第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用
在科研中，分离得到的天然有机物或经化学反应合成的新有机化合物，都需要测定它的分子结构，因此，确定有机化合物的结构很自然变成了研究有机化学的首要任务。过去用化学方法测定有机化合物的结构是一项非常繁杂、费时的事情，甚至是很难完成的工作，因为要鉴定的“未知物”需要通过多种化学反应使它变成已知结构的有机化合物才能推导出它的可能结构。在把“未知物”变成“已知物”的过程中，往往发生结构重排或某些出乎意料之外有反应，容易得到错误的结论。例如，对胆固醇结构式的确定经三、四十年（1889-1927）的工作，获得的结构式，后经X-射线衍射法证明还有某些错误。
现代物理实验方法可弥补化学方法的不足，物理实验方法可用微量样品，如质谱通常只用几微克，甚至更少的样品（10-10g）便可给出一张满意的质谱图，在较短时间内，正确的检定有机化合物的结构。现在现代物理实验方法已成为研究有机化学不可缺少的工具，应用化学反应来确定分子结构，已沦为辅助手段。
本章主要对紫外光谱（Ultraviolet Spectroscopy,简称UV）,红外光谱(Infrared Spectroscopy,简称IR)，核磁共振谱 (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,简称NMR)和质谱(Mass Spectroscopy,简称MS)作一介绍。
第一节电磁波谱的一般概念
电磁波谱包括了一个极广阔的区域。从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米,甚至千米计的无线电波都包括在内。
所有这些波都有相同的速度（３*1010cm/s），根据公式：
1.频率：ν＝c/λ
ν:频率，单位Hz；λ：波长，单位cm；c：速度，３＊１０10cm/s
波长愈短，频率愈高．
光波波长的单位很多，其换算关系为：
1nm=10-7cm=10-3μm
频率的表示法：
⑴一种表示法为Hz,
如波长为３００nm的光，它的频率为ν＝c/λ=(3*1010cm/s)/(300*10-7cm)=1015 s-1
⑵一种表示法是用波数．
就是在１cm长度内波的数目．如用波数表示，则在１cm内波长为３００nm的光的波数为：
１／（３００＊１０－７）＝３３３３３cm-1
就是３００nm波长的光的波数为３３３３３cm-1.
2.电磁辐射能
电磁辐射是一种能量，当分子吸收辐射，就获得能量．获得多少能量决定于辐射的频率．
△E＝hν
ΔE＝获得的能量；h＝planck常数，6.626*10-34J.S
频率愈高，获得的能量愈大。
3.分子吸收光谱的分类
分子中有原子与电子。原子、电子都是运动着的物质，都具有能量。在一定的条件下，整个分子有一定的运动状态，具有一定的能量，即是电子运动、原子间的振动、分子转动能量的总和。
E分子=E电子 +E振动 +E转动
（或E总 =Ee +Ev +Er ）
当分子吸收一个具有一定能量的光子时，分子就由较低的能级E1跃迁到较高的能级E2，被吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能级差恰好相等，否则不能被吸收，它们是量子化的。
Δ E分子= E２- E１ = E光子 = hν
上述分子中这三种能级，以转动能级差最小（约在０．0５－１０－４ev）分子的振动能差约在１－０．０５ev之间，分子外层电子跃迁的能级差约为２０－１ev。
⑴转动光谱
在转动光谱中，分子所吸收的光能只引起分子转动能级的变化，即使分子从较低的转动能级激发到较高的转动能级。
转动光谱是由彼此分开的谱线所组成的。
由于分子转动能级之间的能量差很小，所以转动光谱位于电磁波谱中长波部分，即在远红外线及微波区域内。
根据简单分子的转动光谱可以测定，键长和键角。
⑵振动光谱
在振动光谱中分子所吸收的光能引起振动能级的变化。分子中振动能级之间能量要比同一振动能级中转动能级之间能量差大１００倍左右。振动能级的变化常常伴随转动能级的变化，所以，振动光谱是由一些谱带组成的，它们大多在红外区域内，因此，叫红外光谱。
⑶电子光谱
在电子光谱中分子所吸收的光能使电子激发到较高的电子能级，使电子能级发生变化所需的能量约为使振动能级发生变化所需能量的10-100倍。
电子能级发生变化时常常同时发生振动和转动能级的变化。因此从一个电子能级转变到另一个电子能级时，产生的谱线不是一条，而是无数条。实际上观测到的是一些互相重叠的谱带。在一般情况下，也很难决定电子能级的变化究竟相当于哪一个波长，一般是把吸收带中吸收强度最大的波长λmax（最大吸收峰的波长）表出，电子光谱在可见及紫外区域内出现。
第二节紫外和可见光吸收光谱
1.紫外光谱及其产生
⑴紫外光的波长范围
紫外光的波长范围为4-400nm。
200-400为近紫外区，4-200nm为远紫外区。
由于波长很短的紫外光会被空气中氧和二氧化碳吸收，研究远紫外区的吸收光谱很困难，一般的紫外光谱仅仅是用来研究近紫外区的吸收。
⑵紫外光谱
当把一束光通过有机化合物时，某一波长的光可能吸收很强，而对其他波长的光可能吸收很弱，或者根本不吸收。当化合物吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁，所产生的吸收光谱叫做紫外吸收光谱，简称紫外光谱。
⑶电子跃迁的种类
在有机化合物分子中，由于化合物的价电子有三种类型，即σ键电子、π键电子和未成键的 n 电子，在电子吸收光谱中，电子跃迁主要是经下三种。
①σ-σ*跃迁
σ电子是结合得最牢固的价电子，在基态下，电子在成键轨道中，能级最低，而σ*态是最高能级。σ-σ*跃迁需要相当高的辐射能量。在一般情况下，仅在200nm以下约～150nm才能观察到，即在一般紫外光谱仪工作范围之外，只能用真空紫外光谱仪才可观察出来（在无氧和二氧化碳的情况下）。所以测紫外光谱时，常常用烷烃作溶剂。
② n电子的跃迁
n 电子是指象N，S，O，X 等原子上未共用的电子。它的跃迁有两种方式。
第一种方式：n-π* 跃迁
未共用电子激发跃入π*轨道，产生吸收带，称为R带（基团型的，Radikalartig德文），由n-π*引起的，在200 nm以上。
如：醛酮分子中羰基在275-295nm处有吸收带，为C=O中n-π*跃迁吸收带。
第二种方式是n→σ*跃迁，这种跃迁所需的能量大于n-π*，故醇醚均在远紫外区才出现吸收带。~ 200nm。如甲醇λmax183nm。
③π→π*跃迁
乙烯分子中π电子吸收光能量，跃迁到π*轨道。吸收带在远紫外区。
当双键上氢逐个被烯基取代后，由于共轭作用，π→π*能级减小。吸收带向长波递增。由共轭双键产生的吸收带称为K带，其特征是摩尔消光系数大于104。在近紫外区吸收，CH2=CH2 λmax162nm,CH2=CH-CH=CH2 λmax217nm。
https://www.doczj.com/doc/7c2601753.html,mbert-Beer定律和紫外光谱图
⑴ Lambert-Beer（朗勃特-比尔）定律
当我们把一束单色光（I o）照射溶液时，一部分光（I）通过溶液，而另一部分先被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质的浓度（c）和液层的厚度成正比的。这就是Lambert-Beer定律。透射光强度（I）和入射光强度（I0）之比，即I/I0为透射比。LogI/I0为透光率，A=- LogI/I0为吸光度（吸收度）；c：溶液的摩尔浓度（mol/L）L:液层的厚度，单位cm;
ε：摩尔消光系数。从理论上说，ε的大小表示这个分子在吸收峰的波长可以发生能量转移（电子从能位低的分子轨道跃迁到能位高的分子轨道）的可能性。
ε值大于104是完全允许的跃迁，而小于103跃迁几率较低，若跃进迁是禁阻的，ε值小于几十。
当c为百分浓度时，ε为百分消光系数，以表示。
⑵紫外光谱图
以吸光度或消光系数（ε或logε）为纵坐标，以波长（单位nm）为横坐标作图得到的紫外光吸收曲线，即紫外光谱图（纵坐标常常用ε或logε）。
（1）处有一个最大吸收峰，位于波长280nm，用λmax280nm表示。最大吸收峰为化合物的特征数值。
在一般文献中，紫外吸收光谱的数据，多报导它的最大吸收峰的波长位置和摩尔消光系数。如：
表示样品在甲醇溶液中，在252nm处有最大吸收峰，这个吸收峰的摩尔消光系数为12300。当消光系数很大时，一般用logE或logε表示。
⑶紫外光谱图中常见的几种吸收带及常用光谱术语。
R 吸收带（来自德文 Radikalartig(基团））：为n→π*跃迁引起的吸收带如C=O,-NO2 ,-CHO.其特点εmax<100(logε<2),λmax 一般在270nm以上。
K 吸收带（来自德文 Konjugierte(共轭))：为π→π*跃迁引起的吸收带，如共轭双键。该带的特点εmax>10000。共轭双键增加，εmax向长波方向移动，εmax随之增加。
B 吸收带(来自Benzenoid一词（苯系））：为苯的π→π*跃迁引起的特征吸收带，其波长在230-270nm之间，中心在254nm，ε约为204左右，
E 吸收带（Ethylenic(乙烯型）)：也属于π→π*跃迁。可分为E1和 E2带，二者可以分别看成是苯环中的乙烯及共轭乙烯键所引起的。苯的E1为180nm,εmax>10000； E2为200nm，2000<εmax<14000。
生色基（发色团）：
共价键不饱和原子基团，能引起电子光谱特征吸收，一般为带π电子的基团。如：C=C、C=O、C=N、NO、 NO2等。
助色基（助色团）
饱和原子基团，本身在200nm以上没有吸收，但当它与发色基团连接时，可使发色团的最大吸收峰向长波方向移动，并且使强度增加，这样的基团叫助色团，如：--OH 、–NH2、–Cl、-SH 等。一般为带p电子的原子或原子团。
3.紫外光谱与有机化合物分子结构的关系
一般紫外光谱是指200-400nm的近紫外区，只有π→π* n→π*跃迁才有实际意义，也就是说紫外光谱适用于分子中具有不饱和结构的，特别是共轭结构的化合物。
⑴共轭体系增长，吸收峰的波长向长波方向移动。如：
⑵共轭链的一端引入含有未共用电子的基团（如：－NH2,-OH)和烷基时，可以产生 p-π,σ-π超共轭，使λmax向长波方向移动。
4.紫外光谱的应用
⑴推断官能团（确定不饱和化合物的结构骨架）
如在200～250nm有强吸收带（ε>10000),可能含有双键的共轭单位；在250～300nm有弱吸收（ε<100)表示可能有羰基存在。
⑵检查化合物的纯度
第三节红外光谱
在有机化合物的结构鉴定中，红外光谱法是一种重要得手段。用它可以确定两个化合物是否相同，若两个化合物的红外光谱完全相同，则一般他们为同一化合物（旋光对映体除外）。也可以确定一个新化合物中某些特殊键或官能团是否存在。
一、红外光谱图的表示方法
红外光谱以波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置。以透射百分率（Transmittance %,符号T%)为纵坐标，表示吸收强度，吸收带为向下的谷。
二红外光谱的产生，与有机化合物分子结构的关系
1.分子振动的分类：
⑴伸缩振动（ν）：原子沿着建轴伸长和缩短，振动时键长有变化，键角不变。
⑵弯曲振动（δ）：组成化学键的原子离开键轴而上下左右的弯曲。弯曲振动时，键长不变，但键角有变化。
①：面内弯曲：
②：面外弯曲
2.红外光谱的产生
当分子吸收红外光子，从低的振动能级向高的振动能级跃迁时，而产生红外吸收光谱。
振动能：E vib=( V + 1/2) hν
V=0,1,2,3...称为振动量子数。
ν＝振动频率
h=普朗克常数（6.36×10-34焦耳.秒）
△E = hν
在分子中发生振动能级跃迁所需要的能量大于转动能级跃迁所需要的能量，所以发生振动能级跃迁的同时，必然伴随转动能级的跃迁。因此，红外光谱也成为振转光谱。
只有偶极矩大小或方向有一定改变的振动才能吸收红外光，发生振动能级跃迁，产生红外光谱。不引起偶极变化的振动，无红外光谱吸收带。
3.原理
对于分子的振动，为了便于理解可以用经典力学来说明。
用不同质量的小球代表原子，用不同硬度的弹簧代表各种化学键。
根据胡克（Hooke)定律，两个原子的伸展振动视为一种简谐振动，其频率可依下公式近似估计：
ν＝1/2π(k/μ)-1/2
k:力常数, μ:折合质量＝m1m2/( m1+m2) , m1 和m2 分别为二个振动质点的质
量。
π和c为常数，吸收频率随键的强度的增加而增加，随键连原子的质量增加而减少。
化学键的力常数越大，原子折合质量越小，则振动频率越高，吸收峰将出现在高波数区（即短波区）。
当振动频率和入射光的频率一致时,入射光就被吸收.因而同一基团基本上总是相对稳定地在某一稳定范围内出现吸收峰.
如:C-C,C-N,C-O 1300～800 cm-1
C=C,C=N,C=O 1900～1500 cm-1
C≡C,C≡N 2300～2000 cm-1
C-H,N-H,O-H 3650～2850 cm-1
4.红外光谱区域划分
一般说来，红外光谱可分为两部分：
（1）3800～1400 cm-1部分是官能团特征吸收峰出现较多的部分，叫官能团区。
（2）1400～600 cm-1部分对各个化合物来说这一部分的特异性（个性）较强，其中各峰出现情况受整个分子结构影响较大，虽然也有官能团特征吸收落在此区域（特别是弯曲振动峰），但是总的说来，这一部分光谱是反映整体分子特征的，称为指纹区，他对鉴定各个有机化合物是很有用的。
（5｀）吸收峰的种类
①基频吸收峰：分子吸收红外光主要发生由基态到第一激发态的跃进，由这种跃进所产生的吸收叫基频吸收。振动的频率与其吸收峰频率是一样的。
②倍频峰：有的基团除了在基频有强的吸收外，在比基频高一倍或n倍处还出现了弱的吸收，称倍频峰。倍频带的频率不严格地等于基频带的整数倍，一般只有第一倍频带具有实际意义。吸收频率近似于基频的两倍。
5.烃的特征吸收峰
（1）烷烃：
νC-H 3000～2800cm-1为甲基，亚甲基的C-H不对称和对称伸缩振动。
δC-H 1465～1360cm-1甲基在1375cm-1一个特征吸收峰（强）异丙基在1370和1385cm-1出现等强度的的两峰（强）叔丁基，在1370和1395cm－1出现不等强度的两个峰低波数的吸收峰为高波数的吸收峰强度的两倍。亚甲基在1465cm-1左右处出现特征峰。－（CH3)n- （n≥4):在722－744cm-1出现吸收－（CH2)n- （n<4)：吸收移向高波数方向环丙烷由于键角变小，C-H的伸缩振动移向3050cm-1
（2）烯烃：
ν＝C-H 3095～3010cm-1（中）
νC=C：1680～1600cm-1,其强度和位置决定了双键碳上的取代基和双键的共轭情况，对称性强其峰就弱，共轭使峰增强，波数则略低。
在980～650cm-1出现弯曲振动吸收峰，由此可以判断取代基数目、性质以及顺反异构等情况。
如：
（3）炔烃
ν≡C-H ：3320～3310cm-1（强）尖吸收峰
νC≡C ：2100～2200cm-1,乙炔与对称二取代乙炔因分子对称在红外光谱中没有吸收峰，因此有时即是有C≡C存在，在光谱中不一定能看到。
δ≡C-H ：600～700cm-1的弯曲振动吸收，对于结构鉴定非常有用。
（4）芳香烃
ν＝C-H：在3080～3030cm-1与烯氢的ν＝C-H相近。
ν C=C：苯环的骨架振动正常情况下有四条谱带约为1600，1585，1500，1450cm-1。归因于C＝C的面内振动（陈耀祖，《有机分析》，P600）；有时芳环骨架的拉伸振动吸收位置在1575－1625cm-1(中）和1475－1525cm-1（强）有两个吸收峰（邢其毅《基础有机化学》P203）.
δ C-H：在900－700cm-1出现苯环氢面外变形振动峰，是识别苯环上取代基位置和数目的极其重要的特征峰。取代基越多，δ C-H 频率越高。
三、红外光谱解析举例
不饱和度（Ω）：所谓不饱和度是指该化合物在组成上与饱和化合物所相差一价元素（H）成对的数目。设化合物CnHmNaObScXd其不饱和度为
Ω＝［（2n+2)-(m-a+d)]/2
n-碳原子数 m－氢原子数 a-氮原子数 d－卤原子数
二价的氧、硫等原子数一般不必考虑。
一个双键，一个脂肪环的不饱和度等于1
一个三键的不饱和度等于2
一个苯环的不饱和度等于4
例1：某化合物分子式为C11H24，红外光谱如下，确定其结构。
计算不饱和度Ω＝（2×11＋2－24）／2＝0，说明为开键饱和烃。
2960－2850cm-1处2个强峰为甲基和亚甲基的νC-H
1370－1380cm-1处一个峰为-CH3,δC-H
1470-1460cm-1处一个峰为－CH2-,δC-H
725cm-1处吸收峰为－（CH2)n-,≥4的δC-H说明为直链烷烃。
无异丙基、叔丁基的吸收峰，因此为正烷烃，为正十一烷。
例2：分子式为C7H8,IR:
不饱和度为Ω＝[（2×7+2)-8]/2=4 可能含苯环
1600－1450cm-1三组吸收峰，为苯环的ν C=C,3030cm-1为苯环的ν C-H。
C7H8-C6H5=-CH3
2960－2870cm-1有一吸收峰为－CH3的ν C-H,1375-1380cm-1有一吸收峰甲基δ C-H.
725-690cm-1有两个强吸收峰，说明为单取代芳烃，推测结构为甲苯。
第四节核磁共振谱
自50年代初广泛用红外光谱以后,有机化学获得了很大的裨益.对未知物来说，红外光谱能给出所含的官能团，指出是什么类型的化合物，而60年代发展起来的核磁共振谱却有助于指出是什么化合物。利用核磁共振谱，能推断化合物的结构，因此，现成为测定有机化合物的重要手段。
1.基本知识
1.原子核的自旋及其磁性
原子核除有质量、电荷外，还具有自旋角动量P为：p=h/2π[I(I+1)]1/2
h:为普朗克常数，I:为自旋量子数。
从原则上说，凡是自旋量子数不等于０的原子核，具有磁矩，都可发生核磁共振。
I＝１／２的原子核1H1,13C6,19F9,31P15这类原子核是核磁共振研究的最适宜的对象。
目前以氢谱和13C谱最为重要，本章主要讨论1H谱。
2.核磁共振
I>０的原子核在自旋中会产生磁场，所以这样的原子核可以看成微小的磁铁．如果把这样带有磁性的核放到外磁场中，核自旋对外磁可以有２I+1种取向．氢原子核的I=1/2,因此只有两种取向，＋１／２，－１／２，即与外磁场同向和与外磁场反向．前者能量低，后者能量高．
若质子受到一定频率的电磁波辐射，辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至高能级。这种现象即称这核磁共振。这种磁场不变，改变辐射频率，使辐射的能量恰好等于能量差时，质子发生能级跃迁，产生共振，这叫做扫频。根据量子力学计算结果表明：当I=1/2时，△E与H。的关系为：
△E＝γhH。/ 2π
γ：为磁旋比,h：planck常数。H。：磁场强度
由上面两个式子可以导出频率的表达式：△E＝hν=γhH。/ 2π
ν=γH。/ 2π
在这个关系中，有两个变数：H O和ν，所以从理论上讲，无论改变外界磁场的强度H o或改变辐射能的频率均可达到上述关系：△E＝hν=γhH。/ 2π
在这种条件下，与外磁场平行排列的原子核就吸收能量，翻转过来变为反平行的，即发生了所谓的“共振”
事实上，现在一般的仪器是改变磁场的强度（以高斯计）而将无线电波的频率固定不变。这样得到的能量吸收曲线，它的吸收峰就相当于ν=γH。/ 2π共振时的吸收，这叫做扫场。
二．屏蔽效应和化学位移
1.屏蔽效应（作用）
对相同的核来说，γ为常数，在一个有机分子中的全部氢质子在同一磁场强度下吸收，只有一个信号，但实际不是这样。如乙醚：
对乙醚样品进行扫场，磁场强度由低至高，首先出现CH2基中H的信号，其次是CH3中H的信号，即出现了两种不同H的信号，在图谱上就是两个吸收峰。
这是因为在有机化合物分子中的质子周围还有电子，而不同类型的H周围电子云密度不一样，在外加磁场的作用下，引起了电子环流，在环流中产生另一个磁场，即感应磁场。电子围绕质子所产生的这个感应磁场，使质子产生对抗磁场，磁场方向与外界磁场方向相反。
于是，质子所感应到的外界磁场强度减弱了，即实际上作用于质子的磁场强度H i比 H o要小一点（百万分之几）。这时，我们说质了受到屏蔽作用。
H i＝H o-H感应
所以，在质子周围的电子云密度越大屏蔽效应越大，即在更高的磁场强度中才发生共振，在乙醚分子中CH3-CH2-O-CH2-CH3，氧是吸电子的，从而减少了它两侧的CH2中H的电子云密度，相应地CH3中H离氧较远，电子云密度比CH2可大，就是CH3的屏蔽效应比CH2要强些，其结果是CH2上的H在磁场强度较低处发生能级的跃迁。
2.化学位移
这种由于CH2和CH3中的H的屏蔽效应的不同而在不同磁场强度下产生共振，称做化学位移。化学位移的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移。现在一般采用四甲硅烷（CH3）4S(TMS)为标准化合物。化学位移是依赖于磁场的强度，如射频为60MHz的核磁共振仪，磁场强度为14100高斯，频率为100 MHz的核磁共振仪，磁场强度为23500高斯。如用60MHz的核磁共振仪，乙醚中CH3和CH2的H相对TMS为69和202Hz.如用100MHz的核磁共振仪，乙醚中CH3和CH2的H相对TMS为115和337Hz.为了使化学位移不依赖于测定时的条件，通常用δ来表示。δ的定义为：δ＝[（ν样品－νTMS)/核磁共振仪所用的频率]×106 ＝[△ν(Hz)/ν(MHz)]×106 单位：ppm
设标准化合物的TMS的δ值为0。
用60MHz的： CH3 : δ=69/60=1.15(ppm) CH2:δ=202/60=3.37(ppm)
用100MHz的： CH3 : δ= 115/100=1.15(ppm) CH2:δ=337/100=3.37(ppm)
TMS为0，在标准之右为正值，在标准之左为负值，δ值与屏蔽作用成反比,δ值越大表明H 所受到屏蔽作用越小。
3.化学位移与分子结构
化学位移产生的原因是由于核外周围电子的抗磁屏蔽作用，现将影响屏蔽效应的结构因素简述于下：
⑴电负性
屏蔽效应的大小与质子周围的电子云密度成正比，就是质子周围的电子云密度越高，屏蔽效应越大，δ值越小；电子云密度越低，则δ值越大。与质子连接的原子如果电负性较强，即吸电子能力较大，致使质子周围的电子云密度减弱，于是有较小的屏蔽效应和较大的δ值。
如：
⑵各向异性效应
质子外围的电子云密度是决定其化学位移的主要因素。但是，化学键的各向异性效应也对质子化学位移有主要影响。在分子中处于某一化学键（单、双、叁和大π键）的不同空间位置上的核（1H）受到不同的屏蔽作用，这种现象称为各向异性效应。这是因为由电子构成的化学键在外磁场作用下，产生一个各向异构的附加磁场，使得某些位置上的核受到屏蔽，而另一些位置的核则为去屏蔽。
①双键的各向异性效应
双键的电子云垂直于双键平面，所以，在双键上、下的1H就处于其电子云屏蔽区，而在双键平面内的1H处于去屏蔽区。
②叁键的各向异性效应
叁键的电子云是以三键为轴心的圆柱体，炔键质子处在这一轴线上，受到屏蔽效应。因此，它的共振信号在较高磁场出现，其δ值低于烯键氢。
③芳环环电流效应
芳环的电子云可以看作为上下两个面包圈形的π电子环流。环流半径与环半径相同，距离苯环平面为0.128nm,在苯环平面上下位置产生抗磁性磁场，这种现象叫做环电流效应。由于这个效应，在芳香环平面侧的质子受到去屏蔽。所以芳环质子发生共振位置较低，其δ值一般为
7ppm左右。
三、峰面积与氢原子数目
两个组峰的峰面积是不同的，衡量其面积之比是3 ：2，恰好是CH3和CH2基中氢原子数之比。核磁共振谱不仅揭示了各种不同H的化学位移，并且还表示了各种不同H的数目。
衡量共振峰面积的方法现在是积分曲线高度法，核磁共振仪上带的自动积分仪对各峰的面积进行自动积分，得到的数值用阶梯式积分曲线高度表示出来。积分曲线的画法是由低场到高场，从积分曲线起点到终点的总高度与分子中全部氢原子的数目成比例。每一阶梯的高度表示引起该共振峰的氢原子数之比，其高度比可以用坐标纸方格数（或cm)表示之。
如：乙醚的NMR, 一组峰高 2cm,一组峰高3cm.总高5cm.乙醚分子含10个氢原子，则10／5＝2（个／cm)，一组峰4个H,一组峰6个H.CH3CH2OCH2CH3
四、峰的裂分和自旋偶合
应用高分辨的现代核磁共振仪，乙醚的谱图（低分辨），原来的两个峰各分裂成四重峰和三重峰，这种情况叫做峰的裂分现象。
1.吸收峰为什么会发生裂分
这是因为相邻两个碳上质子之间的自旋偶合（自旋干扰）引起的。
如，一个质子共振峰不受相邻的另一个氢质子的自旋偶合时，表现为一个单峰。
若受其（相邻一个质子，＋1／2，－1／2）自旋偶合时，则裂分为一组二重峰，该二重峰强度相等，其总面积正好和未分裂的单峰的面积相等。峰位则对称分布在未分裂的单峰两侧，一个在强度较低的外加磁场区，一个在强度较高的外加磁场区。这是由于受附近质子自旋影响的结果。
乙醚分子中CH3上的H（用Ha代表）附近有CH2(用Hb代表），两个Hb的自旋有三种组合方式：（1）两个Hb自旋量子数都是＋1／2；（2）一个Hb为＋1／2，另一个为－1／2和一个为－1／2，另一个为＋1／2；（3）两个都为－1／2。
第一种组合：等于在Ha周围增加两个小磁场，其方向与外加磁场相同。假定在没有Hb存在的情况下，Ha在外加磁场强度为H。时发生跃迁，现由于2个Hb（＋1／2，＋1／2）两个小磁场（与外加磁场方向相同）的存在，因此，在扫描时，外加磁场强度比H。略小时，即发生能级的跃迁。
第二种组合：等于增加了两个方向相反，强度相等的小磁场，对Ha周围的磁场强度等于没有影响。
第三种组合：相当于增加两个方向与外加磁场相反的小磁场。因此，在扫描时，外加磁场的强度比H。略大时（H外＝H。＋克服两个Hb产生的与外加磁场方向相反的小磁场的强度），Ha才发生能级的跃迁。
样品中乙醚分子的数目非常大，2个Hb的这三种自旋组合方式的乙醚分子都存在（其数目比为1 ：2 ：1），对乙醚样品进行扫描时，CH3上的H就产生三重峰，其面积比为1 ：2 ：1。
同理,CH2上的Hb在CH3上三个Ha的影响下，其信号分裂为四重峰，其面积比为1 ：3 ：3 ：1 。
分子中邻近碳上的H之间自旋的相互影响称为自旋偶合。
2.偶合常数
自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂为多重峰。如乙醚
第一单元 有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂 △ CH 3CH 2OH ，该反应类型是加成反应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋白质。回答下列问题： (1)属于高分子化合物的是②⑦⑧；
(2)人类食物的主要营养物质是⑥⑦⑧； (3)⑤的结构简式是，其有机物类别是芳香烃； (4)能够发生酯化反应的是③④； (5)能够发生水解反应的是①⑥⑦⑧； (6)既能与钠反应，又能与碳酸钠反应的是④。 探究点一有机化学的发展与应用 1．我国早期的化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前学会了从植物中提取染料、药物和香料等。 2．近代有机化学的形成 (1)19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年德国化学家维勒首次在实验室用无机盐氰酸铵(NH4CNO)合成了有机物尿素[CO(NH2)2]，打破了早期科学家提出的“生命力论”。 (3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有
有机化学实验测验试题 1、重氮盐与芳胺类化合物发生偶联反应，在什么条件下进行为宜（B ） A、强酸， B、弱酸性和中性， C、弱碱性和中性， D、强碱， 2、重氮化在（D ）条件下进行 A、强碱， B、弱酸性和中性， C、弱碱性和中性， D、强酸 3、制备重氮盐的温度范围（ A ） A、0-5℃， B、6-9℃， C、10-15℃， D、16-20℃ 4、检验重氮化反应终点用什么方法（A ） A 、淀粉试纸变色， B、刚果红试纸变色， C、石蕊试纸变色，
D、酚酞试剂。5．下列关于对氨基苯磺酸的说法错误的是（D ） A、它是两性化合物 A、它的酸性强于碱性，可成内盐， B、加碱下仍可成盐，且增加溶解度 D、它不能进行重氮化反应 1、无水氯化钙是一种广泛的干燥剂，它可以用来干燥下列哪种试剂-------（ D ）。（A）乙醇（B）苯酚（C）丙酮（D）苯6．甲基橙偶氮类化合物，是用对氨基苯磺酸重氮化以后，碱性条件下制得。在其制备过程中下列说法错误的是：（ A ）A．甲基橙在少量NaOH沸水中重结晶时，要操作缓慢；B．若反应物中仍含有未作用的N，N-二甲基苯胺乙酸盐，会产生不溶于水的N，N-二甲基苯胺而影响质量；C．在NaNO2/HCl进行重氮化时，用 KI-淀粉试纸检验，若显蓝色，不用补加NaNO2；D．湿的甲基橙在空气中受光，颜色会变深。1、久置的苯胺呈红棕色，用( )方法精制。答：C。A:过滤 B:活性炭脱色 C:蒸馏; D:水蒸气蒸馏12．蒸馏苯甲醇应当选用（）答：D。 A、直形冷凝管 B、球形冷凝管 C、蛇形冷凝管 D、空气冷凝管13．蒸馏实验过程中，如果忘记加沸石，但溶液已经沸腾，应该（）。A：立即向圆底烧瓶中加入沸石 B：先
笫8章 现代物理实验方法习题 1． 指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型。 CH 3CH 2CH CH 2 (1)(2)(4)(3)CH 3CH 2CHCH 3CH 3CH 2CCH 3 CH 3CH 2OCH 2CH 3 (5)CH 2CH CH O 2． 按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物： (1)O O O CH 3 (2)CH 2CHCH CH 3CH CHCH CH 2CH 2CH 2CH 2 (3)CH 3Cl CH 3I CH 3Br (4) Cl NO 2 (5)顺-1,2-二苯乙稀和反-1,2-二苯乙稀 3． 指出下列哪些化合物可在近紫外区产生吸收带： (1)CH 3CH 2CHCH 3 CH 3 (2)．CH 3CH 2OCH(CH 3)2 (3)．CH 3CH 2C ≡CH (4)CH 3CH 2CCH 3 O (5) CH 2=C=O (6).CH 2=CH-CH=CH-CH 3 4．图8—34和图8—35分别是乙酸乙脂和1—己稀的红外光谱图，试识别各图的主要吸收峰。
5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体: （1）（1）CH3—CH=CH—CHO和CH3-C≡C-CH2OH. (2)H C C6H5C C6H5 H和 C6H5 C H C C6H5 H (3)和 C O CH3C O CH3 (4)和 C CH2 (5)C6H5C C6H C和 C6H5 C C6H5 C C CN CH3 N CH CH2 6．化合物E,分子式为C8H6,可使Br2/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理,有白色沉淀生成； E的红外光谱如图8-36所示，E的结构是什么？ 图8—36 化合物E的IR图 7．试解释如下现象：乙醇以及乙二醇四氯化碳浓溶液的红外光谱在3350 cm-1处都有有一个宽的O-H吸收带，当用CCl4稀释这两种醇溶液时，乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在3600 cm-1一个尖峰代替。 8．预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？
有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以
及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）
近代物理实验教程的实验报告 时间过得真快啊！我以为自己还有很多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，本学期从第二周开设了近代物理实验课程，在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验，以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶，激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。 我们本来每个人要做共八个实验，后来由于时间关系做了七个实验，我做的七个实验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍： 一、光纤通讯：本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算），了解光纤光学的基础知识。探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况，模拟语电话光通信， 了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。老师讲的也很清楚，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于成功。
二、光学多道与氢氘：本实验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式出发研究氢氘光谱，了解其谱线特点，并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。个人觉得这个实验有点太智能化，建议锻炼操作的部分能有所加强。对于一些仪器的原理在实验中没有体现。如果有所体现会比较容易使学生深入理解。数据处理有些麻烦。不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。 三、法拉第效应：本实验中，我们首先对磁场进行了均匀性测定，进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系，利用磁场和励磁电流之间的线性关系，用电流表征磁场的大小；再利用磁光调制器和示波器，采用倍频法找出ZF6、MR3－2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系，并计算费尔德常数；最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光，验证磁致旋光的非互易性。 四p液晶物性：本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角，电光响应曲线和响应时间的测量，以及对液晶光栅的观察分析，了解液晶在外电场的作用下的变化，以及引起的液晶盒光学性质的变化，并掌握对液晶电光效应测量的方法。本实验中我们研究了液晶的基本物理性质 和电光效应等。发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响，在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的大小为125度；测量了液晶的响应时间。观察液晶光栅的衍射现象，在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线，求得了阈值电压、饱
化学学科的分类：一级学科: 化学；二级学科:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、环境化学及化学工程等；交叉边缘科学：生物无机化学、生物有机化学、物理有机化学、金属有机化学等；按研究划分: 基础研究、应用研究和开发研究。 然而实际上的划分却是不易的，例如催化。 化学发展的三个时期：（1）古代化学时期17世纪以前，制陶、玻璃制造、炼铜炼铁等等，注重实用，化学知识是经验性、零散的；（2）近代化学时期17~19世纪末，化学作为一门独立的学科的形成和发展时期，科学实验的兴起和化学工业的发展分支学科飞速发展；（3）现代化学19世纪末到20世纪初，多学科综合、相互渗透，新的实验手段的普遍运用，理论和实验相结合。 质量数中子数计算： 化学电池的写法：升失氧降得还，Zn负极Cu正极。 化肥分类及肥效计算：氮磷钾肥。 同位素：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。 同分异构体：同分异构体是一种有相同分子式而有不同的原子排列的化合物。正丁烷异丁烷。同素异形体：同样的单一化学元素构成，但性质却不相同的单质。白磷和红磷。 常见农药：杀虫剂、化肥、除草剂、植物生长调节剂、土壤改良剂等 芳香烃化合物：分子中含有苯环结构的碳氢化合物。 裂解：石油化工生产过程中以比裂化更高的温度（700℃-800℃有时甚至高达1000℃以上），使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程，裂解是一种深度的裂化。 催化重整：在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。 煤的有效利用：干馏、气化、一碳化学、液化。焦化、气化、液化和热解将煤转化为洁净气体、液体、固体燃料和化学原料。 电极电势：当把金属放入盐溶液中，金属表面构成晶格的金属离子和极性大的分子相互吸引，有使金属留下电子而自身与水结合进入溶液的倾向；盐溶液中金属离子又有从金属表面获得电子而沉积在金属表面的倾向。这时在金属和溶液之间就产生了电位差。这种产生在金属和它的盐溶液之间的电位差称金属的电极电势。 化学与农业：化肥（金坷垃氮磷钾肥）、农药等 纳米及纳米科技：在三位尺度上至少在某一维方向上尺寸在1~100nm范围的材料。能操作细小到1～100nm 物件的一类新发展的高技术。生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。是用单个原子、分子制造物质的科学技术。 纳米材料的用途：催化、生物医学（纳米机器人、检查体内疾病）、精细化工、国防科技（机器苍蝇、蚊子导弹、蚂蚁士兵、麻雀卫星、） 化学中的文学： 1.化学研究的对象和目的是什么？ 化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，是以研究物质的化学变化为主的科学。化学研究的目的——认识自然，改造自然，造福人
物理有机化学作业 ——109宿舍 （阐述下列反应并描述其反应机理：） Baylis-Hillman Reaction Beckmann Rearrangement Benzoin Condensation Birch Reduction Bischler-Napieralski Reaction Claisen Condensation Claisen Rearrangement Curtius Rearrangement (Reaction) Cannizzaro Oxidation Reduction Darzens Reaction Dieckmann Condensation Favorskii Reaction Fries Rearrangement Heck Reaction Henry Reaction Mannich Reaction Michael Addition Nef Reaction Pinacol Rearrangement Reformatsky ReactionRitter Reaction Schmidt Reaction Suzuki Coupling Swern Oxidation Tsuji-Trost Reaction Ullmann Reaction Vilsmeier Reaction Wittig Reaction
Beckmann重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺： 反应机理 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。 迁移基团如果是手性碳原子，则在迁移前后其构型不变，例如：
有机化学发展简史i “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下台成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“-”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只
适用专业： 有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、高分子化学与物理、环境化学 考试科目： 838有机化学 是否需要考生 携带计算器： 否 准考证号码： 姓 名： 考试时间： 3小时 注意事项：1．本试卷共 8 道大题（共计 24 个小题），满分 150 分。 2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。答题卷上不能做任何与答题无关的标记信息或记号，一经发现该考 试科目以违纪处理，零分计算。 3．必须用蓝、黑钢笔或圆珠笔答题，其它均无效。 ———————————————————————————————— 一、写出下列反应的主产物。（共30分，每小题 3分）
二、用简单的化学方法鉴别下列化合物。（8分） 丁烷、1-丁烯、环丙烷、丙炔 三、分离对甲苯胺，对甲苯酚，萘的混合物。（8分） 四、解释题。（共10分，每小题5分） 1.氯乙烯不易发生亲核取代反应，请加以解释。 2. 1-氯丁烷与苯在三氯化铝的催化下进行Friedel-Crafts反应，得到正丁基苯和仲丁基苯的混合物，且仲丁基苯为主产物，请加以解释。 五、在苯甲酸乙酯的制备实验中，某同学设计用下面的实验装置来蒸馏苯甲酸乙酯（沸点210-212℃），试指出该装置的不当之处。（10分） ————————————————————————————————
六、推断题。（共18分,第一小题10分,第二小题8分） 1. 分子式为C6H12O的化合物A，能与苯肼作用但不发生银镜反应。A经催化氢化得分子式为C6H14O 的化合物B，B与浓硫酸共热得化合物C（C6H12）。C经臭氧化并水解得化合物D和化合物E。D能发生银镜反应，但不起碘仿反应，而E则可发生碘仿反应而无银镜反应。写出A-E的结构式。 2. 某化合物分子式为C8H10，其NMR谱图中有关数据如下：δ1.2（三重峰，3H）；δ2.6（四重峰，2H）；δ7.1（宽峰，5H）。试推测其可能的结构。 七、合成题。（共50分，每小题10分） 八、推测反应机理。（共16分,第一小题6分,第二小题10分） ————————————————————————————————
────化学与分子工程学院──── 院系代码：015 地址：郑州市科学大道100号邮政编码：450001 联系部门：化学与分子工程学院电话：67781815 联系人：刘晨湘 专业代码、名称及研究方向指导 教师 招生 人数 考试科目备注 015化学与分子工程学院200 学术型200 070301★▲无机化学33 同等学力报01功能配位化学侯红卫①101思想政治理论②201 考应为化学 麦松威英语一③660大学化学④专业毕业， 徐琰921无机化学（一）毕业后从事 李纲本专业工作 牛云垠3年以上， 杨光修读5门以 郑直上本专业本 张茂林科主干课程 徐虹，并发表一 王利亚篇以上相关 臧双全学术论文。 李金鹏加试1分析02无机材料化学李中军化学；2物 要红昌理化学；拟 杜晨霞接受推免生 颜振宁6人。 尹明彩 樊耀亭 王建设 03现代无机合成与配合物催化侯红卫 化学孟祥茹 吴本来 李林科 赵金安 武杰 米立伟 韦永莉 04生物能源技术与环境科学樊耀亭 何占航 070302★▲分析化学23 同等学力报01化学计量学与仪器分析网络石杰①101思想政治理论②201 考应为化学课件研究申琦英语一③660大学化学④专业毕业， 屈凌波923分析化学毕业后从事 本专业工作02生物电化学与电分析化学冶保献3年以上，
徐茂田修读5门以 于岚岚上本专业本03光谱分析与发光分析石杰科主干课程， 韩润平并发表一 武现丽篇以上相关 毛红艳学术论文。 刘金霞加试1物理 韩华云化学；2有 王瑞勇机化学。 李建军拟接受推免 林琳生3人。 瞿鹏 04色谱分析与分离化学张书胜 屈凌波 王建 于阿娟 班付国 070303☆★▲有机化学73 ①101思想政治理论②201 同等学力报01物理有机与金属有机化学吴养洁英语一③660大学化学④考应为化学 宋毛平928有机化学（一）专业毕业， 王敏灿毕业后从事 陶京朝本专业工作 崔秀灵3年以上， 邹大鹏修读5门以 李铁生上本专业本 卢会杰科主干课程， 龚军芳并发表一 赵雪梅篇以上相关 赵文献学术论文。 唐明生加试1物理 郝新奇化学；2分02化学生物学与超分子化学赵玉芬析化学。拟 朱志兀接受推免生 陈晓岚10人。 曹书霞 叶勇 郑金云 03药物合成与天然有机化学廖新成 郭彦春 张福义 龙跃 张建业 石伟民 杨风岭
物理有机化学讲义An Introduction to Physical Organic Chemistry 北京大学化学学院王剑波 2003年8月
目 录 第1章有机化学反应的动力学及热力学12学时 1.1 物理有机化学概述及有机反应机理研究的基本方法2学时 动力学方法 2学时 1.2 简单速率表达式及其积分形式; 稳态近似方法;可逆反应; 假一级动力学; 多步反应的动力学; Arrhenius方程. 过渡态理论 4学时 1.2 反应坐标; 过渡态;活化能及势能面的概念; 微观可逆性原理和活化能的估 算;反应速率的过渡态理论; 过渡态结构; ?H?及?S?与Ea及A; 动力学控 制及热力学控制; Hammond假定; Curtin-Hammett原理; 反应活性/选择性 原理;过渡态理论的缺陷. 同位素效应 2学时 1.4 一级动力学同位素效应:基本原理及在反应机理研究中的应用; 二级动力 学同位素效应. 习题课2学时 1.5 第2章结构与反应活性的关系5学时 Hammett方程; 取代常数及反应常数 2.1 Yukawa-Tsuno方程; Swain-Lupton方程; Taft方程; 准动力学温度以及准平 衡温度. 习题课1学时 2.2 第3章有机化合物的酸碱理论5学时 3.1 Br?nsted酸碱2学时 弱Br?nsted碱的强度; 酸度函数; 弱Br?nsted酸的强度; 碳氢酸酸度; 取代基对Br?nsted酸碱强度的影响. Lewis酸碱及软硬酸碱理论1学时 3.2 溶液中的酸碱催化反应1学时 3.3 习题课1学时 3.4 第4章溶剂效应2学时 溶液及溶剂化的概念; 溶剂效应对反应速率及平衡的影响; Grunwald-Winstein方程. 第5章有机反应中间体8学时 正碳离子及负碳离子3学时 5.1
《 近代物理实验》练习题参考答案一、填空 1、 核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。 2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全 1000V V R 。能量分辨率值越小，分辨能 力越强。 3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。 4、对于不同的原子，原子核的质量 不同而使得里德伯常量值发生变化。 5、汞的谱线的塞曼分裂是 反常塞曼效应。6、由于氢与氘的 能级有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。 7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置 1/4波片的目的是将圆偏振光变为线偏振光 。8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气
泡室、火花室等。这些探测器大多用于高能核物理实验。信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。 9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底 片上，利用 线性插值法来进行测量。 10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。 11、原子光谱是线状光谱。 12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。 13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和 ②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包 括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于 ③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左 1/3-1/2__处。 14、由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。 15、必须把光源放在足够强磁场中，才能产生塞曼分裂。 二、简答题 1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极？
第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用 1．指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型。 答案： ⑴. π-π* ⑵．n-σ*⑶．n-π* ⑷． n-σ* ⑸. п-п* 2．按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。 ⑴. ⑵．CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH2 (3)．CH3I CH3Br CH3Cl ⑷． ⑸. 反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯 答案： ⑴以环己酮为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。 ⑵以乙烯为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。 CH3-CH=CH-CH=CH2>CH2=CH-CH=CH2>CH2=CH2 ⑶杂原子的原子半径增大，化合物的电离能降低，吸收带波长红移。n ? s* CH3I>CH3Br>CH3Cl ⑷以苯环为基准，硝基苯增加p-p共轭，氯苯增加p-p共轭，UV吸收红移。 ⑸反式异构体的共轭程度比顺式异构体更大。 反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯 3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带. (1) (2)CH3CH2OCH(CH3)2(3) CH3CH2C≡CH
(4) (5) CH2=C=O (6).CH2=CH-CH=CH-CH3 答案： 可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹。 4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图,试识别各图的主要吸收峰: 答案： 图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是：①.2870-2960cm-1为-CH3,>CH2的V C-H碳氢键伸缩振动。 ②.1730cm-1为V C=O羰基伸缩振动。③.1380cm-1是-CH3的C-H弯曲振动。④.1025cm-1,1050CM-1为V C-O-C 伸缩振动。 图8-33,1-己烯的IR图主要吸收峰是①.=C-H伸缩振动。②.-CH3,>CH2中C-H伸缩振动。③. 伸缩振动,④.C-H不对称弯曲振动。⑤.C-H对称弯曲振动。⑥.R-CH=CH2一取代烯。
物 理 有 机 化 学 主讲人:王剑波 教授（办公室：南区621；电话：6175－7248；Email: wangjb@https://www.doczj.com/doc/7c2601753.html,） 教学内容及进度 第1章 有机化学反应的动力学及热力学 12学时 1.1 物理有机化学概述及有机反应机理研究的基本方法 2学时 1.2 动力学方法 2学时 简单速率表达式及其积分形式; 稳态近似方法;可逆反应; 假一级动力学; 多步 反应的动力学; Arrhenius方程. 1.2 过渡态理论 4学时 反应坐标; 过渡态;活化能及势能面的概念; 微观可逆性原理和活化能的估算;反 应速率的过渡态理论; 过渡态结构; ?H?及?S? 与Ea及A; 动力学控制及热力学 控制; Hammond假定; Curtin-Hammett原理; 反应活性/选择性原理;过渡态理 论的缺陷. 1.4 同位素效应 2学时 一级动力学同位素效应:基本原理及在反应机理研究中的应用; 二级动力学同位 素效应. 1.5 习题课 2学时 第2章结构与反应活性的关系 5学时 2.1 Hammett方程; 取代常数及反应常数 Yukawa-Tsuno方程; Swain-Lupton方程; Taft方程; 准动力学温度以及准平衡 温度. 2.2 习题课 1学时 第3章 有机化合物的酸碱理论 5学时 3.1 Br?nsted酸碱 2学时 弱Br?nsted碱的强度; 酸度函数; 弱Br?nsted酸的强度; 碳氢酸酸度; 取代基对Br?nsted酸碱强度的影响. 3.2 Lewis酸碱及软硬酸碱理论 1学时 3.3 溶液中的酸碱催化反应 1学时 3.4 习题课 1学时 第4章 溶剂效应 2学时 溶液及溶剂化的概念; 溶剂效应对反应速率及平衡的影响; Grunwald-Winstein 方程. 第5章 有机反应中间体 8学时 5.1 正碳离子及负碳离子 3学时 正碳离子的检测-超酸介质中的NMR; 正碳离子及负碳离子的结构.
浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的，它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能－识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年，莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中，首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论，彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此，以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来，并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究不仅与各化学分支相结合，又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其广泛，它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等)，而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义，超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括：在化学药物方面的研究与应用，在光化学上的应用，在压电化学传感器中的应用，识别作用（酶和受体选择性的根基）的应用，在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用，作为分子器件方面的研究，在色谱和光谱上的应用，催化及模拟酶的分析应用，在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速，是一个新兴的交叉学科领域，正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床，其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐
选择题： 1．有机化合物的物理性质是由分子的分子间力、相对分子量、分子的极性和分子的表面积等决定的，这些性质包括(1) 。 （1）密度、沸点、熔点、溶解度、颜色、折光率、旋光性等； （2）密度、沸点、熔点、溶解度、颜色等，但不包括折光率、旋光性； （3）密度、沸点、熔点、溶解度、折光率、但不包括颜色、旋光性。 2．有机化学反应的实质是某些旧的共价键的断裂和新的共价键的形成，它可分为(1) 。（1）均裂反应、异裂反应及周环反应； （2）取代反应、加成反应、消除反应、重排反应、缩合反应、聚合反应、脱水反应、酯化反应及周环反应； （3）取代反应、加成反应、消除反应、氧化反应、还原反应、缩合反应、脱水反应、酯化反应、均裂反应、异裂反应及周环反应。 3．下列陈述(3) 是错误的。 （1）均裂反应中共价键断裂时，两个原子之间的一对共用电子均匀分裂，两个原子各保留一个电子，生成两个带单电子的原子或原子团； （2）异裂反应中共价键断裂时，两个原子之间的一对共用电子由一个原子或原子团获得成负离子，另一个原子或原子团则缺一个电子而成正离子； （3）周环反应则既不是均裂也不是异裂，而是介于两者之间的反应。 4．下列各组都表示沸点的高低，请判断(1) 是正确的。 （1）HO(CH2)3OH > C4H9OH > C2H5OC2H5 > CH3(CH2)2CH3 （2）CH3(CH2)4CO2H > C3H7CO2C3H7 > n-C6H13OH > C3H7OC3H7 （3）CH3CH2CHO > CH3CH2CO2H > CH3CH2CH2OH 5. 下列各组都表示酸性的强弱，请判断(2) 是正确的。 （1）HCl > CH3CO2H > H2O > C2H5OH > C6H5OH > CH4 （2）C6H5SO3H > p-NO2C6H5CO2H > C6H5CO2H > C6H5OH （3）Cl3CO2H > PhCO2H > p-NO2C6H4CO2H > CH3CO2H 6. 甲烷在光照下的氯代反应是按自由基反应机理进行，其反应应符合下列实验事实： （1）甲烷与氯在室温和黑暗处不起反应； （2）在室温光照下或在暗处但温度高于250 o C时，反应立即发生； （3）氯气光照后，在暗处通入甲烷，或者甲烷光照后，在暗处通入氯气，反应都不能发生。其中（3）的陈述是错误的。 7．下面四个1-甲基-4-异丙基环己烷的构象的稳定性大小可以（3）的顺序排列。（1）A>B>C>D；（2）C>A>B>D；（3）A>C>D>B. 3)2 H3 33 )2 3 )2 H3 3 3 )2 B C D 8.下列各组烯烃与HOCl(Cl2+H2O)发生亲电加成，按其活性大小顺序排列正确的为（3）。（1）2-甲基-1-丁烯>1-戊烯>2-甲基-2-丁烯； （2）丙烯>3-氯丙烯>2-甲基丙烯>2-氯丙烯； （3）乙烯>溴乙烯>氯乙烯>1，2-二氯乙烯。 9．下列陈述中（1）是正确的。
近代物理实验报告
2019/8/9 18:29:00近代物理实验报告2 实验名称：铁磁共振 指导教师：鲍德松 专业：物理 班级：求是物理班1401 姓名：朱劲翔 学号：3140105747 实验日期：2016.10.19
实验目的： 1. 初步掌握用微波谐振腔方法观察铁磁共振现象。 2．掌握铁磁共振的基本原理和实验方法。 3．测量铁氧体材料的共振磁场r B ,共振线宽B ?，旋磁比γ以及g 因子和弛豫时间 τ。 实验原理： 根据磁学理论可知，物质的铁磁性主要来源于原子或离子的未满壳层中存在的非成对电子自旋磁矩。一块宏观的铁磁体包含有许多磁畴区域，在每一个区域中，自旋磁矩在交换作用的耦合下彼此平行排列，产生自发磁化，但各个磁畴之间的取向并不完全一致，只有在外磁场的作用下，铁磁体内部的所有自旋磁矩才保持同一方向，并围绕 着外磁场方向作进动。当铁磁物质同时受到两个相互垂直的磁场即恒磁场0B ρ 和微波磁 场1B ρ的作用后，磁矩的进动情况将发生重要的变化。一方面，恒磁场0B ρ 使铁磁场物质 被磁化到饱和状态，当磁矩M ρ 原来平衡方向与0B ρ有夹角θ时，0B ρ使磁矩绕它的方向作进动，频率为h B g B H μν=；另一方面，微波磁场1B ρ强迫进动的磁矩M ρ随着1B ρ的作用
而改变进动状态，M ρ 的进动频率再不是H ν了，而是以某一频率绕着恒磁场0B ρ作进动，同时由于进动过程中，磁矩受到阻尼作用，进动振幅逐渐衰减，如图（8—1）所示，微波磁场对进动的磁矩起到不断的补充能量的作用。当维持微波磁场作用时，且微波 频率ν=H ν时，耦合到M ρ的能量刚好与M ρ 进动时受到阻尼消耗的能量平衡时，磁矩就维持稳定的进动，如图（8—2）所示。铁磁共振的原理图如图（8—3）所示。 在恒磁场0B ρ（即0H ρ ）和微波磁场1B ρ（即h ρ）的作用下，其进动方程可写为： dt M d ρ = -γ（M ρ×H ρ）+ T ρ (8-1) 上式中e m e g 2=γ为旋磁比，g 为朗德因子，B ρ（即H ρ）为恒磁场0B ρ（即0H ρ）和微波 磁场1B ρ（即h ρ）合成的总磁场，T ρ 为阻尼力矩，此系统从微波磁场1B ρ中所吸收的全部 能量，恰好补充铁磁样品通过某机制所损耗的能量。阻尼的大小还意味着进动角度θ减少的快慢，θ减少得快，趋于平衡态的时间就短，反之亦然。因此这种阻尼可用弛豫时间τ来表示，τ的定义是进动振幅减小到原来最大振幅的e 1所需要的时间。 图（8—1）进动振幅逐渐衰减 图（8—2）微波磁场作用抵消阻尼，趋于平衡
专题一认识有机化合物 第一单元有机化学的发展与应用 【学习任务】 1、了解有机化学的发展与应用，并能通过计算求得有机物的分子式。 2、了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。 【学习准备】 在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？ 【学习思考】 一、有机物的概述 1.概念：含有________的化合物。 2.组成元素：除碳外，通常还有氢、_____、_____，_____、_____及卤素等。 二、有机化学的发展 1.我国早期有机化学 （1）3 000多年前已经用煤作为燃料。 （2）2 000多年前就掌握了_____和_____的开采技术。 （3）从植物中提取_____ 等物质已经有上千年的历史。 2.有机化学的形成 （1）19世纪初，瑞典化学家_____ 提出了有机化学概念。 （2）19世纪中叶以前，科学家提出“_____ ”，认为有机物只能由动 物或植物产生，不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。 （3）1828年，德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素，冲破了“生命力 论”学说的束缚，打破了_____ 的界限。 3.现代有机化学 （1）_____ 得到广泛应用，成为人类赖以生存的重要物质基础。 （2）与其他学科融合形成了、以及等多个新型学科。 （3）1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成_____ ，标 志着人类合成蛋白质时代的开始。 三、有机化学的应用 糖类油脂蛋白质 石油天然气天然橡胶 2.具有特殊功能的有机物的合成和使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 4.利用药物（大多数是有机物）治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。 思考讨论：含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 提示：含碳元素的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸（氢）盐、KSCN、
1.1有机化学的发展与应用D
第一单元有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH2===CH2 CH3CH2OH，该反应类型是加成反＋H2O――→ 催化剂 △ 应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋
(3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。 (3)逆推法合成设计思想的诞生，使有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代，大大提高了新化合物的合成速度。 (4)有机化学还能破译并合成蛋白质，认识并改造遗传分子，第一次从分子水平上揭示生命的奥秘。1965年，我国科学家在实验室中成功利用无机物合成了具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。 4．有机化学的应用 (1)人类衣食住行用到的天然有机化合物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。(2)合成的有机物也广泛应用于生活中，如合成纤维、塑料、合成橡胶、合成药物等。