有机化合物的典型光谱 - 有机化合物的典型光谱
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有机化合物的紫外吸收光谱
键不算延长双键； 3、环烷基位置为两个双键共有，应计算两次； 4、有环张力或立体结构影响到π→π*共轭时，计算
值与实测值误差较大。
λmax 253+30+5× 3+5× 5 =323nm（320nm）
CH3S
214+30+5+ 5× 3 =264nm（268nm）
234nm(248nm)
229nm(245.5nm)
§4 有机化合物的紫外吸收光谱
一、简单分子的紫外吸收光谱
1、烷烃、烯烃、炔烃
A、烷烃
C-C、C-H σ→σ*
CH4 125nm、CH3CH3 135nm、环丙烷190nm
B、烯烃、炔烃
C-C、C-H、C=C 、C≡C
σ→σ* π→π* 丁烯178nm、环己烯184nm、乙炔173nm
2、羰基化合物
NHCOCH3
基本值 对位NHAc 计算值 测量值
CHO
H3CO
基本值
对位烷氧基
邻位烷基
O
计算值 m
测量值
m
250 45nm
295nm 292nm
246 25nm
3nm 274n 276n
4、稠环化合物
稠环化合物由于其共轭结构延长，使E带、K带和B带移 向长波，吸收强度提高且谱带呈现某些精细结构。稠环化合物 的环越多，波长越长。例如萘和蒽只吸收紫外光，不吸收可见 光，而有四个环的丁省，其吸收波长为473nm ，已进入可见 光区。非线形稠环化合物的吸收光谱比较复杂。
烷基羟基oh酰氧基ocor卤素cl卤素brsrnr2152022073039101218353017313530505015121212253025258095基本值215nm增加一个双键30nm39nm环外双键5nm烷基取代10nm烷基取代18nm计算值317nm测定值314nmcho基本值207nm烷基取代10nm烷基取代122nm计算值241nm测定值240nmchcho21530182071225299nm296nm10700236nm238nm16000溶剂修正值溶剂修正值8nm乙醚7nm甲醇正己烷11nm氯仿1nm环己烷11nm二氧六环5nm计算值239nm甲醇中的测定值237nm己烷中的测定值230nm23011241nm不饱和羧酸及酯吸收波长的计算方法跃迁nm或烷基取代的基本值或二烷基取代的基本值三烷基取代的基本值增加一个共轭双键或烷基取代环外双键五员环及七员环内双键2082172253018chchchchcooh单取代基本值208增加一个共轭双键30nm烷基取代18nm计算值256nm测量值254nmchcchcoohchcooh217nm216nm2175222nm220nmcooh2175222nm222nm3共轭多烯含五个以上共轭双键的多烯烃其吸收带波长和摩尔吸光系数可用下述公式计算
值与实测值误差较大。
λmax 253+30+5× 3+5× 5 =323nm（320nm）
CH3S
214+30+5+ 5× 3 =264nm（268nm）
234nm(248nm)
229nm(245.5nm)
§4 有机化合物的紫外吸收光谱
一、简单分子的紫外吸收光谱
1、烷烃、烯烃、炔烃
A、烷烃
C-C、C-H σ→σ*
CH4 125nm、CH3CH3 135nm、环丙烷190nm
B、烯烃、炔烃
C-C、C-H、C=C 、C≡C
σ→σ* π→π* 丁烯178nm、环己烯184nm、乙炔173nm
2、羰基化合物
NHCOCH3
基本值 对位NHAc 计算值 测量值
CHO
H3CO
基本值
对位烷氧基
邻位烷基
O
计算值 m
测量值
m
250 45nm
295nm 292nm
246 25nm
3nm 274n 276n
4、稠环化合物
稠环化合物由于其共轭结构延长，使E带、K带和B带移 向长波，吸收强度提高且谱带呈现某些精细结构。稠环化合物 的环越多，波长越长。例如萘和蒽只吸收紫外光，不吸收可见 光，而有四个环的丁省，其吸收波长为473nm ，已进入可见 光区。非线形稠环化合物的吸收光谱比较复杂。
烷基羟基oh酰氧基ocor卤素cl卤素brsrnr2152022073039101218353017313530505015121212253025258095基本值215nm增加一个双键30nm39nm环外双键5nm烷基取代10nm烷基取代18nm计算值317nm测定值314nmcho基本值207nm烷基取代10nm烷基取代122nm计算值241nm测定值240nmchcho21530182071225299nm296nm10700236nm238nm16000溶剂修正值溶剂修正值8nm乙醚7nm甲醇正己烷11nm氯仿1nm环己烷11nm二氧六环5nm计算值239nm甲醇中的测定值237nm己烷中的测定值230nm23011241nm不饱和羧酸及酯吸收波长的计算方法跃迁nm或烷基取代的基本值或二烷基取代的基本值三烷基取代的基本值增加一个共轭双键或烷基取代环外双键五员环及七员环内双键2082172253018chchchchcooh单取代基本值208增加一个共轭双键30nm烷基取代18nm计算值256nm测量值254nmchcchcoohchcooh217nm216nm2175222nm220nmcooh2175222nm222nm3共轭多烯含五个以上共轭双键的多烯烃其吸收带波长和摩尔吸光系数可用下述公式计算
常见有机化合物的紫外吸收光谱
常见有机化合物的紫外吸收光谱1. 饱和烃饱和单键碳氢化合物只有σ电子，因而只能产生σ→σ*跃迁。
由于σ电子最不容易激发，需要吸收很大的能量，才能产生σ→σ*跃迁，因而这类化合物在200nm以上无吸收。
所以它们在紫外光谱分析中常用作溶剂使用，如正已烷、环乙烷、庚烷等。
2.不饱和脂肪烃◆含孤立不饱和键的烃类化合物。
具有孤立双键或三键的烯烃或炔烃，它们都产生π→π*跃迁，但多数在200nm以上无吸收。
如已烯吸收峰在171nm，乙炔吸收峰在173nm，丁烯在178nm。
若烯分子中氢被助色团如-OH、-NH2、-Cl等取代时，吸收峰发生红移，吸收强度也有所增加。
◆含共轭体系的不饱和烃。
具有共轭双键的化合物，相间的π键相互作用生成大π键，由于大π键各能级之间的距离较近，电子易被激发，所以产生了K吸收带，其吸收峰一般在217~280nm。
K吸收带的波长及长度与共轭体系的长短、位置、取代基种类等有关，共轭双键越多，波长越长，甚至出现颜色。
因此可据此判断共轭体系的存在情况。
◆芳香化合物。
苯的紫外吸收光谱是由π→π*跃迁组成的三个谱带，即E1、E2、具有精细结构的B吸收带。
当苯环上引入取代苯时，E2吸收带和B吸收带一般产生红移且强度加强。
稠环芳烃母体吸收带的最大吸收波长大于苯，这是由于它有两个或两个以上共轭的苯环，苯环数目越多，λmax越大。
例如苯（255nm）和萘（275nm）均为无色，而并四苯为橙色，吸收峰波长在460nm。
并五苯为紫色，吸收峰波长为580nm。
◆杂环化合物。
在杂环化合物中，只有不饱和的杂环化合物在近紫外区才有吸收。
以O、S或NH取代环戊二烯的CH2的五元不饱和杂环化合物，如呋喃、噻吩和吡咯等，既有π→π*跃迁引起的吸收谱带，又有n→π*跃迁引起的谱带。
有机化合物的紫外-可见吸收光谱
C=S,－N
O O
（共轭双键）
一些含有n电子的基团，本身没有生色功能，但当 它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力，这样的基团称为助色团。
： ： ：
助色团：－NH2，－OH，－X （孤对电子）等
2
：
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200～750nm波长范围内若无吸收峰，则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε＝10～100 L·mol1·cm-1),（n→π跃迁），则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团，如羰基。 ⑵ 若在250～300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
滴定剂与待 测物均吸收
产物吸收
Vsp
Vsp
24
8.5.4 络合物组成的测定
1. 摩尔比法: 固定cM ,改变cR
A
1:1 1.0 2.0
3:1 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法:
M:R=1:1
cM + cR = c(常数）
M:R=1:2
0.5 cM/c cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4
6
电荷转移吸收光谱
分子中金属离子轨道上的电荷吸收光能后转移到 配体的轨道上，或按反方向转移，这种跃迁称为电 荷转移跃迁，所产生的吸收光谱称为荷移光谱。 本质上属于分子内氧化还原反应 ε一般都较大(104左右)，适于微量金属的检测 例：Fe3＋与SCN－形成血红色配合物，在490 nm处 有强吸收峰。其实质是发生了如下反应： [Fe3＋－SCN-]2＋ ＋hν= [Fe2＋－SCN]2＋
O O
（共轭双键）
一些含有n电子的基团，本身没有生色功能，但当 它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力，这样的基团称为助色团。
： ： ：
助色团：－NH2，－OH，－X （孤对电子）等
2
：
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200～750nm波长范围内若无吸收峰，则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε＝10～100 L·mol1·cm-1),（n→π跃迁），则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团，如羰基。 ⑵ 若在250～300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
滴定剂与待 测物均吸收
产物吸收
Vsp
Vsp
24
8.5.4 络合物组成的测定
1. 摩尔比法: 固定cM ,改变cR
A
1:1 1.0 2.0
3:1 3,0 c(R)/c(M)
25
2. 等摩尔连续变化法:
M:R=1:1
cM + cR = c(常数）
M:R=1:2
0.5 cM/c cM/c
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4
6
电荷转移吸收光谱
分子中金属离子轨道上的电荷吸收光能后转移到 配体的轨道上，或按反方向转移，这种跃迁称为电 荷转移跃迁，所产生的吸收光谱称为荷移光谱。 本质上属于分子内氧化还原反应 ε一般都较大(104左右)，适于微量金属的检测 例：Fe3＋与SCN－形成血红色配合物，在490 nm处 有强吸收峰。其实质是发生了如下反应： [Fe3＋－SCN-]2＋ ＋hν= [Fe2＋－SCN]2＋
各类有机化合物的红外光谱
4. 芳烃
芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） 芳烃的特征吸收：（与烯烃类似） ：（与烯烃类似
• υ=C－H 3000～3100 cm-1 （芳环C-H伸缩振动） 3000～ 芳环C 伸缩振动） =C－ • υC=C =C 1650～ 芳环骨架伸缩振动） 1650～1450 cm-1（芳环骨架伸缩振动） • γ面外=C-H 900～650 cm-1 用于确定芳烃取代类型 900～ 用于确定 确定芳 取代类型 C 芳环取代基性质无关 而与取代个数有关， 取代基性质无关， （与芳环取代基性质无关，而与取代个数有关，取代 基个数越多， 芳环上氢数目越少， 基个数越多，即芳环上氢数目越少，振动频率越 低。） • γ面外=C-H C 2000～ 倍频 2000～1600 cm-1（w) 用于确定芳 用于确定芳烃取代类型
C4H9－O－C4H9 －
丁醚的红外光谱图
1210-1000cm –1是醚键的不对称伸缩振动 υC-O-C 是醚键的不对称伸缩振动 -
7. 胺和铵盐
CH3CH2CH2CH2NH2
丙胺的红外光谱图
CH3CH2CH2NH3＋Cl－
丙胺盐的红外光谱图
8.羰基化合物 8.羰基化合物 • 因υC=O 非常特征，羰基化合物易与其他 非常特征， 有机物区分。 有机物区分。 • 不同的羰基化合物的区分主要依据： 不同的羰基化合物的区分主要依据： • υC=O 位置 • 其他辅助信息
3. 炔烃
端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 端基炔烃有两个主要特征吸收峰： 一是叁键上不饱和C 伸缩振动υ 约在3300cm 一是叁键上不饱和C-H伸缩振动υ≡C-H约在3300cm-1处产 叁键上不饱和 生一个中强的尖锐峰 二是C 伸缩振动υ 吸收峰在2140 二是C≡C伸缩振动υ≡C-C吸收峰在2140 ~2100cm-1。 位于碳链中间则只有υ 若C≡C位于碳链中间则只有υ≡C-C在2200cm-1左右一个尖 在对称结构中， 峰，强度较弱。如果在对称结构中，则该峰不出现。 强度较弱。如果在对称结构中 则该峰不出现。
3.2 重要有机化合物的紫外吸收光谱及应用[最新]
![3.2 重要有机化合物的紫外吸收光谱及应用[最新]](https://img.taocdn.com/s3/m/4a6b2cfd6bd97f192379e94c.png)
苯环上发色基团对吸
收带的影响
K、B、R带均红移
6/23/2021
3.稠环芳烃化合物
(1) 共轭体系增大， (2) 紫外吸收均比苯环移向长波长方向，可达可见光区 (3) 精细结构比苯环更明显。
在前面，已经了 解了
典型有机物的光 谱特
征，目的是为了 将紫
外吸收光谱应用 于有
机物的结构解析
6/23/2021
(5) 有些双键或基团“身
兼数职”，计算时是重
复计算
6/23/2021
例
m a基 x 3 R 2 1 3 5 7 232
C
AB
1
2
6/23/2021
例
6/23/2021
表
max
共轭烯烃吸收光谱的 m变ax化规律是：共轭双键连有取代基 λmax 红移；共轭体系增大， 也m红ax 移。
㏒ε
N HCl H
4
E2带
B带
3
B带
2
苯胺
1
甲苯 苯
0
200 220 240 260 280 300 波长λ(nm) (b)
6/23/2021
（3）发色团取代苯衍生物
光谱特征：含双键的取代基团，与苯环共轭后，双键在200～ 250nm出现K带，使B带发生强烈红移，有时B带被淹没在K 带之中，同时氧上的孤对电子：R带，弱。
基准值。
λi和ni是由双键上取代基的种类和个数决定的校
6/23/2021
λmax=λ基+Σniλi
注意： ？
？
(1) 以丁二烯基的基准值
大的为母体；
(2) 与共轭体系无关的孤
立双键不参与计算；
(3) 不在双键上的取代基
有机化合物的红外光谱
游离 3700～3500 cm－1 s（尖） 缔合 3450～3200 cm－1 vs （较宽）
伯胺双峰，仲胺单峰，叔胺无峰。
（4） v N-H（酰胺）
伯酰胺
3450～3225 cm－1 s（略宽），双峰
仲酰胺
～3330 cm－1
s （略宽）单峰，
δN－H 倍频峰 3070 cm－1 （w） 伯酰胺双峰，仲酰胺单峰，叔酰胺无峰。
烃类化合物中，vC-H频率与C原子杂化状态有关，
杂化C原子的s成分比例越高，其电负性越大，则相
应C-H键长越短，力常数越大，vC-H频率越高。
烷烃
烯烃
炔烃
C 杂化态
sp3
sp2
sp
C-H 键长 0.1095nm 0.1071nm 0.1058nm
K/N.cm－1 4.7
5.1
5.9
波数/cm－1 2960～2850 3100～3000 ～3300
υ H C C R
C C 2140-2100cm-1 （弱）
υ R1 C C R2 C C 2260-2190 cm-1 （弱）
c)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )
面内变形（=C-H）1400-1420 cm-1 （弱）
面外变形（=C-H） 1000-700 cm-1 （有价值）
异丙基 δ s ： 约 1385，1375cm－1，m ，等强度双峰。 叔丁基 δ s ： 约 1395，1365cm－1，m ,双峰，前弱后强。
（2）醇的 C-O 伸缩振动：约1000～1200cm－1 ，vs，宽。 （3）酚的C-O 伸缩振动： 约1100～1300cm－1， vs，宽，
有时裂分为双峰。 （4）醚的C-O伸缩振动： 约1050～1280cm－1，vs，较宽。 （5）酯的C-O伸缩振动： 约1000～1300cm－1，vs，宽。 （6）羧酸的C-O伸缩振动： 约1250cm－1，vs、v、m，宽。 （7）酸酐的C-O伸缩振动： 约1000～1250cm－1，vs，宽。
各类化合物的红外光谱特征讲解
各类化合物的红外光谱特征讲解红外光谱是一种重要的分析技术，可以用于确定化合物的结构和化学键的类型。
在红外光谱图中，横坐标表示波数（单位为cm⁻¹），纵坐标表示吸收强度或透射率。
有机化合物：1. 烷烃：烷烃的红外光谱图通常没有明显的峰。
C-H键的拉伸振动一般在3000-2900 cm⁻¹范围内，C-H键的弯曲振动通常在1450 cm⁻¹附近。
2. 烯烃：烯烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1650-1600 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动和弯曲振动与烷烃类似。
3. 芳香烃：芳香烃的红外光谱图中通常有一个称为"C=C"伸缩振动的特征峰，在1600-1475 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸和弯曲振动在3100-3000 cm⁻¹和1500-1000 cm⁻¹范围内。
4. 醇和酚：醇和酚的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-3200 cm⁻¹范围内。
C-O键的拉伸振动通常在1300-1000 cm⁻¹范围内。
5. 酮：酮的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-C和C-H键的伸缩振动可以在3000-2850cm⁻¹范围内观察到。
6. 醛：醛的红外光谱图中通常有一个称为"C=O"伸缩振动的特征峰，在1750-1650 cm⁻¹范围内。
C-H键的拉伸振动通常在2850-2700 cm⁻¹范围内。
7. 酸：酸的红外光谱图中通常有一个称为-OH伸缩振动的特征峰，在3500-2500 cm⁻¹范围内。
C=O伸缩振动通常在1800-1600 cm⁻¹范围内。
9. 酯：酯的红外光谱图中通常有一个称为C=O伸缩振动的特征峰，在1750-1735 cm⁻¹范围内。
波谱分析第二章有机化合物紫外光谱解析
波谱分析第二章有机化合物紫外光 谱解析
羰基吸收峰受取代基影响显著位移
醛酮均在270 —300nm有R吸收带，但略有差别。 酮: 270 —280nm， 醛: 280—300nm附近 酮比醛多一个烃基，由于超共轭效应π轨道能级降低， π*轨道能级升高， n→π* 跃迁需要较高的能量。
n→ * /nm n→π* /nm
到π*轨道，完成 n→π*跃迁。
→* 跃迁在120—130nm之间产生吸收 π→π* 跃迁在 —160 nm左右产生吸收
n→* 跃迁在 —180 nm左右产生吸收
孤立羰基化合物研究最多的是 n→π* 跃迁，谱带吸收在 270—300nm附近。低强度的宽谱带。 （=10～20）
R带位置的变化对溶剂很敏感
CH3Cl CH3OH CH3NH2
σ→σ* 164-154
150 173
n →σ* 174 183 213
σ*
E
n σ
波谱分析第二章有机化合物紫外光 谱解析
2.烯类化合物
单烯烃： σ→σ* 和π→π* 两种跃迁。
ΔΕπ→π*<ΔΕσ→σ* ， 吸收带在200nm左右。
λmax/nm εmax CH2=CH2 π→π* 162 ～104 CH3CH=CHCH3 π→π* 178 ～104 环己烯 π→π* 176 ～104
λmax =114＋5×10+11×(48.0-1.7×11)-16.5×2=453.3nm εmax =1.74 × 104× 11=19.1× 104
波谱分析第二章有机化合物紫外光 谱解析
3．羰基化合物
（1）饱和羰基化合物： →* 、 π→π* 、 n→* 、 n→π*四种跃迁; 常常在发生π→π* 跃迁的同时，n 电子亦被激发而跃迁
羰基吸收峰受取代基影响显著位移
醛酮均在270 —300nm有R吸收带，但略有差别。 酮: 270 —280nm， 醛: 280—300nm附近 酮比醛多一个烃基，由于超共轭效应π轨道能级降低， π*轨道能级升高， n→π* 跃迁需要较高的能量。
n→ * /nm n→π* /nm
到π*轨道，完成 n→π*跃迁。
→* 跃迁在120—130nm之间产生吸收 π→π* 跃迁在 —160 nm左右产生吸收
n→* 跃迁在 —180 nm左右产生吸收
孤立羰基化合物研究最多的是 n→π* 跃迁，谱带吸收在 270—300nm附近。低强度的宽谱带。 （=10～20）
R带位置的变化对溶剂很敏感
CH3Cl CH3OH CH3NH2
σ→σ* 164-154
150 173
n →σ* 174 183 213
σ*
E
n σ
波谱分析第二章有机化合物紫外光 谱解析
2.烯类化合物
单烯烃： σ→σ* 和π→π* 两种跃迁。
ΔΕπ→π*<ΔΕσ→σ* ， 吸收带在200nm左右。
λmax/nm εmax CH2=CH2 π→π* 162 ～104 CH3CH=CHCH3 π→π* 178 ～104 环己烯 π→π* 176 ～104
λmax =114＋5×10+11×(48.0-1.7×11)-16.5×2=453.3nm εmax =1.74 × 104× 11=19.1× 104
波谱分析第二章有机化合物紫外光 谱解析
3．羰基化合物
（1）饱和羰基化合物： →* 、 π→π* 、 n→* 、 n→π*四种跃迁; 常常在发生π→π* 跃迁的同时，n 电子亦被激发而跃迁
高中化学： 第七章 有机化合物结构的光谱分析
其分子质量为偶数，含奇数氮的有机物其相对分子质量为奇数 。
分子离子峰的应用： 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质量， 所以，用质谱法可测分子量。
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2、 同位素离子和同位素离子峰
含有同位素的离子称为同位素离子。 在质谱图上，与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。
同位素离子峰的特点： 1 同位素一般比常见元素重，其峰都出现在相应一般峰 的右侧附近。一定是奇电子离子。 2 同位素峰的强度与同位素的丰度是相当的。 3 分子离子峰与相应的同位素离子峰的强度可用二项式 (A+B)n的展开式来推算.
*2 对于没有自由基的偶电子离子（EE+），只可能发生 i-碎裂。
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（4） -过程
当键形成阳离子自由基时发生的碎裂过程称为-过程。
+ +H
-e
+
+ + CH3 m/z 15
+
+ CH3CH2 m/z 29
+
+ CH3CH2CH2 m/z 43
1 由于-过程 ，烷烃的质谱会显示出m /z 15，29，43，57， 71……一系 列偶电子离子碎片。
CH3 CH2 X - e- CH3 CH2 X+
CH3 +CH2=X+
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（3） i-碎裂
由正电荷（阳离子）引发的碎裂的过 程称为i-碎裂，它涉及两个电子的转移。
卤代烷、醚、硫醚、胺等可通过i-裂解生成碳正离子
+
O
i-碎裂 CH3CH2+ + OCH2CH3
*1 i-碎裂一般都产生一个碳正离子。
分子离子峰的应用： 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质量， 所以，用质谱法可测分子量。
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2、 同位素离子和同位素离子峰
含有同位素的离子称为同位素离子。 在质谱图上，与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。
同位素离子峰的特点： 1 同位素一般比常见元素重，其峰都出现在相应一般峰 的右侧附近。一定是奇电子离子。 2 同位素峰的强度与同位素的丰度是相当的。 3 分子离子峰与相应的同位素离子峰的强度可用二项式 (A+B)n的展开式来推算.
*2 对于没有自由基的偶电子离子（EE+），只可能发生 i-碎裂。
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（4） -过程
当键形成阳离子自由基时发生的碎裂过程称为-过程。
+ +H
-e
+
+ + CH3 m/z 15
+
+ CH3CH2 m/z 29
+
+ CH3CH2CH2 m/z 43
1 由于-过程 ，烷烃的质谱会显示出m /z 15，29，43，57， 71……一系 列偶电子离子碎片。
CH3 CH2 X - e- CH3 CH2 X+
CH3 +CH2=X+
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（3） i-碎裂
由正电荷（阳离子）引发的碎裂的过 程称为i-碎裂，它涉及两个电子的转移。
卤代烷、醚、硫醚、胺等可通过i-裂解生成碳正离子
+
O
i-碎裂 CH3CH2+ + OCH2CH3
*1 i-碎裂一般都产生一个碳正离子。
有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析
有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析有机化合物的光谱分析光谱分析是有机化学中一种重要的实验方法，它通过测量物质与电磁波的相互作用来获取有关分子结构和化学环境的信息。
在有机化学中，常用的光谱技术有红外光谱、质谱和核磁共振光谱等。
本文将介绍有机化合物的光谱分析方法及其基础知识点。
一、红外光谱（Infrared Spectroscopy）红外光谱是一种常用的有机化合物结构分析方法。
它通过测量物质在红外辐射下吸收光的波长和强度来研究有机分子的化学键和官能团。
在红外光谱中，最常见的峰位分别对应于C-H、C=O和O-H等功能团。
例如，红外光谱中出现在3000-2850 cm^-1的峰位通常表示有机分子中存在C-H键。
二、质谱（Mass Spectrometry）质谱是一种用来确定有机化合物分子结构和分子量的技术。
它通过测量物质中离子的质量和相对丰度来分析化合物的化学成分。
质谱的主要步骤包括样品的蒸发、离子化、质谱分析以及数据处理等。
质谱通常可以提供有机分子的分子式、分子量和结构等信息。
三、核磁共振光谱（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）核磁共振光谱是一种用来研究原子核之间相互作用以及有机分子结构的技术。
它利用核磁共振现象来测量物质中核自旋的能级差和能级的相对强度。
核磁共振光谱常用于确定有机分子的结构、官能团以及它们之间的化学键。
常见的核磁共振光谱包括^1H核磁共振和^13C核磁共振。
四、其他光谱分析方法除了红外光谱、质谱和核磁共振光谱之外，还有一些其他的光谱分析方法在有机化学中得到广泛应用。
例如，紫外-可见吸收光谱可以用于测量有机分子的电子跃迁能级，从而分析其共振结构和电子吸收性质。
拉曼光谱可以提供有机分子的振动和转动信息。
电子自旋共振光谱则用于研究物质中的自由基和电子结构等。
总结：有机化合物的光谱分析方法在有机化学中发挥着重要的作用。
通过红外光谱、质谱和核磁共振光谱等技术，我们可以获得有机分子的结构、官能团和化学键等信息，从而更好地理解和研究有机化学反应和反应机理。
有机化合物的紫外-可见吸收光谱
C=S,－N
O O
（共轭双键）
¾一些含有n电子的基团，本身没有生色功能，但当 它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力，这样的基团称为助色团。
： ： ：
助色团：－NH2，－OH，－X （孤对电子）等
2
：
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200～750nm波长范围内若无吸收峰，则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε＝10～100 L·mol1·cm-1),（n→π跃迁），则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团，如羰基。 ⑵ 若在250～300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
AH
+
β3
H+
OH-
FeR3
β3＝1021.3
c(R)≈[R´]=10-4mol·L-1
[FeR ] β 3 3 β 3′ = = [Fe ′][R ′]3 α Fe(A) ⋅ α 3 R(H)
[FeR 3 ] lg = lg β 3 − lg α Fe(A) − 3lg α R(H) + 3lg[R′] [Fe′]
4
（3）若在210～250 nm波长范围内有强吸收峰， 则可能含有2个共轭双键；若在260～300 nm波长 范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有3个或3个 以上共轭双键。 （4）若该有机物的吸收峰延伸至可见光区，则该 有机物可能是长链共轭或稠环化合物。
5
2.金属配合物的紫外-可见吸收光谱
金属配合物的生色机理主要有三种类型： ⑴ 配体微扰的金属离子d-d电子跃迁和ｆ-ｆ电子跃 迁: ε很小，对定量分析意义不大 ⑵ 金属离子微扰的配体内电子跃迁 与成键性质有关，若静电引力结合，变化一般很 小。若共价键和配位键结合，则变化非常明显。 ⑶电荷转移吸收光谱 在分光光度法中具有重要意义
O O
（共轭双键）
¾一些含有n电子的基团，本身没有生色功能，但当 它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增 强生色团的生色能力，这样的基团称为助色团。
： ： ：
助色团：－NH2，－OH，－X （孤对电子）等
2
：
红移和蓝移
3
有机化合物的紫外光谱解析
了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱 和化合物、异构体及构象进行判别。 ⑴ 在200～750nm波长范围内若无吸收峰，则可能是 直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双 键的烯烃等。若有低强度吸收峰(ε＝10～100 L·mol1·cm-1),（n→π跃迁），则可能含有一个简单非共轭且 含有n电子的生色团，如羰基。 ⑵ 若在250～300 nm波长范围内有中等强度的吸收峰 则可能含苯环。
AH
+
β3
H+
OH-
FeR3
β3＝1021.3
c(R)≈[R´]=10-4mol·L-1
[FeR ] β 3 3 β 3′ = = [Fe ′][R ′]3 α Fe(A) ⋅ α 3 R(H)
[FeR 3 ] lg = lg β 3 − lg α Fe(A) − 3lg α R(H) + 3lg[R′] [Fe′]
4
（3）若在210～250 nm波长范围内有强吸收峰， 则可能含有2个共轭双键；若在260～300 nm波长 范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有3个或3个 以上共轭双键。 （4）若该有机物的吸收峰延伸至可见光区，则该 有机物可能是长链共轭或稠环化合物。
5
2.金属配合物的紫外-可见吸收光谱
金属配合物的生色机理主要有三种类型： ⑴ 配体微扰的金属离子d-d电子跃迁和ｆ-ｆ电子跃 迁: ε很小，对定量分析意义不大 ⑵ 金属离子微扰的配体内电子跃迁 与成键性质有关，若静电引力结合，变化一般很 小。若共价键和配位键结合，则变化非常明显。 ⑶电荷转移吸收光谱 在分光光度法中具有重要意义
重要有机物红外光谱
谱图解析——甲苯
2962cm-1, -CH3 反对称伸缩振动 峰。
谱图解析——甲苯
2872cm-1, -CH3对称 伸缩振动峰。
谱图解析——甲苯
这些是在更低频率的峰 的合频峰或倍频峰，这 个形式的峰是单取代芳 环峰的特征。对这些峰 进行归属是没有意义的 。 我们可以比较二取代芳 环在这个波段峰的形式 。
谱图解析——1-庚炔
630cm-1, -CH 弯曲振动。注 意：在4-辛炔中没有该峰。
谱图解析——1-庚腈
庚腈 你能从谱图中识别氰基峰吗 ?(提示:与己烷谱图比较)
谱图解析——1-庚腈
2960cm-1, -CH3 的反 对称伸缩振动峰。
谱图解析——1-庚腈
2931cm-1, -CH2的反 对称伸缩振动峰。
谱图解析——甲苯
这是 C-H 伸缩振动峰区 域，显示苯环伸缩振动 以及 CH3 的伸缩振动峰 。我们可以与邻、间、 对二甲苯进行谱图的比 较，找出它们的相似性 以及不同点。
谱图解析——甲苯
3050 ± 50cm-1，对应于 芳环或不饱和 C(sp2)-H 伸 缩振动，一般总是在 3 0 0 0 cm-1， 这 些 峰 并 不 明确归属哪些振动模式。
谱图解析——正己烷
谱图的解析一般从高波数开始，因为高 波数谱峰频率与基团一一对应，而且最 容易解释。在3000cm-1以上没有吸收峰 ，表明没有不饱和的C－H伸缩振动。在 3000cm-1 以下的四个峰是饱和 C-H 伸缩 振动峰。
谱图解析——正己烷
在 2962cm-1 处的峰是 CH3 基团 的反对称伸缩振动。这种反对 称伸缩振动范围2962±10cm-1 ，事实上，存在两个简并的反 对称伸缩振动（显示其中一个 ）。
谱图解析——1-己烯
第三节_有机化合物红外光谱谱图的基本特征
14:16:14
乙酸乙酯的红外光谱图
1743为C=O，
1243为
as coc
是第一强峰。
14:16:14
14:16:14
九、羧酸
OH：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰
C=O：1740～1690（m）
OH：1450～1410（w）
CO：1266～1205（m）
OH R-C
O
O C-R
饱和烃
在饱和烃中 1380cm-1为烷基 异构化情况；
1460cm-1为烷烃中 的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
例1：化合物C9H20的红外光谱如 下，写出其结构式。
14:16:13
解：计算不饱和度：
14:16:13
庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
14:16:13
CH3
CH
14:16:13
例3：化合物C6H10的红 外光谱如下，写出其 结构式。
解：
己炔 HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
14:16:13
14:16:13
14:16:13
四、芳香烃
(1)苯环在四个区有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、 1625～1450及900～650cm-1.
（4）面外变形振动=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个 数及强度可以用来判断苯环上取代基个数及取代模式。
14:16:13
（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在 2000~1650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。
（6）其他 除了上述按邻接氢判断在900~650cm-1的谱带外，在
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
乙酸乙酯的红外光谱图
1743为C=O，
1243为
as coc
是第一强峰。
14:16:14
14:16:14
九、羧酸
OH：3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰
C=O：1740～1690（m）
OH：1450～1410（w）
CO：1266～1205（m）
OH R-C
O
O C-R
饱和烃
在饱和烃中 1380cm-1为烷基 异构化情况；
1460cm-1为烷烃中 的-CH2-，
同时在720cm-1证 明。
例1：化合物C9H20的红外光谱如 下，写出其结构式。
14:16:13
解：计算不饱和度：
14:16:13
庚烷CH3(CH2)5CH3的红外光谱图
14:16:13
CH3
CH
14:16:13
例3：化合物C6H10的红 外光谱如下，写出其 结构式。
解：
己炔 HC≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
14:16:13
14:16:13
14:16:13
四、芳香烃
(1)苯环在四个区有其特征吸收：3100～3000、2000～1650、 1625～1450及900～650cm-1.
（4）面外变形振动=CH在900-650cm-1，按其位置、吸收峰个 数及强度可以用来判断苯环上取代基个数及取代模式。
14:16:13
（5）苯环质子的面外变形振动的倍频及组合频在 2000~1650cm-1。也可以用于确定苯环取代类型。
（6）其他 除了上述按邻接氢判断在900~650cm-1的谱带外，在
(2）=CH出现在3100-3000cm-1，常在3030cm-1附近。
各类化合物的红外光谱特征讲解
H 990 cm-1 H 910 cm-1 （强） H
2：1850-1780 cm-1
H 890 cm-1（强）
2：1800-1780 cm-1
H C C R
2：1375-1225 cm-1 （弱）
R1 C C R 2
有机化工产品分析
对比
烯烃顺反异构体
有机化工产品分析
实例分析
υ
AS （N=O）=1565-1545cm
-1
υ
υ 芳香族 υ
S （N=O）=1385-1350cm
-1
-1
AS （N=O）=1550-1500cm S
-1 =1365-1290cm （N=O）
有机化工产品分析
有机化工产品分析
谢谢
υ
（C-O）
1050 cm-1 1100 cm-1 1150 cm-1 1200 cm-1
α 支化：-15 cm-1 α 不饱和：-30 cm-1
有机化工产品分析
—OH基团特性
分子间氢键： 双分子缔合（二聚体）3550-3450 cm-1 多分子缔合（多聚体）3400-3200 cm-1 分子内氢键：
有机化工产品分析
3515cm-1
2895 cm-1 0．01M 0．1M 0．25M 1．0M
2950cm-1
3640cm-1
3350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图
有机化工产品分析
有机化工产品分析
有机化工产品分析
4、 醚（C—O—C）
脂族和环的C-O-C 芳族和乙烯基的=C-O-C 脂族 R-OCH3 υ 芳族 Ar-OCH3 υ
（C=C）峰
H C C R R1 C C R2
有机化合物的光谱分析
辛烷的红外光谱图
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11.2.2.2 不饱和烃的红外光谱特征 C－H伸缩振动吸收大于3000 cm-1 ，
C=C键的伸缩振动在1600～1680 cm-1 。随
着双键碳上烷基的增加，强度减弱。烯烃C －H键的平面外弯曲振动吸收可用于判断双 键碳上的烷基取代类型。
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1-戊炔的红外光谱
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11.2.2.3 芳烃的红外谱特征 芳环骨架的伸缩振动在 1625～1575cm-1，1525～1475cm-1
C-H伸缩振动在 3100～3010cm-1
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苯取代物的C-H面外弯折振动
770～735cm-1 710～685cm-1
760～745cm-1
烯烃C-H键的平面外弯曲振动频率
R C H C H H
R C H C
R H
R C R C
R H
910cm-1, 990 cm-1
R C R C H H
675～725 cm-1
R C H C R H
790～840 cm-1
R C R C R R
890cm-1
970cm-1
无
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末端烯烃
17.3.3 分子的振动方式 17.3.4 分子结构与红外光谱特征的吸收频率 17.3.5 各类化合物的红外光谱图 17.3.6 红外光谱的解析
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11.2.1 红外光谱的基本原理
11.2.1.1 红外光和分子的红外吸收
红外光谱是分子吸收红外光引起振动和转动 能级跃迁产生的吸收信号。
有机化学
有机化合物的光谱分析
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常见有机化合物的紫外可见吸收光谱ppt课件
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
溶液的颜色与光吸收的关系
完全吸收
光谱示意 复合光 表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
物质呈现颜色与吸收光波长的关系见下表。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
第一节 基本原理
一、光的基本特性 1.光的波动性 光是一种电磁波，电磁波可以用周期T(s)、
频率( עHz)、波长λ(nm)和波数σ（cm-1） 等参数描述。它们之间的关系为： =1/T=c/λע /cעσ=1/λ=
互作用。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.偏离朗伯一比尔定律的原因
定量分析时，通常液层 厚度是相同的，按照比尔 定律，浓度与吸光度之间 的关系应该是一条通过直 角坐标原点的直线。但在 实际工作中，往往会偏离 线性而发生弯曲。
透光度T （透射比）Transmittance
定义透光度：
T It I0
T 取值为0.0 ~ 1.0 全部吸收 ~~~~ 全部透射
吸光度A (Absorbance）
定义吸光度 ：
A 取值为 0.0 ~∞
二者关系为：
A lg I 0 It
全部透射~~~全部吸收
A = lg(1/T) = -lgT
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3．酰氯（分子中有Cl）
CO ~ 1800cm1
4.羧酸
1. CO ～1710cm1
↓
单体1760cm1
↑
2. OH 3400 ~ 2500cm（1 聚合体，强、宽峰）
~ 3550cm（1 单体、宽尖锐）
3. CO 1200cm1
4. OH ～920cm-1
三、醇、酚、醚
（一）醇和酚 1．O-H伸缩振动 OH 3640 ~ 3200cm（1 强）
O（ H 游离）3640 ~ 3610cm（1 高频，峰强、锐） O（H 缔合）3640 ~ 3200cm（1 低频，峰宽、钝）
2．C-O伸缩振动
CO 1260 ~ 1000cm（1 强）
二、芳香烃
1．伸缩振动 2．骨架振动
H 3100 ~ 3000cm1
CC：~ 1600 ，~ 150（0 s），共轭，~ 1580cm，~ 1450cm
3. 泛频峰
2000～1667cm-1
4．芳氢弯曲振动——判断苯的取代形式
H 1000 ~ 650cm1
知识点8 醇、酚和醚类化合物的红外特征吸 收峰
一般：酚＞1200，醇＜1200
（二）醚 C O C
CO 1300 ~ 1000cm1
1．脂肪醚（一般单峰）
as C OC
：可见到
2．芳醚和烯醚（双峰）
as C O
1200cm1
知识点9 羰基类化合物的红外特征吸收峰
四、羰基化合物
基准值： 酰胺 羧酸 酮 醛 酯 酸酐
知识点11 傅里叶变换红外光谱仪的主要部件 和试样的制备方法
（3） CC ~ 1650cm1
CC ~ 1650cm1
①分子对称，峰消失，如乙烯、反式和四取代烯烃，
无 CC 峰
②双键共轭， 低频率移动，还可能产生双峰
（三）炔烃
（1） CH ~ 3300cm1 （2） CC ~ 2200cm1
• 取代基完全对称时，峰消失
知识点7 芳香烃类化合物的红外特征吸收峰
～1750cm（1 较强）
7. 酰胺
1. CO ～1680cm-1
2. NH 3500～3100cm1 3. NH ～1600cm1 4. CN1400～1260cm1
• 知识点10 含氮类化合物的红外特征吸收峰
五、含氮化合物
（一）胺
NH（胺）3500 ~ 3300cm1
5.酯
1. CO ~ 1735cm（1 强） 与R共轭， ↓
与R’共轭， ↑
2. CO 1300 ~ 1000cm1
as C O
1300
~ 1150cm（1 强）
s C
O
1150
~ 1000cm（1 弱）
6．酸酐
as C O
～1800cm（1 强）
s C O
脂肪胺 峰弱；芳香胺 峰强
特征区分→ 伯胺：双峰 仲胺：单峰
叔胺：无 NH 峰
NH ～1600 cm（1 伯 胺 ）
C
（胺）
N
~
1200cm（1 中）
（三）硝基
as NO2
~ 1550cm（1 强）
s NO2
~ 1350cm（1 强）
（四）腈
CN ~ 2200cm1
~ 1380cm1
as CH 3
~ 1450cm1
异丙基： 1380裂分为1385和 1375双峰 叔丁基： 1385裂分为 1395和 1365cm1双峰
乙基： CH2 ~ 1465cm1
（二）烯烃
（2） CH 1000 ~ 650cm（1 确定取代方式） CH (顺式） ~ 690cm1 CH (反式） ~ 960cm1
第二节 有机化合物的典型光谱
一、脂肪烃类化合物
（一）烷烃
1. C-H伸缩振动
CH
as CH 3
~ 2960cm1
as CH 2
~ 2930cm1
3000 ~ 2850cm1
s CH 3
~ 2870cm1
s CH 2
~ 2850cm1
2. C-H弯曲振动
甲基：
s CH 3
～1690 ～1710 ～1715 ～1725 ～1735 ～1760 ～ 1810
酰氯
～1800
1. 酮 CO ~ 1715cm（1 ws）
共轭效应→低波 ↓
另外，～3400cm-1，可见羰基倍频峰
2．醛
CO ~ 1725cm1
共轭效应↓
费米共振 CH (O) ~ 2820 和 2720cm（1 双峰）