1-波谱分析法
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
2960~2850 cm-1 ，甲基、亚甲基C—H键伸缩振动；
1466、1380 cm-1 ，为C—H键的面内弯曲振动；
726，长链亚甲基面外弯曲振动，（CH2)n中n≥4时出现。
(2) 烯烃 C=C键的伸缩振动吸收峰1680~1600 cm-1，取代基多、 对称性强峰就减弱，共轭使峰增强但频率略降低；
３ 影响紫外光谱的因素
(1) 几个基本概念
生色基：能在某一段光的波长内产生吸收的基团，称 为这一段波长的生色团或生色基，如：C=C、C=O、 NO2等。 助色基：本身在紫外或可见光区没有吸收，当它们连
在双键或共轭体系上时，使吸收向长波方向位移，颜色
加深。如：—OH、—NH2、—Cl等。
红移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰向
1 2
k(
1 1 ) + m2 m1
键能增大，键长缩短，力常数k增大。
分子的振动方式
①伸缩振动：
对称伸缩
不对称伸缩
②弯曲振动：
面内弯曲
剪式振动
平面摇摆
面外弯曲
非平面摇摆
扭曲振动
每一种振动方式，都有固定的吸收频率。
当E2-E1 = hν时，红外线才能被吸收，因此同一基团
总是在一个特定的范围内产生吸收峰。 红外吸收峰产生的条件 必要条件：辐射光的频率与分子振动的频率相当； 充分条件：必须是能引起分子偶极矩变化的振动。
S3 S2
T2
S1 V3 V2 V1
J3 J1 J3 J1
T1
S 电子能级 1-20 eV V 振动能级 10-2-10eV J 转动能级 10-6-10-3 eV
F
P
S0
双原子分子能级和能级跃迁示意图
波谱解析
第一章绪论1.波谱分析法研究的内容应用UV，IR，NMR，MS进行结构分析UV：分子最外层价电子在不同能级跃迁产生的，取决于分子中含有双键数目，共轭的情况和几何排列。
IR:分子振动-转动光谱，反应出特定的官能团和相关的化学键。
NMR：主要有1H NMR、13C NMR，1H NMR：通过化学位移，偶合常数和共振峰面积积分，表达不同的氢核。
13C NMR：提供碳原子的信息。
MS：由分子离子峰和碎片峰，推断分子的结构，构成元素的种类和分子式。
2.波谱分析的发展GC-MS-COM；HPLC-MS-COM；GC-FTIR-COM；3. 时间安排第一章绪论第二章紫外吸收光谱法3节第三章红外吸收光谱法7节第四章核磁共振波谱法8节第五章质谱法4节第六章四种图谱的综合解析2节第二章紫外光谱第一节概述紫外可见光谱是电子光谱，研究分子中电子能级的跃迁。
其中:10～190 nm：远紫外区(真空紫外区)；190～400 nm：近紫外区，(紫外区)；400～800 nm：可见光区。
有机分子电子能级跃迁与此190～800 nm的紫外-可见光区密切相关。
用紫外光测得的电子光谱称紫外光谱(简称UV)。
第二节紫外光谱基本原理一、紫外吸收光谱的产生在紫外-可见光照射下，引起分子中电子能级的跃迁，产生电子吸收光谱。
在无外界干扰时，分子处于基态的零位振动能级(V o)的几率最大，由电子的基态到激发态的许多振动(或转动)能级都可发生电子能级跃迁，产生一系列波长间隔对应于振动(或转动) 能级间隔的谱线。
电子能级跃迁的同时伴有振动能级和转动能级的跃迁。
由于分子间的相互作用，通常只能看到宽带。
有机分子中的电子吸收光谱为宽带。
不同的跃迁方式，对键强度的影响不同，因而吸收谱带宽度及谱带的对称性也有不同。
二、分子轨道与电子跃迁的类型（一）分子轨道最长见的有σ轨道与π轨道。
（二）电子跃迁的类型以乙醛(CH3CHO)为例，分子中有成键的σ轨道及C=O的π轨道，非键的n轨道，π*、σ*为反键轨道，轨道能级的能量依次为σ*>π*>n>π>σ．有机化合物的价电子包括成键的σ电子、π-电子和非键的n电子。
波谱分析教程
波谱分析教程
波谱分析是一种常用的信号处理技术，用于研究信号的频谱特性。
本教程将向您介绍波谱分析的基本概念、方法和应用。
1. 什么是波谱分析？
波谱分析是通过将信号从时域转换为频域，来研究信号频谱特性的过程。
通过波谱分析，我们可以获取信号的频率成分、频谱强度和相位信息。
2. 傅里叶变换
傅里叶变换是用于将时域信号转换为频域信号的重要数学工具。
傅里叶变换将信号表示为一组正弦和余弦函数的叠加，可以将信号的频谱特性展现出来。
3. 离散傅里叶变换（DFT）
离散傅里叶变换是傅里叶变换在离散数据上的应用。
通过对离散信号进行DFT，我们可以得到信号的离散频谱。
4. 快速傅里叶变换（FFT）
快速傅里叶变换是一种高效的计算离散傅里叶变换的算法。
FFT可以大大提高计算速度，使得波谱分析在实时信号处理中得以广泛应用。
5. 波谱估计方法
波谱估计方法是通过有限的信号样本，估计信号的频谱特性。
常用的波谱估计方法包括周期图法、自相关法、最大熵法等。
6. 应用案例
波谱分析在许多领域都有广泛的应用。
例如，在通信领域，波谱分析常用于频谱分配、信号识别和调制识别等方面。
在振动分析中，波谱分析可以用于检测机械故障、分析材料的动态特性等。
在此教程中，我们将详细介绍如何进行波谱分析，包括信号预处理、傅里叶变换、波谱估计和结果解释。
通过学习本教程，您将掌握波谱分析的基本方法，为更深入的研究和应用打下基础。
波谱分析简介
➢ 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.ppt
紫外光谱中常以吸收带最大的吸收波长λmax 和该波长下的摩尔吸光系数εmax 来表征化合 物的特征吸收，吸收光谱反应了物质分子对 不同紫外光的吸收能力，吸收带的形状以及 λmax εmax 与分子的结构有密切的关系。
紫外吸收光谱是由分子中的价电 子能级跃迁所产生的，在跃迁过 程中，电子能级的跃迁往往伴随 着分子振动能级的跃迁和转动能 级的跃迁，因此电子能级的跃迁 多产生的吸收带由于附加了分子 振动能级和转动能级的跃迁而变 成了较宽的谱带。
• 学习的目的和要求：
1、分子中电子能级及电子跃迁的规律，σ、π、ｎ轨道及σσ*, n- σ*, π- π*, n- π* 跃迁与分子结构的关系，电子跃 迁产生的吸收带波长及其光谱特征。
2、分子结构变化及取代基对吸收光谱的影响，共轭体系对 吸收波长的影响。
3、各类化合物的紫外吸收特征，共轭二烯烃α,β不饱和羰基 化合物及其酰基苯衍生物的Ｋ带波长计算方法。
二 分子轨道与电子跃迁类型 分子轨道
..
CH3CH2O. .H n
电子跃迁类型
电子在不同轨道间跃迁所吸收的光辐射波长不 同。 σ→σ*跃迁所需要的能量最高,吸收波长 最短；n →π*跃迁所需要的能量最低，吸收 波长较长。
(1)σ →σ*跃迁：饱和烃△E = hυ= hc/λ 高能跃迁，大约需780kJ.mol-1的能量，相 当于真空紫外区的波长。 乙烷的σ →σ* ：135nm 环丙烷σ →σ* ：190nm
2、波谱分析法（UV、IR、NMR、MS） 特点：样品微量化，测定速度快，结果准确，重复 性好。 解析方法： ①、与已知纯物质的标准图谱对照。 ②、对比实验法（空白对照、底物对照、设计实 验）。 几种图谱应互相参照，相互补充，能自园其说，不 互相矛盾，才能准确地确定未知物的分子结构。
波谱分析—绪论(基础化学)
半个多世纪以来，由于量子力学、电子及 光学技术、计算机科学的兴起和发展，波谱分析 方法得到了迅速发展，并逐渐成为人类认识分子 的最重要的手段之一。
四种波谱分析法的比较 ：
1、测定的灵敏度： MS > UV > IR > 1H-NMR > 13C-NMR 2、仪器的昂贵程度： MS和NMR远比IR和UV昂贵，且随着仪器价格的升高也相 应增加了维护费用。 3、测定技能： 在常规分析中使用的UV、IR、简易的NMR比较简单，而精 密的联用仪器如GC-MS、HPLC-MS等操作比较复杂。 4、获取信息量的程度： 不仅要考虑获取信息的数量，还要考虑对 获取信息的解析能力。 综合起来比较，按下述顺序递降： NMR > MS > IR > UV
聚态的结构构型和构象的状况，对人类所面临的生命科学、材料 科学的发展，是极其重要的。
四、波谱学分析方法：
波谱分析法（Specturm Analysis）是由:
紫外光谱 (ultraviolet spectroscopy，缩写为UV)、
红外光谱 (infrared spectroscopy，缩写为IR)、
科研经验，教学过程中使用多媒体课件教学，基本理论、原理 主要采用板书，同时兼有课堂讨论和课后辅导等多种教学手段 相结合的方式。
二、教学目的与基，
波谱学分析方法获得了相当大的进展。在有机化学、无机化学、
生物化学领域中，许多原来只能定性描述的问题，经过波谱学 分析获得了定量的结果。
的能力。
三、本课程的意义
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。
0441核磁共振波谱法1
δ
=（ν
s－ν νo
） r+
δ
r
式中 νs 为样品中磁核的共振频率； νr 为参照物中磁核的共振频率； νo 为仪器的输出频率，MHz； δr 为参照物的化学位移值。
因此也可用氘代溶剂中残留的质子信号作为化学位移参考值。
常用的化学位移参照物是四甲基硅烷（TMS），其优点是化学惰性；单峰；信号处在高
场，与绝大部分样品信号之间不会互相重叠干扰；沸点很低（27℃），容易去除，有利于样 品回收。而对于水溶性样品，常用 3-三甲基硅基丙酸钠-d4（TSP）或 2，2-二甲基-2-硅戊 基-5-磺酸钠（DSS），其化学位移值也非常接近于零。DSS 的缺点是其三个亚甲基质子有时 会干扰被测样品信号，适于用作外参考。
核磁共振信号的另一个特征是它的强度。在合适的实验条件下（见“测定方法”），谱峰 面积或强度正比于引起此信号的质子数，因此可用于测定同一样品中不同质子或其他核的相 对比例，以及在加入内标后进行核磁共振定量分析。
测定方法 在熟悉核磁共振理论的基础上，应多了解样品的性质，并严格遵守操作规程，正确操作 仪器。不正确的样品制备、谱仪调整及参数设置会导致谱图数据的分辨率和灵敏度降低，甚 至给出假峰和错误数据。 通常应用最多的是 1H（质子）核磁共振波谱，其他还包括 19F、31P、13C 核磁共振波谱 以及各种二维谱等。测定前，一般须先将供试品制成合适的溶液。 溶剂选择 合适的溶剂除了对样品有较好的溶解度外，其残留的信号峰应不干扰所分析 样品的信号峰。氘代溶剂同时提供异核锁信号。应尽可能使用高氘代度、高纯度的溶剂，并 注意氘原子会对其他原子信号产生裂分。常用的核磁共振波谱测定用氘代溶剂及其残留质子 信号的化学位移见下表。
实验中按照仪器操作规程设置谱仪参数，如脉冲倾倒角和与之对应的脉冲强度、脉冲间 隔时间、数据采样点（分辨率）、采样时间等。采集足够的 FIDs，由计算机进行数据转换， 调整相位使尽可能得到纯的吸收峰，用参照物校正化学位移值，用输出设备输出谱图。
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。
波谱分析第一章
②分子量的测定
a.熔点降低法 b.沸点升高法 c.质谱法（现代分析法）
③溶解度试验（与分子结构有关，属 分组试验）
a.在水中 b.在乙醚中 c.在5﹪NaOH溶液中（+）和5﹪NaHCO3溶液中 （-）可能是酚类、烯醇、肟（RHC=N-OH）、羟 肟酸（RCONHOH）、伯及仲脂肪族硝基化合物、 硫醇及硫酚等。 d.在5﹪HCl溶液中（+）可能是含-NH2的化合物 e.在浓H2SO4中（+）为不饱和烃，易磺化芳烃及能 在浓硫酸中形成羊盐的含氧化合物；（-）为烃类， 环烷烃及大部分芳烃。
④官能团检验
a.烃类：烷烃：无合适的方法，一般通过元素测定及物理常 数来确定。 烯烃：Br2+CCl4溶液，KMnO4溶液等。 共轭烯烃：D-A反应生成有固定熔点的结晶物。 芳烃：甲醛-硫酸试验，若含芳烃则显棕色或黑色。 b.卤代烃：硝酸银醇溶液试验，（碘化钠丙酮溶液）。 c.醇：方法很多，例如大多数能溶于水的羟基化合物遇硝酸 铈产生琥珀色或红色反应。 d.酚类：溴水，三氯化铁（形成有色络合物）。 e.醛酮：RRC=O + H2NOH → RRC=NOH ； RRC=O + 2,4-二硝基苯肼 → 2,4-二硝基苯腙；(有固定熔点 黄色、橙色或红色沉淀)； RRC=O +H2NNHCONH2 (氨基脲) → RRCNNHCONH2 (缩 氨脲) ； RRC=O + NaHSO3(饱和、过量) → RRC(OH)SO3Na (白色沉淀)。
1.3 波谱分析法的进展
1.提高方法的灵敏性和准确性， 2.各种技术联用，例 GC-MS、LC-MS、GCIR、GC-MS-MS。 3.多维技术的应用 4.脉冲技术的应用
波谱分析法课件
4、了解UV光谱测定有机化合物结构的方法。
13:42:03
教学重点 1、 电子跃迁的类型 2、 吸收带 3、 三类化合物的吸收波长λmax的计算
13:42:03
第一章
紫外吸收光谱法
Ultraviolet Absorption Spectroscopy（UV）
13:42:03
二、波谱分析法的地位与优点
它已成为有机结构分析最常使用的有效手段。 现代有机分析的两大支柱：
1、色谱分析法（有机成分分析） 优点：具有高效的分离能力。
将复杂有机化合物分离成单一纯组分， 从而为波谱分析法提供纯样品。 2、波谱分析法（有机结构分析） 优点：快速（测定速度快） 准确（谱图解析的结果准确，重复性好） 微量（样品微量化）
4、MS 产生：高速电子流轰击有机化合物的气态分子 →m/e粒子→在外加磁场和电场的作用下 →分离出不同m/e粒子→MS图（碎片离子）
用途：结合分子断裂过程的机理→拼凑化合物 分子结构，确定分子量。
13:42:03
四、UV、IR、NMR、MS四种方法比较 1、价格： NMR＞ MS＞IR＞UV 2、测试技能： NMR ＞MS ＞IR＞UV 3、灵敏度： MS＞UV＞IR＞NMR 4、提供信息：NMR＞MS＞IR＞UV 5、所需知识：NMR＞MS＞IR＞UV
波谱分析法
13:42:03
应用化学教研室 2009.3
教材及参考书
1、 教材
邓芹英等,<<波谱分析教程>>,科学出版社.
2、参考书
苏克曼, <<波谱解析法>>, 华东理工大学出版社. 于世林, <<波谱分析法>>, 重庆大学出版社. 李润卿, <<有机结构波谱分析>>, 天津大学出版社. 常建华, <<波谱原理及解析>>, 科学出版社. 张华, <<现代有机波谱分析>>, 化学工业出版社.
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。
波谱分析教案
波谱分析教案一、教学目标1、使学生了解波谱分析的基本概念、原理和方法。
2、掌握常见的波谱技术，如红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振谱（NMR）和质谱（MS）的特点及应用。
3、培养学生运用波谱分析技术解决实际问题的能力。
二、教学重难点1、重点（1）红外光谱中官能团的特征吸收峰及其解析。
（2）核磁共振谱中化学位移、偶合常数的概念及图谱解析。
（3）质谱的基本原理及碎片离子的形成机制。
2、难点（1）复杂分子的红外光谱和核磁共振谱的综合解析。
（2）质谱中分子离子峰的识别及结构推断。
三、教学方法1、讲授法讲解波谱分析的基本理论和方法，使学生建立起系统的知识框架。
2、案例分析法通过实际的化合物波谱分析案例，引导学生运用所学知识进行解析，提高解决问题的能力。
3、实验演示法利用实验设备进行简单的波谱实验演示，增强学生的直观认识。
四、教学过程1、课程导入通过介绍一些日常生活中与波谱分析相关的现象或应用，如药物成分的鉴定、食品质量检测等，引发学生的兴趣，从而引出波谱分析的主题。
2、红外光谱（1）原理讲解分子振动和红外吸收的关系，介绍红外光谱的产生机制。
（2）官能团特征吸收峰详细介绍常见官能团，如羟基、羰基、氨基等在红外光谱中的特征吸收峰位置和形状。
（3）图谱解析通过实例，引导学生根据红外光谱图判断化合物中可能存在的官能团。
3、紫外可见光谱（1）原理阐述分子中电子跃迁与紫外可见吸收的关系。
（2）应用介绍紫外可见光谱在定量分析和结构研究中的应用。
4、核磁共振谱（1）基本原理讲解原子核自旋、磁矩以及在外磁场中的能级分裂等概念。
（2）化学位移解释化学位移的产生原因，介绍不同化学环境中氢原子的化学位移范围。
（3）偶合常数说明自旋自旋偶合现象及偶合常数的意义。
（4）图谱解析结合实例，让学生学会解读核磁共振谱图，确定分子结构。
5、质谱（1）原理介绍质谱仪的工作原理，包括离子的产生、分离和检测。
（2）质谱图的解析讲解分子离子峰、碎片离子峰的识别方法，以及如何根据质谱图推断化合物的结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的结构，而且还能探索到分子间各种集聚态的结
构构型和构象的状况，对人类所面临的生命科学、
材料科学的发展，是极其重要的。
常见有机波谱
常 见 有 机 波 谱
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
分子运动可分为：
价电子运动
分子内原子在其平衡位置附近的振动
分子本身绕其重心的转动 每种运动状态都属一定的能级，当用光照射时，物质 分子吸收一定能量的光量子，转变为三种不同的运动形 式，引起分子内原子的 电子能级 的变化 振动能级 转动能级
由于分子所吸收的能量是量子化的，即只有
E吸收光子 = ΔE两能级之间
E hv
hc
式中： E 为光量子能量，单位为 J h 为Planck 常数，其量值为 6.63 × 10-34 J s-1
该式表明：分子吸收电磁波，从低能级跃迁到 高能级，其吸收光的频率与吸收能量的关系。由此
可见，与E，v 成反比，即 ↓，ν↑(每秒的振
动次数↑)，E↑。
根据波长的不同，电磁波可划分为几个区域：
属于核磁共振（NMR）研究范畴
由于各种物质分子内部运动状态存在差异，产生的光
谱亦各异，所以利用此对物质可进行结构分析和鉴定
注意： UV光谱、IR光谱、NMR 质谱（MS）
属 不是
吸收光谱 吸收光谱
3、朗勃特——比尔定律
（Lambert——Beer） ——当用一束光（I0）照射溶液时，一部分光（I）通过
称之为
摩尔消光系数，用ε表示
C = 1m
= ε （摩尔吸收系数）
l = 1cm
所以Lambert—Beer公式可写成：
A =εc l =log I0 /I
②、把 I / I0
称之为
透射率（T），即：
T = I / I0
把 T%
称之为
百分透射率
谢谢大家
电磁波包括的范围很广，我们所熟悉的光就是一 种具有一定波长的电磁波，是一种以巨大速度通过空 间传播的光量子流，它既有粒子性，也具有波动性， 称之为——波粒二相性。
就波动性而言
可用波长( )、频率(v )和波数(
按量子力学，其关系为：
v )来描述。
v
c
cv
就粒子性而言
它具有一定能量，可用光量子的能量来描述：
缩写为IR)
核磁共振谱 (nuclear magnetic resonance 缩写为NMR) 质谱 ( mass spectroscopy 缩写为MS)
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：0.01-5mg IR：0.1-1mg NMR：1-5mg
溶液，而另一部分光被溶液吸收了。这种吸收是与溶 液中物质的浓度（c）和液层厚度（l）成正比，即：
A = log I 0 / I = Ecl
式中： A—吸光度 c—溶液浓度（mol / l）
I0—透过溶液前的入射单色光强度
I— 透过溶液后的透射单色光强度
l—盛液小池的厚度（cm）
E—吸收系数
注意：
①、当溶液浓度 C=1 mol/l ，小池厚度 l =1cm ，此 时测得的吸光度 A 即： A
MS：0.000001-0.1mg UV：2-20万
缺点：仪器价格昂贵，操作复杂
IR：3-50万 NMR：50-1000万 MS：20-500万
基本内容：
紫外吸收光谱 （UV） 红外吸收光谱 （IR） 核磁共振光谱 （NMR） 质谱 （MS）
基本知识：
电磁波谱 分子吸收光谱 朗勃特—比尔定律
1、电磁波谱
1m~5m
2.5μm
2ห้องสมุดไป่ตู้μm
2、分子吸收光谱
物质内部的运动在外部将以辐射能量或吸收能量 的形式表现出来
从高 E 从低 E
低 E 高 E
称之为——辐射光谱 称之为——吸收光谱
有机物结构研究和鉴定中，大量应用的是 吸收光谱
分子吸收光谱——
是由波长连续分布的光透过物质时，某些波长的光 被物质吸收而产生的暗线或暗带组成的光谱
才能被吸收，产生相应的 电子光谱 振动光谱 转动光谱 吸收光谱根据跃迁所吸收的能量不同和跃迁形式 的差别可分为以下几种： ① 原子内层电子谱—— 指分子中原子由于吸收光子而使原子内层电子跃迁所产生 的吸收光谱 属于X射线光电子能谱（XPS）研究范畴
② 价电子光谱——
指分子内由于吸收光子引起分子价电子能级跃迁所产
波 谱 解 析 法
（Specturm Analysis）
化学工程系
尹青
教材：
《波谱解析法》
潘铁英、张玉兰、苏克曼编著， 华东理工大学出版社， 第二版
参考书目：
1、《波谱分析法》，于世林主编，重庆大学出版社 2、《波谱分析教程》，邓芹英主编，科学出版社 3、《波谱分析法》，沈淑娟主编，华东化工学院出版社 4、《仪器分析》，武汉大学化学系编，高教出版社
主要讲六章
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 绪论 紫外吸收光谱 （UV） 红外吸收光谱 （IR） 核磁共振光谱 （NMR） 质谱 四谱综合解析 （MS）
第一章
绪 论
有机化合物的结构表征(即测定) —— 是从分子 水平认识物质的基本手段，是有机化学的重要组成部 分。过去，主要依靠化学方法进行有机化合物的结构
测定。
其缺点是： 费时、费力、费钱， 需要的样品量大。 例如：鸦片中吗啡碱结构的测定， 从1805年开始研究，直至1952年 才完全阐明，历时147年。
OH O HO NCH3 吗 啡 碱
而现在的结构测定，则采用现代仪器分析法，
其优点是：
省时、省力、省钱、快速、准确，样品消耗
量是微克级的，甚至更少。它不仅可以研究分子
λ（ ） 小 宇 射 宙 线 γ-射 线 χ-射 线 紫 外 可 见 红 外 微 波 λ（ ） 大 无 电 线 波
紫 光 外 谱 远 10~200nm 近 200~400nm
可 光 见 谱
红 光 外 谱 近 0.7~2.5 μm 中 2.5~25 μm 远 25~1000 μm
核 共 磁 振
400~800nm
生的吸收光谱 属于紫外吸收光谱（UV）研究范畴 ③ 振动光谱—— 分子吸收光子后引起分子基团振动能级跃迁所产生 的吸收光谱 属于红外光谱（IR）研究范畴
④ 转动光谱——
分子吸收光子后引起共价键的转动能级跃迁所产生 的吸收光谱 属于远红外吸收光谱研究范畴
⑤ 核自旋光谱——
在外磁场条件下，原子核吸收光子后引起核能级跃迁 （核磁共振）所产生的吸收光谱