习题参考答案 第一章紫外光谱 1. (1) 饱和化合物，吸收在远紫外区，故在近紫外区无吸收峰； (2) 结构可看成乙烯中引入了助色基团甲氧基，吸收波长红移，但吸收峰仍在远紫外区，近紫外区无吸收峰； (3) π→π*跃迁。氨基为助色团，其孤对电子与苯环发生p→π共轭，所以E带和B带均发生红移，E1吸收位于远紫外区，E2带（230 nm）和B带（280 nm）处在近紫外区。 (4)取代基与苯环形成大的共轭体系，有π→π*跃迁；结构中含有羰基，有n→π*跃迁。吸收带有K带、B带和R带； (5) 取代基与苯环形成大的共轭体系，π→π*跃迁，主要吸收带为K带和B带； (6) 羰基有n→π*跃迁，为R带吸收。（该结构的烯醇异构体有K带和R带） (7) 该结构为α,β-不饱和羰基化合物，有π→π*跃迁和n→π*跃迁，吸收带为K带和R带。 2. (1) a为饱和烷烃，仅有σ→σ*跃迁，吸收位于远紫外；b有两个双键，但未共轭，吸收位于远紫外；c为共轭二烯，吸收在近紫外；所以最大吸收波长c>b>a；(2) a为同环共轭双烯，波长最大，c和b相比，结构中多了一个甲基，存在超共轭效应，吸收红移。综上所述，a>c>b； (3) a, c为共轭体系，吸收波长均高于b。a和c相比，结构中拥有更多的取代甲基，存在超共轭效应，吸收红移。综上所述，a>c>b； 3. (1) 同环共轭双烯基本值253 4个烷基取代+ 4×5 2个环外双键+ 2×5 计算值283(nm)
(3) (4) (5) (6) 骈环异环共轭双烯基本值214 4个烷基取代+ 4×5 2个环外双键+ 2×5 计算值244(nm) 同环共轭双烯基本值253 4个烷基取代+ 4×5 计算值273(nm) 直链α,β-不饱和酮基本值215 1个烷基α取代+ 10 计算值225(nm) 五元环α,β-不饱和酮基本值202 1个烷基α取代+ 10 2个烷基β取代+12×2 2个环外双键+5×2 计算值246(nm) 六元环α,β-不饱和酮基本值215 1个烷基α取代+ 10 2个烷基β取代+12×2 计算值249(nm)
第二章：紫外吸收光谱法 一、选择 1. 频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为 （1）670.7nm （2）670.7μ（3）670.7cm （4）670.7m 2. 紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了 （1）吸收峰的强度（2）吸收峰的数目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 （1）紫外光能量大（2）波长短（3）电子能级差大 （4）电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高 （1）ζ→ζ*（2）π→π*（3）n→ζ*（4）n→π* 5. π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大 （1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷 6. 下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是 （1）（2）（3）（4） 值最大的是 7. 下列化合物，紫外吸收λ max （1）（2）（3）（4） 二、解答及解析题 1.吸收光谱是怎样产生的？吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定？ 2.紫外吸收光谱有哪些基本特征？ 3.为什么紫外吸收光谱是带状光谱？ 4.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息？紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性？ 5.分子的价电子跃迁有哪些类型？哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来?
6.影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些？ 7.有机化合物的紫外吸收带有几种类型？它们与分子结构有什么关系？ 8.溶剂对紫外吸收光谱有什么影响？选择溶剂时应考虑哪些因素？ 9.什么是发色基团？什么是助色基团？它们具有什么样结构或特征？ 10.为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移？而使羰基n→π*跃迁波长蓝移？ 11.为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π→π*跃迁吸收带波长愈长？请解释其因。 12.芳环化合物都有B吸收带，但当化合物处于气态或在极性溶剂、非极性溶剂中时，B吸收带的形状有明显的差别，解释其原因。 13.pH对某些化合物的吸收带有一定的影响，例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸收带发生蓝移，而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么？羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化？ 14.某些有机化合物，如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色，许多天然有机化合物也具有颜色，为什么？ 15.六元杂环化合物与芳环化合物具有相似的紫外吸收光谱,请举几个例子比较之，并解释其原因。 16.紫外光谱定量分析方法主要有哪几种？各有什么特点？ 17.摩尔吸光系数有什么物理意义？其值的大小与哪些因素有关？试举出有机化合物各种吸收带的摩尔吸光系数的数值范围。 18.如果化合物在紫外光区有K吸收带、B吸收带和R吸收带，能否用同一浓度的溶液测量此三种吸收带？ 19.紫外分光光度计主要由哪几部分所组成？它是怎样工作的？ 20.计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量(以eV和kJ·mol-1为单位表示）。 21.计算具有1.50eV和6.23eV能量光束的波长及波数。 22.已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带，其波长分别为189nm 和280nm，分别属π→π*跃迁和n→π*跃迁，计算π，n，π* 轨道之间的能量差。 23.画出酮羰基的电子轨道（π，n，π*）能级图，如将酮溶于乙醇中，其能级和跃迁波长将发生什么变化？请在图上画出变化情况。 24.化合物A在紫外区有两个吸收带，用A的乙醇溶液测得吸收带波长λ 1=256nm，λ 2 =305nm，而用A的己烷 溶液测得吸收带波长为λ 1=248nm、λ 2 =323nm，这两吸收带分别是何种电子跃迁所产生？A属哪一类化合物？ 25.异丙叉丙酮可能存在两种异构体，它的紫外吸收光谱显示 (a)在λ=235nm有强吸收,ε=1.20×104,(b)在λ＞220nm区域无强吸收，请根据两吸收带数据写出异丙丙酮两种异构体的结构式。
化合物结构鉴定紫外-可见光谱分析作业
1.说明纳米Ru、Rh、Ir 等十种纳米材料的紫外可见光谱（附图） 2.说明马尾紫、孔雀绿、多氯代酚、苏丹、peo-ppo-peo、pvp等十种有机物或聚合物的紫外可见光谱（附图） 解答如下： 1（1）、纳米ZnS的紫外-可见光谱分析 紫外吸收光谱表征： 紫外-可见吸收光谱可观察能级结构的变化，通过吸收峰位置变化可以考察能级的变化。由图5可知，硫化锌在200~340 nm波长范围内对紫外光有较强的吸收。 1（2）、NiFeAu纳米材料的紫外-可见光谱分析 紫外吸收光谱表征：
上图比较了相关纳米粒子的紫外－可见吸收光谱．图ｂ是NiFeAu纳米粒子分散在正己烷中的紫外－可见吸收光谱可以看出NiFeAu纳米粒子在约557nm有一个较宽的吸收峰．对比用同样方法合成的NiFe图ａ在所测试的范围内无特征的吸收峰可以判断多功能性NiFeAu纳米粒子具有源于Ａｕ表面等离子共振吸收的光学性质．与用同样方法合成的纳米Ａｕ粒径８nm在可见光区526nm有强的吸收峰相比图ｃ NiFeAu纳米粒子的吸收峰形明显变宽并出现红移该观察说明除了粒径大小变化的因素Fe和Ni的存在影响了Au的表面等离子共振吸收也间接证明了NiFeAu纳米复合粒子的生成．Au的特征吸收峰的峰形和强度不同原因在于纳米粒子的组成发生了变化．根据纳米颗粒光学响应模型Mie理论表面等离子共振吸收是由入射光频率和金属纳米颗粒中的自由电子的集体发生共振时产生的而表面等离子共振吸收的共振条件对纳米颗粒周围的环境十分敏感纳米粒子的组成结构尺寸形状电解质或者粒子间的相互作用力不同特征吸收峰的强度和形状都会受到影响而不一样. 1（3）、TiO 纳米材料的紫外-可见光谱分析 2 紫外吸收光谱表征：
第一节：紫外光谱(UV) 一、简答 (p36 1-3) 1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。并说明能产生何种电子跃迁各种跃迁可在何区域波长处产生吸收 答：有n 电子和π电子。能够发生n →π*跃迁。从n 轨道向π反键轨道跃迁。能产生R 带。跃迁波长在250—500nm 之内。 2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线（只考虑π→π* 跃迁） (2) (1) 及 NHR 3 CH CH OCH 3 CH 及CH 3 CH CH 2 答：（1）的后者能发生n →π*跃迁，吸收较长。（2）后者的氮原子能与苯环发生P →π共轭，所以或者吸收较长。 3．与化合物（A ）的电子光谱相比，解释化合物（B ）与（C ）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。 (C)(B) (A)入max ＝420 εmax ＝18600 入max ＝438 εmax ＝22000 入max ＝475 εmax ＝320003 N N N NO HC 32(CH )2 N N N NO H C 32(CH )2 2 32(CH )(CH )23N N N NO 答：B 、C 发生了明显的蓝移，主要原因是空间位阻效应。 二、分析比较(书里5-6) 1．指出下列两个化合物在近紫外区中的区别： CH CH 3 2 (A)(B)
答：（A）和（B）中各有两个双键。（A）的两个双键中间隔了一个单键，这两个双键就能发生π→π共轭。而（B）这两个双键中隔了两个单键，则不能产生共轭。所以（A）的紫外波长比较长，（B）则比较短。 2．某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇中）时，溶剂对n→π*跃迁及π→π*跃迁有何影响答：对n→π*跃迁来讲，随着溶剂极性的增大，它的最大吸收波长会发生紫移。而π→π*跃迁中，成键轨道下，π反键轨道跃迁，随着溶剂极性的增大，它会发生红移。 三、试回答下列各问题 *跃迁还是π→π* 1．某酮类化合物λhexane max＝305nm，其λEtOH max=307nm,试问，该吸收是由n→π 跃迁引起的(p37-7) 答：乙醇比正己烷的极性要强的多，随着溶剂极性的增大，最大吸收波长从305nm变动到307nm，随着溶剂极性增大，它发生了红移。化合物当中应当是π→π反键轨道的跃迁。 四.计算下述化合物的λ ： max 1. 计算下列化合物的λmax：(p37 -11) 五、结构判定 1. 一化合物初步推断其结构不是A就是B，经测定UV λEtOH max=352nm,试问其结构为何 O O (A)(B)
波普解析试题 一、名词解释（5*4分=20分） 1.波谱学 2.屏蔽效应 3.电池辐射区域 4.重排反应 5.驰骋过程 二、选择题。（ 10*2分=20分） 1.化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰 这是因为：（） A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 2. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3.预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 4.若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的：（） A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 5.下列哪种核不适宜核磁共振测定：（） A、12C B、15N C、19F D、31P 6.在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了（） A、α-裂解 B、I-裂解 C、重排裂解 D、γ-H迁移 7.在四谱综合解析过程中，确定苯环取代基的位置，最有效的方法是（） A、紫外和核磁 B、质谱和红外 C、红外和核磁 D、质谱和核磁 8.下列化合物按1H化学位移值从大到小排列 ( ) a.CH2=CH2 b.CH CH c.HCHO d. A、a、b、c、d B、a、c、b、d C、c、d、a、b D、d、c、b、a 9.在碱性条件下，苯酚的最大吸波长将发生何种变化? ( ) A．红移 B. 蓝移 C. 不变 D. 不能确定
10.芳烃(M=134), 质谱图上于m/e91处显一强峰，试问其可能的结构是：( ) A． B. C. D. 三、问答题（5*5分=25分） 1．红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？ 2.影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？ 3. 色散型光谱仪主要有哪些部分组成？ 4. 核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？ 5. 紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？ 四、计算和推断题（9+9+17=35分） 1.某化合物（不含N元素）分子离子区质谱数据为M（72），相对丰度100%； M+1（73），相对丰度3.5%；M+2（74），相对丰度0.5%。 （1）分子中是否含有Br Cl? 。 (2) 分子中是否含有S? 。 (3)试确定其分子式为。 2. 分子式为C8H8O的化合物，IR（cm－1）：3050，2950,1695，1600，1590，1460,1370,1260,760，690等处有吸收， （1）分子中有没有羟基（—O H）？。 （2）有没有苯环。 （3）其结构为。 3. 某未知物的分子式为C3H6O，质谱数据和核磁共振谱如图1、2所示，试推断其结构。 图1 、C3H6O的质谱
综合谱图解析 1.某未知物分子式为C5H12O,它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。并解释质谱中m/z 57和31的来源。
2?待鉴定的化合物（I ）和（II ）它们的分子式均为C 8H 12O 4。它们的质谱、红外 光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据：（I ）入max 223nm , S 4100; （II ）入max 219nm 2300,试确定这两个化合物。 未之物（I ）的谱图 127 100-1 - 10 10 曲 凹 M 亠亲) ? 册 -J P 科 J S W
未之物（II）的谱图
3、某未知物的分子式为C 9H 10O 2，紫外光谱数据表明：该物入max 在26 4、262 I? 257、252nm （&maxIOI 、158、147、194、153）;红外、核磁数据如图所示，试 0 LOtMio. sopoiggg 翌g 嚴效 却31卿］卿丄电00 uyo iw mo 推断其结构，并说明理 由。 ! \ \ 「 1 CCh 1 I J —' 1 1 _■ ____ __ _ ,B . _ ，- T J.亠」亠亠」亠 | * --------------- U 5>0 4. 0 d/ppm
4.某未知物C ii H i6的UV 、IR 、中NMR 、MS 谱图及13C NMR 数据如下，推导 未知物结构。 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 1 143.0 1 6 32.0 1 2 128.5 2 7 31.5 1 3 128.0 2 8 22.5 1 4 125.5 1 9 10.0 1 5 36.0 1 MS(E[] 100 so 30D A/tnn 350 血 >0624*68<)2 4 內 OS n 2 2 98765^43211 0SU 'H bMRfCDCI^
紫外吸收光谱 1. 紫外吸收光谱系分子吸收紫外光能、发生价电子能级跃迁而产生的吸收光谱，亦称电子光谱。 2. 曲折或肩峰：当吸收曲线在下降或上长升处有停顿或吸收稍有增加的现象。这种现象常由主峰内藏有其它吸收峰造成。 3. 末端吸收：是指紫外吸收曲线的短波末端处吸收增强，但未成峰形。 4. 电子跃迁选律：P9 5. 紫外吸收光谱的有关术语：P12-13 6. Woodward-fieser规则： P21 7. Fieser-kuhns规则：P23 红外吸收光谱 1. 振动偶合：分子内有近似相同振动频率且位于相邻部位（两个振动共用一个原子，或振动基团间有一个公用键）的振动基团，常常彼此相互作用，产生二种以上基团参加的混合振动，称之为振动偶合。 2. 基频峰：本征跃迁产生的吸收带称为本征吸收带，又称基频峰。 3. 倍频峰：由于真实分子的振动公是近似的简谐振动，不严格遵守⊿V=±1的选律，也可产生⊿V=±2或±3等跃迁，在红外光谱中产生波数为基频峰二倍或三倍处的吸收峰（不严格等于基频峰的整数倍，略小）称为倍频峰。 4. 结合频峰：基频峰间的相互作用，形成频率等于两个基频峰之和或之差的峰，叫结合频峰。 5. 泛频峰：倍频峰和结合频峰统称为泛频峰。 6. 热峰：跃迁发生在激发态之间，这种跃迁产生的吸收峰称为热峰。 7. 红外非活性振动：不产生红外吸收的振动称红外非活性振动。 核磁共振光谱 1. 磁偶极子：任何带电物体的旋转运动都会产生磁场，因此可把自旋核看作一个小磁棒，称为磁偶极子。 2. 核磁距：核磁偶极的大小用核磁矩表示。核磁矩与核的自旋角动量（P）和e/2M的乘积成正比。 3. 进动：具有磁矩的原子核在外磁场中一方面自旋一方面以一定角度（θ）绕磁场做回旋运动，这种现象叫做进动。 4. 核磁共振：当射频磁场的能量（）等于核自旋跃迁能时（），即旋转磁场角频率（）与核磁矩进动角频率（）相等时，自旋核将吸收射频场能量，由α自旋态（低能态）跃迁至β自旋态（高能态）。即，核磁矩对的取向发生倒转，这种现象称之为核磁共振。 5. 饱和：在外加磁场中，低能级核吸收射频能量被激发至高能级产生核磁共振信号，结果使低能级核起来越少，结果是低高能级的核数目相等，体系净能量吸收为0，共振信号消失。 6.弛豫：高能态的核须通过其它适当的途径将其获得的能量释放到周围环境中去，使其回到低能态，这一过程称为弛豫。 7. 纵向弛豫：是高能态核释放能量（平动能、转动能）转移给周围分子骨架中的其它核回到平衡状态的过程。（气体和低黏度的液体中） 8. 横向弛豫：高能级核与低能级核相互通过自旋状态的交换而实现能量转移，每种自旋状态的总数并未改变，但使某些高能级核的寿命减短。（固体和高黏度液中） 9. 核磁共振波谱仪的组成：磁铁磁场扫描发生器---平行安放的线圈，用于有一个小范围内
第31卷,第4期 光谱学与光谱分析Vol 31,No 4,pp1074 1077 2011年4月 Spectro sco py and Spectr al Analysis A pril,2011 基于紫外 可见光谱分析的水质监测技术研究进展 魏康林,温志渝*,武 新,张中卫,曾甜玲 重庆大学新型微纳器件与系统国家重点学科实验室,微系统研究中心,光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044 摘 要 光谱分析在水质监测领域的应用是现代环境监测技术的一个重要发展方向。文章论述了基于紫外 可见光谱分析的现代水质监测技术的原理与特点,并从在线监测和原位监测两个方面论述了该技术的主要研究现状与进展,指出了尚需突破的关键技术问题,展望了基于集成化微型光谱仪的多参数水质监测微系统及水质监测微系统网络的技术发展趋势,对我国水资源环境监测技术的发展及现代科学仪器的研发具有一定的参考价值。 关键词 水质监测;光谱分析;微型光谱仪 中图分类号:T P27 文献标识码:A DOI :10 3964/j issn 1000 0593(2011)04 1074 04 收稿日期:2010 07 22,修订日期:2010 11 07 基金项目:科技部国际科技合作项目(2007DFC00040)和国家 863计划 项目(2007AA042101)资助 作者简介:魏康林,1976年生,重庆大学微系统研究中心博士研究生 e mail:zeyu anw ei@https://www.doczj.com/doc/597894356.html, *通讯联系人 e mail:w zy@https://www.doczj.com/doc/597894356.html,.en 引 言 基于光谱分析的水质监测技术是现代环境监测的一个重要发展方向,与传统的化学分析、电化学分析和色谱分析等 分析方法相比,光谱分析技术更具有操作简便、消耗试剂量小、重复性好、测量精度高和检测快速的优点,非常适合对环境水样的快速在线监测。目前该技术主要有原子吸收光谱法、分子吸收光谱法以及高光谱遥感法,其中高光谱遥感法由于测量精度不高多数用于定性分析,而原子吸收光谱法精度虽高,但由于首先要把样品汽化,因而耗能较高,系统体积大,不适合广泛使用,比较而言,分子吸收光谱法是目前应用较为广泛的水质分析技术,其中紫外 可见光谱分析法可直接或间接地测定水中大多数金属离子、非金属离子和有机污染物的含量,具有灵敏、快速、准确、简单等优点,并可实现对多种水质参数的检测,在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著的技术优势,是国内外科研机构与主要分析仪表厂商竞相研发的现代水质监测技术。本文介绍了基于紫外 可见分子吸收光谱分析的现代水质监测技术的原理、特点和主要研究现状与进展,展望了该技术在多参数水质监测方面的发展趋势,并对需要解决的关键技术作了评述。 1 原 理 紫外 可见分子吸收光谱分析是根据物质的吸收光谱来分析物质的成分、结构和浓度的方法,其基本原理是是朗伯 比尔吸收定律(图1),即在一定的吸收光程下,物质的浓度与吸光度成正比,见式(1)。 A =lg I I 0 =kbc (1) 式中:A 为吸光度;I 0为入射光强度;I 为透射光强度;k 为摩尔吸光系数,单位为L (mol cm)-1;b 为液层厚度(吸收光程),单位为cm ;c 为吸光物质的浓度,单位为mol L -1。 Fig 1 Principle of spectrum measurement 在多组分共存的情况下,如各吸光组分的浓度均比较稀,可忽略相互之间的作用,这时体系的总吸光度等于各组 分的吸光度之和如式(2)所示 A =A 1+A 2+A 3+ +A N (2)式中A 为溶液总的吸光度,A i 式第i 个组分的吸光度,依据 吸光度的加和性,可以进行多组分分析和多参数测量。不同化学物质各自不同的特征吸收光谱是对水质进行定性、定量分析的基础。通过紫外/可见光谱仪,采集环境水样在紫外区或可见光区的全波段连续光谱,可以获得待测物质的特征
波谱分析(spectra analysis) 波谱分析的内涵与外延： 定义：利用特定的仪器，测试化合物的多种特征波谱图，通过分析推断化合物的分子结构。特定的仪器：紫外，红外，核磁，质谱，（X-射线，圆二色谱等） 特征波谱图: 四大谱；X-射线单晶衍射，圆二色谱等 化合物：一般为纯的有机化合物 分子结构：分子中原子的连接顺序、位置；构象，空间结构 仪器分析（定量），波谱分析（定性） 综合性、交叉科学（化学、物理、数学、自动化、计算机） 作用：波谱解析理论原理是物理学，主要应用于化学领域（天然产物化学和中药化学、有机化学、药物化学等），在药物、化工，石油，食品及其它工业部门有着广泛的应用；分析的主要对象是有机化合物。 课程要求：本课将在学生学习有机化学、分析化学、物理化学等课程的基础上，系统讲授紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振光谱(NMR)和质谱(MS)这四大光谱的基本原理、特征、规律及图谱解析技术,并且介绍这四大光谱解析技术的综合运用,培养学生掌握解析简单有机化合物波谱图的能力。为学习中药化学有效成分的结构鉴定打下基础。 第一章紫外光谱（ultraviolet spectra,UV) 一、电磁波的基本性质和分类 1、波粒二象性 光的三要素：波长（λ），速度（c），频率(v) 电磁波的波动性 光速c：c=3.0 x 1010 cm/s 波长λ ：电磁波相邻波峰间的距离。用nm,μm,cm,m 等表示 频率v：v=c/ λ，用Hz 表示。 电磁波的粒子性 光子具有能量，其能量大小由下式决定： E = hν = hc/λ(式中E为光子的能量，h为普朗克常数，其值为6.624× 10-34j.s ) 电磁波的分类
波谱解析试题及答案 【篇一：波谱分析期末试卷】 ＞班级：姓名：学号：得分： 一、判断题（1*10=10 分） 1、分子离子可以是奇电子离子，也可以是偶电子离子。 ?????????（） 2、在紫外光谱分析谱图中,溶剂效应会影响谱带位置,增加溶剂极性将导致k 带紫移,r 带红 移。... ??. ???????????????????????（） 4、指纹区吸收峰多而复杂,没有强的特征峰,分子结构的微小变化不会引起这一区域吸 收峰的变化。........................................... . ?（.. ） 5、离子带有的正电荷或不成对电子是它发生碎裂的原因和动力之 一。....... （） 7、当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要释放能量，从 原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。 ??????????.?（） 8、红外吸收光谱的条件之一是红外光与分子之间有偶合作用，即分子振动时，其偶极 矩必须发生变 化。??????????????.. ??????????.（） 9、在核磁共振中，凡是自旋量子数不为零的原子核都没有核磁共振现象。（） 10、核的旋磁比越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被发现。???（） 二、选择题（2*14=28 分） 2.a．小 b. 大c．100nm 左右 d. 300nm 左右 2、在下列化合物中，分子离子峰的质荷比为偶数的是 ??????????（） a.c9h12n2 b.c9h12no c.c9h10o2 d.c10h12o
3 、质谱中分子离子能被进一步裂解成多种碎片离子，其原因是????????.. （） a. 加速电场的作用。 b. 电子流的能量大。 c. 分子之间相互碰撞。 d.碎片离子均比分子离子稳定。 a ．苯环上有助色团 b. 苯环上有生色团 c ．助色团与共轭体系中的芳环相连 d. 助色团与共轭体系中的烯相连 5、用紫外可见光谱法可用来测定化合物构型,在几何构型中, 顺式异构体的波长一般都比反式的对应值短,并且强度也较小,造成此现象最 主要的原因是... ? ....... （.）. a．溶剂效应 b. 立体障碍c．共轭效应 d. 都不对 6 ????????.（. ） a ．屏蔽效应增强，化学位移值大，峰 在高场出现; b. 屏蔽效应增强，化学位移值大，峰在低场出现; c ．屏蔽效应减弱，化学位移值大，峰在低场出现; d. 屏蔽效应减弱，化学位移值大，峰在高场出现; 7 、下面化合物中质子化学位移最大的 是??????... ??????????. ?.（. ）a．ch3cl b. 乙烯c．苯 d. ch3br 8、某化合物在220 —400nm 范围内没有紫外吸收，该化合物可能属于以下化合物中的哪一 类？???????????????????????????? ??.. （） a．芳香族类化合物 b. 含双键化合物c．醛类 d.醇类 9、核磁共振在解析分子结构的主要参数 是..... a ．化学位移 b. 质荷比 ..).. c．保留值 d. 波数 10、红外光谱给出的分子结构信息 是?????????????????.. （） a．骨架结构 b.连接方式 c ．官能团 d.相对分子质量 11、在红外吸收光谱图中，2000-1650cm-1 和900-650 cm-1 两谱带是什么化合物的特征谱 带...... ???????????????????????
紫外—可见光谱分析方法在环境监测中的应用 紫外—可见光谱分析水质监测技术是现代环境监测的一个重要发展方向, 与传统的化学分析、电化学分析和色谱分析等分析方法相比, 光谱分析技术更具有操作简便、消耗试剂量小、重复性好、测量精度高和检测快速的优点, 非常适合对环境水样的快速在线监测。目前该技术主要有原子吸收光谱法、分子吸收光谱法以及高光谱遥感法, 其中高光谱遥感法由于测量精度不高多数用于定性分析, 而原子吸收光谱法精度虽高, 但由于首先要把样品汽化, 因而耗能较高, 系统体积大, 不适合广泛使用, 比较而言, 分子吸收光谱法是目前应用较为广泛的水质分析技术, 其中紫外—可见光谱分析法可直接或间接地测定水中大多数金属离子、非金属离子和有机污染物的含量, 具有灵敏、快速、准确、简单等优点, 并可实现对多种水质参数的检测, 在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著的技术优势, 是国内外科研机构与主要分析仪表厂商竞相研发的现代水质监测技术。 1、UV-VIS分光光度计的发展情况 紫外可见分光光度计的发展从历史上看,分光光度计按其光路可分为两类。第一类是单光束仪器,这类仪器的优点是光效率高,结构简单和价格便宜,缺点是稳定性差,漂移较大。第二类是双光束仪器,这类仪器具有稳定性高、漂移小的优点,但结构复杂、价格较贵、效率较低。后来开发的一种分光束系统吸取了单光束仪器光效率高的优点,它使初始光束的小部分直接导向光强检测器,大部分经过样品,从而可使仪器信噪比高、反应快。 随着计算机技术在分析仪器领域的广泛应用,单光束、双光束UV-VIS分光光度计均得到了极大的发展。如利用计算机技术在单光束型分光光度计上可实现波长自动扫描的功能。在微机控制下,这种仪器(如国内的721型)还可实现光门开闭、调零、透过率与吸光度测定的自动化及部分校正仪器漂移的功能。在实验室常规分析、在线分析及流动注射分析中均有应用。双光束型仪器在计算机控制下,可以任意选择单光束、双光束或双、单光束模式进行扫描。如有些仪器可进行固定波长分析、全波长扫描和时间动力学测定等,在固定波长方式下,最多可同时测定12个波长,同时读取相应波长下的吸光度或透过率,并可同时乘以相应的计算因子在波长扫描方式下,可以在全波长范围内任意选择所需要的扫描波段,并可计算拾取的峰、谷、点、一至多阶导数、对数光密度、散射光校正、光谱的相加、减、相乘和净吸收值,可完成多次重复的扫描并将光谱图显示在同一屏幕上,根据需要对图形进行电子图形放大、自动标尺处理、峰形平滑处理，时间动力学测定方式适用于测定不同反应时间样品光密度或透过率的动态变化。双光束型仪器可
波普解析模拟题（三） 一、名词解释（5*4分=20分） 1.化学位移 2.助色团 3.扫频法 4.摩尔吸光系数 5.麦氏重排 二、选择题。（ 10*2分=20分） 1.可分别用作红外光谱和质谱检测器的是：（） A. 相板、光电倍增管； B. 光电管、Faraday杯； C. 热电偶、光电倍增管； D. 光电管、热电偶 2. 乙醇高分辨1HNMR谱图中，由低场到高场排列的质子种类及相应峰数(括号内数字为偶合分裂峰数)为：（） A. CH3 (3)—CH2 (4)—OH(1); B. CH3 (4)—CH2( 3)—OH(1); C. OH(1)—CH2(4)—CH3(3); D. OH(3)—CH2(3)—CH3(4) 3. 红外光可引起物质的能级跃迁。（） A、分子的电子能级的跃迁，振动能级的跃迁，转动能级的跃迁； B、分子内层电子能级的跃迁； C、分子振动能级及转动能级的跃迁； D、分子转动能级的跃迁。 4. 指出下列四种化合物中，哪一种化合物的分子离子峰为奇数（） Ａ、C6H6 Ｂ、 C6H5NO2 Ｃ、 C4H2N6O Ｄ、C9H10O2 5.下列羰基化合物中C＝O伸缩振动频率最高的是：（） A. RCOR’ B. RCOCl C. RCOF D. RCOBr 6. 下面化合物在核磁共振波谱（氢谱）中出现单峰的是：（） A. CH3CH2Cl B. CH3CH2OH C. CH3CH3 D. CH3CH(CH3)2 7.某化合物在220-400范围内没有紫外吸收，该化合物可能属于哪一类（）
A、芳香族化合物 B、含共轭双键的化合物 C、含羰基的化合物 D、烷烃 8. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 9. 紫外-可见分光光度计法合适的检测波长范围为（） A、400-800 nm B、200-800 nm C、200-400 nm D、10-1000nm 10. 在红外光谱中，羰基（O ）的伸缩振动吸收峰出现的波数（cm-1）范围 是（） A、1900-1650 B、 2400-2100 C、1600-1500 D、1000-650 三、简答题（5*5分=25分） 1.在NMR测量时，要求将样品高速旋转，为什么？ 2.自旋偶合的条件？ 3.红外吸收峰的数目理论上取决于分子振动自由度，而实际分数少于振动自由度，为什么？ 4.核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？ 5. 简述质谱碎裂的一般规律和影响因素。 四、推断题（15分+20分=35分） 1.某酮的分子式为C8H14O，其紫外光谱的λmax（248 nm（ε>104），试推出可能的结构式。 ） 2.根据图4-1~图4-4推断分子式为C11H20O4未知物结构
波谱解析试题1 一、名词解释： 1．发色团 2. 化学位移 二、简答题： 1．红外光谱在结构研究中有何用途？ 2．偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？ 三、化合物可能是A或B，它的紫外吸收λmax 为314nm （lgε=4.2），指出这个化合物是属于哪一种结构。 (A)(B) 四、下面为化合物A、B的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A、B中分别存在哪些官能团？ A：
B： 五、归属下列化合物碳谱中的碳信号。（15）
六、某化合物的分子式为C14H14S，其氢谱如下图所示，试推断该化合物的结构式，并写出推导过程。（15分） 七、某化合物分子式为C3H7ON, 结合下面给出的图谱，试推断其结构，并写出简单的推导过程。
波谱解析试题1答案 一、名词解释： 1．发色团：从广义上讲, 分子中能吸收紫外光和(或)可见光的结构系统叫做发色团。因常用的紫外光谱仪的测定围是200～40Onm 的近紫外区, 故在紫外分析中,只有π－π* 和（或）n－π* 跃迁才有意义。故从狭义上讲,凡具有π键电子的基团称为发色团 2. 化学位移：不同类型氢核因所处化学环境不同, 共振峰将分别出现在磁场的不同区域。实际工作中多将待测氢核共振峰所在位置( 以磁场强度或相应的共振频率表示) 与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较, 求其相对距离, 称之为化学位移。 二、简答题： 1．红外光谱在结构研究中有何用途？ （1）鉴定是否为某已知成分 （2）鉴定未知结构的官能团 （3）其他方面的应用：几何构型的区别；立体构象的确定；分子互变异构与同分异构的确定。 2．偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？ 当照射1H 核用的电磁辐射偏离所有l H 核的共振频率一定距离时, 测得的13C-NMR(OFR) 谱中将不能完全消除直接相连的氢的偶合影响。此时，13C的信号将分别表现为q （CH3）, t （CH2），d（CH），s（C）。据此，可以判断谈的类型。 三、 A: 217（基值）+30（共轭双烯）＋5×2（环外双键）＋5×4（烷基）=277（nm）
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。 例2. 亚甲基（CH2）：2920cm-1和2850cm-1为其伸缩振动，1470cm-1和720cm-1为其弯曲振动。 例3. 酯基：νC=O为1750~1725cm-1，νC－O在1300~1050cm-1有两个吸收谱带。 l3.3 红外光谱解析的顺序 （1）根据确定的分子，计算不饱和度，预测可能的官能团。（2）首先观察红外光谱的官能团区，找出该化合物可能存在的官能团。 （3）查看红外光谱的指纹区，找出官能团的相关吸收峰，最后才确定该化合物存在某官能团。
波谱分析复习题库答案 一、名词解释 1、化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准氢核共振峰所在位置进行比较，求其相对距离，称之为化学位移。 2、屏蔽效应：核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的第二磁场，对于氢核来讲，等于增加了一个免受外磁场影响的防御措施，这种作用叫做电子的屏蔽效应。 3、相对丰度：首先选择一个强度最大的离子峰，把它的强度作为100％，并把这个峰作为基峰。将其它离子峰的强度与基峰作比较，求出它们的相对强度，称为相对丰度。 4、氮律：分子中含偶数个氮原子，或不含氮原子，则它的分子量就一定是偶数。如分子中含奇数个氮原子，则分子量就一定是奇数。 5、分子离子：分子失去一个电子而生成带正电荷的自由基为分子离子。 6、助色团：含有非成键n电子的杂原子饱和基团，本身在紫外可见光范围内不产生吸收，但当与生色团相连时，可使其吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。 7、特征峰：红外光谱中4000-1333cm-1区域为特征谱带区，该区的吸收峰为特征峰。 8、质荷比：质量与电荷的比值为质荷比。 9、磁等同氢核化学环境相同、化学位移相同、对组外氢核表现相同偶合作用强度的氢核。 10、发色团：分子结构中含有π电子的基团称为发色团。 11、磁等同H核：化学环境相同，化学位移相同，且对组外氢核表现出相同耦合作用强度，想互之间虽有自旋耦合却不裂分的氢核。 12、质谱：就是把化合物分子用一定方式裂解后生成的各种离子，按其质量大小排列而成的图谱。 13、i-裂解：正电荷引发的裂解过程，涉及两个电子的转移，从而导致正电荷位置的迁移。 14、α-裂解：自由基引发的裂解过程，由自由基重新组成新键而在α位断裂，正电荷保持在原位。 15、红移吸收峰向长波方向移动 16. 能级跃迁分子由较低的能级状态（基态）跃迁到较高的能级状态（激发态）称为能级跃迁。 17. 摩尔吸光系数浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度 二、选择题 1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为（A） A、4.47×108 B、4.47×107 C、1.49×106 D、1.49×1010 2、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致，能级差的大小决定了（C） A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目 C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状 3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于（C ）
第五章紫外吸收光谱分析 概述 电子跃迁与分子吸收光谱 物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动（3）分子本身绕其重心的转动。 分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。 分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er 即: E＝Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr 能级跃迁 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。 电磁辐射的基本性质 电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量；c =λν =ν/σ E = hν = h c /λ c ：光速=2.998×1010cm·s； λ：波长；ν：频率；σ：波数；E ：能量； h ：普朗克常数＝6.624×10-34J·s 电磁辐射具有波动性和微粒性； E = E2 - E1 = h = h c /λ 电磁γ射线：5～140 pm X射线：10－3～10 nm 光学区：10～1000 μm 远紫外区：10～200 nm 近紫外区：200～380 nm 可见区：380～780 nm 近红外区：0.78～2.5μm 中红外区：2.5～50μm 远红外区：50～1000μm 微波：0.1 mm～1 m 无线电波：>1 m 幅射的波长分布无机络合物吸收带主要是由电荷转移跃迁和配位场跃迁而产生的。电荷转移跃迁的摩尔吸收系数很大，根据朗伯-比尔定律，可以建立这些络合物的定量分析方法。 应用： 1．定量分析： 有色物质→可见光区：340~800nm 对紫外线有吸收的无色物质→紫外光区：200~340nm 灵敏度ppm, 精密度RSD:0.5% 2．定性分析：提供某些分子的部分结构信息 例：苯的B带吸收（230~270nm间出现7个精细结构的峰） 不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收性吸收，因而具有不同的吸收光谱。而各种化合物，无机化合物或有机化合物吸收光谱的产生在本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。
波谱解析试题1 一、名词解释 ： 1．发色团 2. 化学位移 二、简答题 ： 1．红外光谱在结构研究中有何用途？ 2．偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？ 三、化合物可能是A 或B ，它的紫外吸收 λmax 为314nm （lg ε=4.2），指出这个化合物是属于哪一种结构。 四、下面为化合物A 、B 的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A 、B 中分别存在哪些官能团？ A ： B ： (A) (B)
五、归属下列化合物碳谱中的碳信号。（15） 六、某化合物的分子式为C 14H 14S ，其氢谱如下图所示，试推断该化合物的结构式，并写出推导过程。（15分）
七、某化合物分子式为C3H7ON, 结合下面给出的图谱，试推断其结构，并写出简单的推导过程。
波谱解析试题1答案 一、名词解释： 1．发色团：从广义上讲, 分子中能吸收紫外光和(或)可见光的结构系统叫做发色团。因常用的紫外光谱仪的测定范围是200～40Onm 的近紫外区, 故在紫外分析中,只有π－π* 和（或） n－π* 跃迁才有意义。故从狭义上讲,凡具有π键电子的基团称为发色团 2. 化学位移：不同类型氢核因所处化学环境不同, 共振峰将分别出现在磁 场的不同区域。实际工作中多将待测氢核共振峰所在位置 ( 以磁场强度或相 应的共振频率表示 ) 与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较, 求其相对距离, 称之为化学位移。 二、简答题： 1．红外光谱在结构研究中有何用途？ （1）鉴定是否为某已知成分 （2）鉴定未知结构的官能团 （3）其他方面的应用：几何构型的区别；立体构象的确定；分子互变异构与同分异构的确定。 2．偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？ 当照射1H 核用的电磁辐射偏离所有l H 核的共振频率一定距离时, 测得的13C-NMR(OFR) 谱中将不能完全消除直接相连的氢的偶合影响。此时，13C 的信号将分别表现为q （CH3）, t （CH2），d（CH），s（C）。据此，可以判断谈的类型。 三、 A: 217（基值）+30（共轭双烯）＋5×2（环外双键）＋5×4（烷基）=277（nm）B: 217（基值）+30（共轭双烯）+36（同环二烯）＋5×1（环外双键）＋5×5 （烷基）=313（nm） 其中，化合物B的计算值与给出的紫外吸收λmax （314nm）接近，因此，该化合物为B。 四、 A：约3520 cm-1 为酚羟基（或酚OH）的伸缩振动，表明有酚羟基（或酚OH）；约1600，1580，1500，1450 cm-1 为苯环的骨架振动，表明有苯环。 B：约1750 cm-1 为酯羰基的振动吸收峰，表明有酯羰基。 五、 δ39.6（C-1），δ110.8（C-2），δ124.8（C-3），δ131.5（C-4），δ154.0（C-5），δ189.5（C-6） 六、 解析：C14H14S Ω=14＋1－(14/2) ＝8