基于能力培养的“有机波谱解析”课程教学实践
摘要：对“有机波谱解析”课程教学的改革，使学生的学习兴趣增强，对“有机波谱解析”的基本概念和基本理论知识的理解和运用能力大大提高，学生的创新能力和实践能力有了进一步的提高。关键词：有机波谱解析；创新能力；实践能力
“机波谱解析”对于化学和化工类相关专业的毕业生来说既是一门基本的核心理论课程，又是一门重要的实践课程。该课程特点：第一是课程的理论知识比较抽象，主要是因为应用于微观领域研究的一些基本概念和基本理论比较多；第二是课程内容涉及的范围比较广，如机械、电子、自动化、物理学、化学、计算机等多个学科的知识；第三是课程的理论体系的系统性不强，给教学带来一定的难度，特别是学生自学难度较大。所以，在教材选择和教学内容的整合上，必须精心选择，合理安排，使之具有一定的系统性、逻辑性。在教学方式上要多样化、简单化、便于同学们理解和掌握课程中的基本理论与实践技能。
创新是社会不断向前发展的灵魂，创新只有在实践的基础上不断获得内生发展动力。创新能力和实践能力的提高是学生在掌握有机波谱解析课程基本的知识体系基础上才能够实现的，是他们综合素质能力不断提高的体现方式之一，是他们发现问题和解决问题能力提高的必然要求，是他们更好地适应社会、满足社会需求、解决社会生产和生活中存在问题的需要。
创新能力和实践能力的培养是“有机波谱解析”课程教学的深化，经过多年的探索与实践，摸索出一套行之有效的方法，对同学们的创新能力和实践能力的提高有很大的帮助，下面详细地介绍创新能力和实践能力的培养的具体办法和措施。
一、精选教材、强化内容的系统性
“有机波谱解析”课程教材要精选，因为好的教材，其内容的系统性、逻辑性相对较好，既可以提高同学们自学教材的兴趣，提高其自学能力和自觉学习的积极性，还可以帮助老师节省教案内容整理所需的时间，以强化教案内容的系统性、科学性和趣味性。因此教材的精选无论是对老师还是对学生都显得非常重要，因为它是学生掌握和理解有机波谱解析课程基本概念和基础理论知识的基础，是他们创新能力和实践能力提高的基础。
在教材选择上有两种方案，方案一：教材是先介绍质谱，然后按照发生跃迁能级差由小到大的顺序来进行内容介绍的；方案二：教材是按照发生跃迁能级差由大到小的顺序来进行的，最后介绍质谱。至于选择哪种方案介绍，要视当年学生的相关情况来确定，如果他们的有机化学、大学物理、机械基础理论等相关学科基础较好时，可以选用方案一的教材进行教学，反之，就要选用方案二的教材进行教学。另外还要加强不同教材之间相同内容部分的知识整合，使之知识体系更系统，知识内容更有趣味性和通俗性，以便于同学们理解和掌握基本概念与基本理论，增强他们学习有机波谱解
析课程的信心，激发他们的学习热情。通过实践探索，教学效果比较好。因此，教学内容的系统性、趣味性能使同学们更好地掌握和理解有机波谱解析课程的基本概念和基本理论，为他们创新能力和实践能力的提高打好基础。
二、教学内容语言表达尽量通俗易懂
有机波谱解析课程中，内容描述有的比较抽象、难理解，在教学时，要想办法尽量把抽象的内容形象化、规范化来表达，以便于同学们理解和掌握，同时还可以培养他们的创新思维能力。
在介绍核磁共振条件时，有关量子理论方面内容，采用规范化方式教学，只要求同学们知道结果，而没有要求他们知道其原因。因为此部分内容涉及量子理论，而同学们又没有相关量子理论的基础，所以当用量子理论来解析时，他们理解更加困难。但是要让他们知道是用量子理论来解释和推导的，还可提供相关文献，以便于有些学生自学，方便查找相关文献，来解决自己所遇到的问题，有利于这些学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力提高。
在质谱内容介绍中，涉及有机化合物裂解规律时，采用形象化方式教学。有机化合物的裂解就相当于警察抓捕罪犯一样。警察抓捕罪犯，首先要研究罪犯的一些特点，找出他们各自不同的弱点，利用他们各自不同的弱点来进行抓捕，这样破案率就比较高。那么有机化合物裂解，首先要找到有机化合物中的薄弱环节，化学键能越小处也就是它的薄弱环节，有机化合物最有可能裂解部位是其薄弱
环节的化学键。所以教学内容的通俗易懂表达方式不仅可以提高同学们学习的兴趣，还可以启迪他们用创新思维方式解决复杂抽象的问题，以提高他们的创新思维能力和实践能力。
三、教学形式多样化
教学形式多样化，是便于同学们掌握理解所讲的内容，同时也使他们了解到抽象问题形象化、直观化的一些方法。
谱图解析多采用多媒体教学，使抽象内容直观化、明确化。首先，同学们要学会看各种不同类型的谱图，并能做到简单、准确的判断，判断的依据主要是从谱图的形状和横坐标、纵坐标关系等；其次，同学们要学会分析不同谱图的典型特征，质谱图中，质荷比最大的峰位置数值，有可能是有机化合物的分子量；在核磁共振谱图中，要学会谱图的简化方法，简化谱图目的主要是排除其他原子核的共振干扰和1h、13c核之间发生的偶合裂分；红外光谱图中，主要是寻找有机化合物中各种特征官能团在第1、第2、第3特征官能团区域出现的特征峰情况，包括峰形、峰位、峰的强弱，来判断有机化合物可能含有的特征基团；紫外光谱图中，主要关注具有紫外吸收的不饱和基团和苯环或杂环类有机化合物等。
基本概念与理论多采用板书法教学，板书教学法可以给同学们留有一定的时间思考理解所讲的内容，同时也为后续讲解内容的理解打好基础。板书教学法，能够做到重点突出，使学生抓住重点，集中精力掌握和理解比较重要的基本概念与基本理论，为更好地理解
谱图，从谱图中获取更多的信息打好基础，从而不断地提高他们的抽象思维能力、分析问题和解决问题的能力，这样他们在掌握理解知识的同时，也受到了创新思维和实践能力的训练。
四、习题与试卷内容形象化与抽象化相结合
平时每个章节讲完之后，都要精心准备一些习题。习题一般有四种类型，如判断改错题，简答题，设备组成、功能与操作题和谱图分析题。判断改错题主要考查学生对基本概念与基本理论的理解，物质分析中设备的选择程序判断，实验方案的正确选择等；简答题主要针对一些重要的基本理论，谱图简化方法，样品制作注意事项与适用范围，设备组件的功能问题，各种谱图测试分析的优缺点等；设备组成、功能与操作题主要是针对相关谱图测试中用到的仪器设备结构、原理、组成与功能，仪器的正确选择方法与操作步骤，仪器在工程实践中的应用选择，仪器使用中的优缺点，仪器的维护与保养方法等；谱图分析题有单个谱图的简单分析题和复杂分析题与多个谱图的简单分析题和复杂分析题，以适应不同层次学生，让不同层次的学生都有一定的成就感，在自觉与不自觉中不断提高他们的分析能力和解决实践问题的能力。从不同的角度对大纲中要求掌握的重要内容进行考核，用不同的题型反复进行训练，抽象内容形象化考核，以提高他们的创新思维能力。课程讲完之后，要进行总体考核，试卷命题的原则也是要使抽象内容形象化、规范化。重点加强对同学们的分析问题和解决问题能力有帮助的试题训练，加强
对他们自己设计和自己动手能力培养的训练，使他们养成创新思维的良好习惯，更好地为实践服务。
五、突出教材中实践较强的内容
教材中每个章节的内容，在讲解时不可能面面俱到，而是对重点难点内容详细讲解。一般内容让同学们自学，但对他们自学的内容，要有要求和目标，让他们带着问题去阅读和理解自学部分内容，以提高他们的自学能力和实践能力，从而增强他们的创新能力。
每个章节中都涉及相关的仪器设备，在介绍这部分内容时，通常有两个标准要求，最低标准要求是所有同学都要知道这些仪器有哪些作用，存在哪些优缺点，以及其适用范围，都要能从谱图中识别出谱图类型和这种谱图是用哪种仪器测试的。概括地讲就是要学会选择仪器，识别谱图。最高标准是要求某些同学既要知道有关仪器设备的组成、结构、功能，还要知道仪器的使用方法。对使用仪器的测试条件及其注意事项要有比较好的了解，能够从谱图中分析出测试过程中可能存在的问题以及纠正的措施和办法等。概言之，就是要学会选择仪器、使用仪器，学会分析谱图识别谱图可能存在的问题，分析仪器的误差情况。
在讲解核磁共振中影响化学位移的因素时，围绕内因与外因两种因素来介绍，用唯物辩证法详细阐述内因与外因的关系，其中内因是事物变化的最根本的影响因素，外因对事物的变化、发展作用较
小，外因是通过内因起作用的。但外因在特定条件下，对事物的发展、变化，有时也有较大的影响。因此，化学位移变化的内因，是由于核外围电子绕核运动而对核产生不同程度的屏蔽作用所引起的。这种变化与核外围电子云形状离核的远近有关。当有机化合物中某一元素与不同元素或基团形成价键时，由于不同元素的核或基团对成键电子的约束能力大小不同，会导致该元素核的外围电子云密度发生变化，从而导致其化学位移发生变化。例如：hf、hcl、hbr、hi中，hf的化学位移值最大，hi化学位移值最小。在ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4中，ccl4的化学位移值最大，ch3cl化学位移值最小。[1]所以要重点地从内因上去讲解，便于同学们抓住主要矛盾，但是外因的影响也要注意，所以次要矛盾也不能忽略，也要注意解决，解决得好可以促进主要矛盾的解决。例如温度、浓度、ph值、溶剂等因素的影响。温度的影响主要是由于成键原子核运动程度不同而导致成键核之间的距离发生变化，从而使核外围的电子云密度发生变化。浓度影响主要是由于相邻分子中对核的外围电子云密度的影响。ph值主要是针对与氢形成氢键的核的影响。溶剂主要是针对能与氢形成氢键的溶剂，能使相邻核之间距离发生变化。
六、课程教学评估改革
按照传统的教学考核办法，一般是平时成绩占综合成绩的30%，期终考核成绩占综合成绩的70%，而平时成绩包括学生出勤考核、课堂纪律考核、课堂作业考核等。所以这种考核办法缺乏对同学们主
观能动性的考核，他们是被动地接受考核，没有主动地参与考核，因此，他们的学习积极性还没有被充分地发挥出来，使得教与学没有很好地形成一个统一整体。教学中没有真正做到以学生为本，做好服务工作，如传授、释疑、解惑、引领、设计规划、交流沟通等方面的服务，没有真正帮助同学们解决在学习过程中可能遇到各种问题和难题，以实现充分调动他们学习的积极性、主动性和自觉性。有机波谱解析改革，主要从“以人为本”的理念出发，强化服务意识，制定服务程序。一是要做好知识的传授，要做到所传授的知识具有精品性、前瞻性、科学性、实践性和趣味性，使同学们乐于学习，主动学习；[2]二是做好对知识的释疑，及时有效地帮助同学们化解自主学习过程中遇到的难题；三是解惑，帮助同学们解决思想上、生活上、学习上等方面存在的困惑；四是引领，在前三项服务的基础上，同学们的自学能力、发现问题和解决问题的能力有了不同程度的提高，此时需要对他们学习目的、人生目标和价值观加以正确地引导，解决他们产生内动力学习和实践的机制；五是设计规划，帮助同学们进行学业设计规划，解决他们了解在未来学习、工作可能需要具备的知识和能力，让他们按照人生不同发展阶段的需要进行自觉、主动地培养自己所需要的各种能力，特别是创新思维能力和实践能力；六是交流服务，交流服务是同学们心理上、情感上、学习上的需要，它是同学们能够敞开心扉的基础，也是提高他们自己发现问题能力、解决问题能力和增强他们思维能力的一种
训练方式。因此，评估时前三项是期终考试的主要考核内容，占综合成绩65%，后三项与出勤考核、课堂纪律考核、课堂作业考核等一起成为平时成绩的考核依据，占综合成绩的35%。
从这几年的运行情况来看，在同届学生的横向比较中，他们的自学能力、创新能力和实践能力等都有不同程度的提高，而与往届学生纵向对比中，则有较大的提高。
参考文献：
[1]孟令芝,龚淑玲,何永炳.有机波谱分析(第三版)[m].武汉:武汉大学出版社,2010.
[2]崔国星,张启卫,王益凡.化工类创新型人才培养教育教学实践与探索[j].高教论坛,2009,(6):33-36.
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
波谱分析复习题 一、名词解释 1、化学位移； 2、屏蔽效应； 3、相对丰度； 4、氮律； 5、分子离子；6助色团；7、特征峰； 8、质荷比；9、磁等同氢核 10、发色团；11、磁等同H核；12、质谱；13、i-裂解；14、α-裂解； 15. 红移 16. 能级跃迁 17. 摩尔吸光系数 二、选择题 1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为 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 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 A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？ A、σ→σ* B、π→π* C、 n→σ* D、 n→π* 5、n→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 A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的 A、νC-C B、νC-H C、δas CH D、δs CH 7、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 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、卤化物结体 9、预测H2S分子的基频峰数为： A、4 B、3 C、2 D、1 10、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
有机波谱分析习题 第一章电子辐射基础 (一)判断题 1．现代分析化学的任务是测定物质的含量。( ) 2．测定某有机化合物中C、H、O、N元素含量的方法属于定性分析。( ) 3．测定某有机化合物中是否含有羰基属于有机结构分析。( ) 4．利用物质分子吸收光或电磁辐射的性质，建立起来的分析方法属于吸收光谱分析。( ) 5．物质被激发后，利用物质跃迁至低能态或基态时发光的性质建立起来的分析方法属于发射光谱分析。( ) 6．根据Franck-condon原理，在电子能级发生跃迁时，必然伴随振动能级和转动能级的变化。( ) 7．紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱是有机结构分析的四种主要的有机光波谱分析方法，合称为四大谱。( ) 8．电磁辐射的波长越长，能量越大。( ) 9．有机波谱分析方法和仪器分析方法的灵敏度和准确度都要比化学分析法高得多。( ) 10．一般来讲，分子光谱远比原子光谱复杂，原子光谱通常为线状光谱，而分子光谱为带状光谱。( ) 11．吸收定律偏离线性完全是由于仪器因素引起的。( ) 12．电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的频率越大。( ) 13．分子光谱是由于电子的发射而产生的。( ) 14．分子荧光也叫二次光，都属吸收光谱的畴。( ) 15．ICP可用于测定F、Cl、Br、C、H、N、O、S等非金属元素。( ) (一)判断题答案 1．×2．×3．√4．√5．√6．√7．√8．×9．×l0．√11．×l2．×13．×l4．×l5．× (二)单选题 1．光或电磁辐射的二象性是指( )。 A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和微粒性。 2．光量子的能量与电磁辐射的哪一个物理量成正比?( ) A．频率；B．波长；C．周期；D．强度 3．可见光区、紫外光区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为( )。 A．紫外光区和无线电波区；B．紫外光区和红外光区； C。可见光区和无线电波区；D．可见光区和红外光区。 4．频率为l×107MHz的电磁辐射是处在哪个光区?( ) A．红外光区；B．紫外光区；C．无线电波区；D．可见光区。 5．有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的( )。 A．能量越大；B．波数越大；C．波长越长；D．频率越高。 6．分析化学发生第二次变革的年代是( )。 A．20世纪初；B．20世纪20年代；C．20世纪40年代；D．20世纪末。
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 ）
教学大纲 课程名称现代波谱分析课程负责人刘博静 开课系部化学与化工学院教研室第一基础教研室 二0一五年九月一日
《现代波谱分析》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 中文名称：现代波谱分析 英文名称：Modern Spectrum Analysis 适用专业：应用化学专业 课程性质：专业方向选修课 总学时：36 (其中理论教学28学时，实验教学8学时) 总学分：2 二、课程简介 《现代波谱分析》是应用本科专业学生在掌握《无机化学》、《分析化学》和仪器分析》等课程知识后开设的一门专业选修课，该课程内容主要包括：有机质谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外和拉曼光谱、紫外和荧光光谱的基本原理、仪器简介与实验技术、基本规律与影响因素、谱图解析的基本程序与应用，以及谱图的综合解析。通过本课程的学习使学生了解波谱分析法的概念、作用以及各波谱之间的互相联系；掌握各分析法的基本原理和谱图特征；掌握应用四大波谱进行结构解析的基本程序；了解有关的实验技术；培养并提高学生的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力，为学生后续课程学习、毕业论文（设计）和研发工作奠定良好的理论基础。 三、相关课程的衔接 已修课程：有机化学、仪器分析、分析化学 并修课程：工业分析食品分析 四、教学的目的、要求与方法 （一）教学目的 本课程的教学环节包括课题讲授，学生自学，习题讲解和期末考试，通过以上学习，要求学生掌握和了解四大谱图的基本理论及分析方法，培养并提高学生
的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力，为学生今后毕业论文和工作奠定良好的理论基础。 （二）教学要求 通过本课程的学习，使学生了解有机化合物结构鉴定的现代波谱分析手段、方法；掌握结构解析的原理、规律和过程；掌握波谱的特征数据和化合物结构的关系以及在有机化合物结构鉴定中的应用；培养学生单独或综合利用波谱学技术解决实际问题的能力。 （三）教学方法 以讲授式为主，其它教学方法为辅。 五、教学内容（实验内容）及学时分配 第一章紫外光谱（4学时） 教学内容： 1、紫外光谱基本原理 2、紫外光谱仪 3、各类化合物紫外吸收光谱 4、紫外光谱的应用 本章重点：紫外光谱在结构解析中的应用 本章难点：紫外吸收与分子结构的关系、影响因素；紫外光谱在结构解析中的应用 第二章红外光谱（6学时） 教学内容： 1、红外光谱的基本原理 2、影响红外吸收频率的因素 3、红外光谱仪及样品制备技术 4、各类化合物的红外特征光谱 5、红外图谱解析 6、拉曼光谱简介 7、红外光谱技术的进期及应用 本章重点：利用红外光谱判断常见简单化合物的官能团及结构。
名词解析 发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。 助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。 红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。 蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。 增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。 减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。 吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。 指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。 共轭效应 (conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。 诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。 核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。 化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。 弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。 分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。 基峰：质谱图中表现为最高丰度离子的峰。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 麦氏重排（McLafferty rearrangement）：具有不饱和官能团 C=X（X为O、S、N、C 等）及其γ-H原子结构的化合物，γ-H原子可以通过六元环空间排列的过渡态，向缺电子（C=X+ ）的部位转移，发生γ-H的断裂，同时伴随 C=X的β键断裂，这种断裂称为麦氏重排。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 自旋裂分：因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分。 1.紫外光谱的应用 (1).主要用于判断结构中的共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄酮等） (2).确定未知化合物是否含有与某一已知化合物相同的共轭体系。 (3).可以确定未知结构中的共轭结构单元。 (4).确定构型或构象 (5).测定互变异构现象 2.分析紫外光谱的几个经验规律 (1).在200~800nm区间无吸收峰，结构无共轭双键。 (2).220~250nm，强吸收(εmax在104~2?104之间)，有共轭不饱和键（共轭二烯，α,β-不饱和醛、酮）
核磁共振波谱分析法习题 二、选择题 1．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为 ( ) A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 2．在 O－H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) A 2 B 1 C 4 D 3 3．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( ) A CH3-OOC-CH2CH3 B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 C CH3-OOC-CH2-COO-CH3 D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3 4．一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰, 其中一个是单峰, 一组是二重峰，一组是三重峰。该化合物是下列结构中的 ( ) 5．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )
A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( ) A 4个单峰 B 3个单峰，1个三重峰 C 2个单峰 D 2个单峰，1个三重峰和1 个四重峰 7．核磁共振波谱法中乙烯、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( ) A 苯 > 乙烯 > 乙炔 B 乙炔 > 乙烯 > 苯 C 乙烯 > 苯 > 乙炔 D 三者相等 8．在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是 ( ) A 磁场不均匀 B 增大射频辐射的功率 C 试样的粘度增大 D 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大 9．将（其自旋量子数I=3/2）放在外磁场中，它有几个能态 ( ) A 2 B 4 C 6 D 8 10．在下面四个结构式中 哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常 数？（） 11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是( )
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^
波谱分析试题（C） 一、解释下列名词（每题2分，共10分） 1、摩尔吸光系数； 2、非红外活性振动； 3、弛豫时间； 4、碳谱的γ-效应； 5、麦氏重排 二、选择题：每题1分，共20分 1、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为（） A、670.7nm B、670.7m C、670.7cm D、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（） 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（） A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？（） A、ζ→ζ﹡ B、π→π﹡ C、n→ζ﹡ D、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（） A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的（）
A、νC-C B、νC-H C、δasCH D、δsCH 7、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 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、预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 10、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 11、下列哪种核不适宜核磁共振测定（） A、12C B、15N C、19F D、31P 12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移值最大（） A、–CH2CH3 B、–OCH3 C、–CH=CH2 D、-CHO 13、质子的化学位移有如下顺序：苯（7.27）>乙烯(5.25) >乙炔(1.80) >乙烷(0.80)，其原因为：（） A.导效应所致 B. 杂化效应和各向异性效应协同作用的结果 C. 各向异性效应所致 D. 杂化效应所致 14、确定碳的相对数目时，应测定（） A、全去偶谱 B、偏共振去偶谱 C、门控去偶谱 D、反门控去偶谱
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...... ???????????????????????
《波谱分析》期末考试题B 一、判断题正确填‘R’,错误的填‘F’（每小题2分，共12分） 1. 紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱是有机结构分析的四种主要的有机光谱分析方法，合称四大谱。（） 2. 电磁辐射的波长越长，能量越大。（） 3. 根据N规律，由C，H，O，N组成的有机化合物，N为奇数，M一定是奇数；N为偶数，M也为偶数。（） 4. 核磁共振波谱法与红外光谱法一样，都是基于吸收电磁辐射的分析法。（） 5. 当分子受到红外激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。（） 6.（CH3）4Si 分子中1H核共振频率处于高场，比所有有机化合物中的1H核都高。（） 二、选择题（每小题2分，共30分）. 1. 光或电磁辐射的二象性是指（） A电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成。 B电磁辐射具有波动性和电磁性 C电磁辐射具有微粒性和光电效应 D 电磁辐射具有波动性和微粒性 2. 光量子的能量与电磁辐射的的哪一个物理量成正比（） A 频率 B 波长 C 周期 D 强度 3. 可见光区、紫外光区、红外光区和无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为（） A紫外光区和无线电波 B紫外光区和红外光区 C可见光区和无线电波 D可见光区和红外光区 4. 在质谱图中，CH2Cl2中M：（M+2）：（M+4）的比值约为：（） A 1：2：1 B 1：3：1 C 9：6：1 D 1：1：1
5. 下列化合物中，分子离子峰的质核比为偶数的是（） A C8H10N2O B C8H12N3 C C9H12NO D C4H4N 6. CI-MS表示（） A电子轰击质谱 B化学电离质谱 C 电喷雾质谱 D 激光解析质谱 7. 红外光可引起物质的能级跃迁是（） 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 8. 红外光谱解析分子结构的主要参数是（） A 质核比 B 波数 C 偶合常数 D 保留值 9. 某化合物在1500~2800cm-1无吸收，该化合物可能是（） A 烷烃 B 烯烃 C 芳烃 D炔烃 10. 在偏共振去偶谱中，RCHO的偏共振多重性为（） A 四重峰 B 三重峰 C 二重峰 D 单峰 11. 化合物CH3-CH=CH-CH=O的紫外光谱中，λmax=320nm（εmax=30）的一个吸收带是（） A K带 B R带 C B带 D E2带 12. 质谱图中强度最大的峰，规定其相对强度为100%，称为（） A 分子离子峰 B 基峰 C亚稳离子峰 D准分子离子峰 13. 化合物CH3CH2CH3的1HNMR中CH2的质子信号受CH3偶合裂分为（） A 四重峰 B 五重峰 C 六重峰 D 七重峰 14. 分子式为C5H10O的化合物，其NMR谱上只出现两个单峰，最有可能的结构式为（） A （CH3）2CHCOCH3 B （CH3）3C-CHO C CH3CH2CH2COCH3 D CH3CH2COCH2CH3 15. 在偏共振去偶谱中，R-CN的偏共振多重性为（）
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
1.某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收，在红外光谱中有如下吸收峰：3300-2500 cm-1（宽峰），1710 cm-1，则该化合物可能是（） A、醛 B、酮 C、羧酸 D、烯烃 2. 核磁共振波谱解析分子结构的主要参数是（） A、质荷比 B、波数 C、化学位移 D、保留值 3. 某有机物C8H8的不饱和度为（） A 、 4 B、 5 C、 6 D、 7 4. 分子的紫外-可见光吸收光谱呈带状光谱，其原因是什么（） A、分子中价电子运动的离域性 B、分子中价电子的相互作用 C、分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁 D、分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级能级的跃迁 5. 预测H2O分子的基本振动数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 6.下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是（） A、B、C、D、 7. Cl O 化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736 cm-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 8. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目 A 0 B 1 C 2 D 3 9. 红外光谱法, 试样状态可以 A 气体状态 B 固体状态 C 固体, 液体状态 D 气体, 液体, 固体状态都可以 10.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 三、填空题（每空1分，共15分） 1、可以在近紫外光区产生吸收的电子跃迁类型有：、等。 2、在红外光谱中，决定吸收峰强度的两个主要因素是：、。 3、在红外光谱中，特征谱带区的范围是：cm-1。 4、氢谱中吸收峰所在的位置关键取决于的大小。 5、氢谱中吸收峰的面积常用高度来表示，它与吸收峰所代表的成正比。 6、奇电子离子用符号表示，而偶电子离子用符号表示。当奇电子离子含偶数氮或不含氮时，其质量数为。 7、简述氮规则：。 8、在核磁共振中，影响化学位移的因素有：、、等。 得分四、简答题（每小题5分，共25分）
波谱解析试题A 一、名词解释（5*4分=20分） 1.波谱学：波谱学是涉及电池辐射与物质量子化的能态间的相互作用，其理论基础是量子化的能量从辐射场向物质转移。 2.屏蔽效应：感生磁场对外磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应 3.电池辐射区域：γ射线区，X射线区，远紫外，紫外，可见光区，近红外，红外，远红外区，微波区和射频区 4.重排反应;在质谱裂解反应中，生成的某些离子的原子排列并不保持原来分子结构的关系，发生了原子或基团重排，产生这些重排离子的反应叫做重排反应 5.驰骋过程:要想维持NMR信号的检测，必须要有某种过程，这个过程就是驰骋过程，即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布的过程。 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：（ C ） 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：（D ） 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：（ B） 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：（ B ）
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 ） 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（ B ） 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（C ） 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( C) 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) 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： ( B ) 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？ 答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E光＝△Eν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零 2.影响物质红外光谱中峰位的因素有哪些？ 答：（1）诱导效应，（2）共轭效应，（3）氢键效应，4）振动偶合效应，（5）空间效应，（6）外部因素。 3.色散型光谱仪主要有哪些部分组成？
红外“活性”振动：在振动过程中?μ≠0，其吸收带在红外光谱中可见。 红外“非活性”振动：偶极矩不发生改变(?μ＝0)的振动，这种振动不吸收红外光，在IR谱中观测不到。 3.自由度：基本振动的数目称为振动自由度。 4.振动偶合效应：当两个或两个以上相同的基团连接在分子中同一个原子上时，其振动吸收带常发生裂分，形成双蜂，这种现象称振动偶合 5.特征频率或特征吸收谱带：某些官能团有比较固定的吸收频率，可以作为鉴定官能团的依据。 6.相关峰：每个官能团都有几种振动方式，能产生红外吸收光谱的每种振动一般产生一个相应的吸收峰。习惯上把这些相互依存又可相互佐证的吸收峰。
7.指纹区：＜1333cm-1的频率区域，主要是各种单键（如C－C，C－N，C－O等）的伸缩振动与各 种弯曲振动吸收区。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。 简答题： ?1.红外光谱的原理：分子吸收红外光引起的振动能级和转动能级跃迁而产生的信号。 （记忆：振、转光谱——红外光谱） ?2.红外光谱的产生条件： 当红外光的频率恰好等于基团的振动频率时，分子能吸收该频率的红外光，即形成IR。 ①振动分为：伸缩振动（键长）、弯曲振动（键角） ②频率：化学键力常数k ③红外光被吸收条件：νIR = ν振动；Δμ振动≠0Δμ越大，吸收越强。 3.红外光谱表示方法： 用仪器按照波数（或波长）记录透射光强度（或吸收光强度）→红外光谱图 横坐标：波数（cm-1)或波长（μ m） 纵坐标：透光率（T/%）或吸光度（A） 7.理论上，每个振动自由度在红外光谱区均产生一个吸收峰，但实际的红外谱图中峰的数目比自由度少？ 因为：（1）有偶极矩变化的振动才会产生红外吸收，无瞬间偶极矩变化的振动则不出现红外吸收。 （2）频率完全相同的振动导致峰重叠彼此发生简并。 （3）强宽峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰。 （4）某些振动的吸收强度太弱，以至无法清晰地予以记录。 （5）某些振动的吸收频率超出了记录范围（4000～650cm-1）。 ?8.决定峰强的因素 ①强度与分子振动的对称性：对称性↑→偶极矩变化↓→强度↓ ②强度与基团极性：极性↑→偶极矩变化↑→强度↑ ③强度与分子振动能级跃迁几率：跃迁几率↑→强度↑ ④强度与样品浓度：样品浓度↑→强度↑ 9.影响红外峰位、峰强的因素 1.内部因素： （1）电子效应： a.诱导效应：吸电子基团（-I 效应）使吸收峰向高频方向移动（兰移） b.共轭效应：（+C效应）吸收峰向低波数区移动 （2）空间效应： a.空间位阻：阻碍杂化或共轭 向高波数位移。 b.环张力:环张力的增大，ν C=C （3）场效应：原子或原子团的静电场通过空间相互作用 （4）氢键效应：氢键形成，低波数位移 （5）互变异构 （6）振动偶合效应。 2.外部因素：溶剂、浓度
波谱解析试题、答案(完整终极版) 一、名词解释：（每题4分，共40分） 1、发色团 2、非红外活性振动 3、费米共振 4、相关锋 5、饱和 6、屏蔽效应 7、磁等同核 8、化学位移 9、相对丰度10、麦氏重排 二、单选题（每题1分，共20分） 1、光量子的能量与电磁辐射的的哪一个物理量成正比（） A频率 B波长 C周期 D强度 2、可见光区、紫外光区、红外光区和无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域 分别为（） A紫外光区和无线电波B紫外光区和红外光区
C可见光区和无线电波D可见光区和红外光区 3、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（） 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 4、紫外光谱是带状光谱的原因是由于（） A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 5、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？（） A、ζ→ζ﹡ B、π→π﹡ C、n→ζ﹡ D、n→π﹡ 6、n→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（） A、水 B、甲醇 C、乙醇
D、正已烷 7.下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是（） A、B、C、D、 8、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的（） A、νC-C B、νC-H C、δas CH D、δs CH 9、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 10、某化合物在1500~2800cm-1无吸收，该化合物可能是（）A烷烃 B烯烃 C芳烃D炔烃 11、化合物CH3-CH=CH-CH=O的紫外光谱中，λmax=320nm（εmax=30）的一个吸收带是（） A K带 B R带
波谱解析试题及答案 一、选择题：每题1分，共20分 1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为（） 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（） 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（） A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？（） A、σ→σ﹡ B、π→π﹡ C、n→σ﹡ D、n→π﹡ 5、n→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（） A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性 的（） A、νC-C B、νC-H C、δas CH D、δs CH 7、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 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、卤化物结体 9、预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 10、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 11、下列哪种核不适宜核磁共振测定（） A、12C B、15N C、19F D、31P 12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位值最大（） A、–CH2CH3 B、–OCH3 C、–CH=CH2 D、 -CHO 13、质子的化学位移有如下顺序：苯（7.27）>乙烯(5.25) >乙炔(1.80) > 乙烷(0.80)，其原因为：（） A、诱导效应所致 B、杂化效应所致 C、各向异性效应所致 D、杂化效应和各向异性效应协同作用的结果
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