式：λ＝KEL W。

E-输出罗拉到产生牵伸波部位的牵伸倍数；L W-纤维的平均长度；K-常数，细纱2.75；粗纱3.5；并条4.0；精梳条4.0；气流纺5.0。

⑹．牵伸波危害程度的评价：牵伸波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面的体现越明显。

牵伸波波长不像机械波波长那样基本固定，而在一定范围内波动，故触发多个频道，形成小山包状的波形。

典型的牵伸波波谱图如下：2.波谱仪及各种波形分解的基本原理及特点：基于经济性的考虑，波谱仪对波谱的识别分析是建立在正弦波的基础上的。