波谱分析方法探讨
张治，穆征
(南通纺织职业技术学院，江苏南通226007)
摘要：介绍了纱条不匀在波谱图上的形态特征，通过对波谱图上机械波的分析，论述了针对罗拉、齿轮、轴、隐波、假波等五种不同故障部位和故障原因的机械波波长计算的典型算法，最后结合生产实践，对波谱分析方法和程序进行了归纳总结。
关键词：波谱图；机械波；波长；分析；总结
条干均匀度仪作为评价纱线质量的先进仪器，不仅用来测定纱线的变异系数和常发性纱疵数，还提供不匀曲线图和波谱图。通过波谱分析，可以达到三个目的：(1)通过对波形特征的判断，了解纱条不匀的性质；(2)通过对不匀波幅度和波长的判断，预测可能对布面外观的影响程度；(3)通过对牵伸波和机械波的分析，确定产生疵点的工序及故障部位，及时找出纺纱工艺的不足或机械缺陷；为迅速改进工艺、调整机械状态提供依据。利用波谱分析技术诊断纺纱设备故障已成为生产中的一项日常工作。
1 波谱图的形态特征
波谱图是纱条不匀率的大小(振幅)随波长变化的图形，主要由四部分组成。
图1 纱条波谱图
1．1 理想波谱图
即使在所有纤维等长、等细的理想条件下纺纱，纤维在纱条中完全伸直平行，也不能得到粗细完全一致的纱条。这是因为纤维沿纱条的长度方向上呈随机分布(泊松分布)，此时纱条有一最低的理论不匀率。与之相对应，此时的波谱图为理想波谱图，如图1(A)虚线所示。
1．2正常波谱图
在纺纱过程中，纤维不可能全部被松解分离，纱条中仍有缠结纤维和棉束，纤维在纱条中也不可能完全伸直平行，使得纱条不匀率在所有波长范围内均有所增加，此时的波谱图称为纱条的正常波谱图。如图1 (B)所示。
1．3 牵伸波
在纺纱过程中，由于牵伸元件工作不稳定以及牵伸工艺不合理，使得在牵伸区内对浮游纤维控制不良，纤维变速点分布不稳定，产生的非周期性不匀，称为牵伸不匀或牵伸波，一般在波谱图上表现为3个频道以上的山包形突起，如图1(C)所示。
1．4 机械波
纺纱机械上与牵伸有关的回转部件的运转状态不正常或机械零部件的缺损，会造成纱条的周期性条干不匀，在波谱图的相应位置上就会出现一烟囱状突起，称为机械不匀或机械波。在波谱图上机械波常表现为1个频道或至多以2～3个频道的凸起长条，常称为“烟囱”，如图1(D)所示。
对于机械波，要关注“烟囱"相对于正常波谱图比较后凸出的高度。下列两种情况的机
械波属于有害机械波：①“烟囱”的高度P1大于该处正常波谱图对应的波幅高度B1的一半时(P1≥B1/2)；②当“烟囱”占据2～3个频道时(双柱波)，则应把波幅累加后取总高度P2值，再与正常波谱图高度B2对比，若P2≥B2/2时；这两种情况的机械波可能对织物外观造成不良影响，必须考虑消除。见图l(D)所示。
在实际波谱图分析中，机械波产生的数量远远超过牵伸波，机械波对织物外观的危害程度也超过牵伸波，因此，消除机械波对保证纱条品质是非常重要的。本文将重点对机械波进行分析。
2 机械波波长的典型算法及应用实例
波谱分析中最关键的一项工作是计算故障部件的波长值。如果把一台设备所有可能发生故障的回转件的波长值都计算出来，并分品种列成表。这样，在波谱图分析中，把波谱图上机械波实测波长值和表中波长计算值相比较，波长计算值与实测值两者只需“基本相符”(允许差异可在±l 5％以内掌握)，对应查找，就可初步推断故障部位。波长计算要结合具体机型、具体纺纱品种，具体分析。
下面针对不同故障部位和类型介绍5种典型算法。
2．1故障部位属于罗拉、胶辊、胶圈
故障原因属于：罗拉偏心、弯曲、罗拉轴承磨损、罗拉轴端齿轮缺损；胶辊回转不良(包括胶辊偏心、弯曲、胶辊铁壳与芯子的间隙过大、轴承缺油等)；胶圈回转不良等。
λ=πDE
式中：λ－机械波波长(cm)；
D－缺陷部件的直径(cm)；
E－缺陷部件至最终输出部件的牵伸倍数；
注意：若罗拉、胶辊磨成椭圆，则波长计算为：λ=πDE/2
2．2 故障部位属于各中间传动轴、齿轮部分
故障原因属于：轴及其轴承磨损、键槽松动、轴和齿轮配合不良、齿轮磨损或缺一齿。
λ=πDi
式中：λ一机械波波长(cm)；
D一最后一道输出部件(前罗拉)的直径(cm)；
i一输出前罗拉～故障轴或齿轮间的传动比；(i=N前罗拉/N故障轴)
细纱波谱图分析实例：在FA506细纱机上纺品种CJl 4．5 tex纱，常规试验中，发现有两个试样条干变异系数C V值异常，分别为1 5．1 2％、l 5．46％，随之观察波谱图，发现两个试样的波谱图上在波长2m左右的位置有机械波，见图2所示。
图2
图3 FA506细纱机牵伸部分传动示意图
纺CJl4．5tex纱线牵伸变换齿轮参数为：Zj为48，Zk为88，Zh为42，Zm/Zn为69/28，ZB/ZA为25/45，ZD为87，ZC为85。
如本例波谱图实测波长值2m左右，对应的故障部位在变换齿轮Zk或36T、23T处。根据初步确定的结果，由修机工上车检查，发现变换齿轮36 T与23 T之间的齿轮轴轴承滚珠磨损，造成齿轮运行不稳定，因而在波谱图上2m处产生了机械波。
2．3 故障原因属于罗拉抖动、扭振、齿轮全磨损、齿轮安装不良等——易产生隐波大多数隐波是由于牵伸齿轮啮合过紧或啮合齿轮轴线不平行、齿轮磨灭等，使齿轮回转中逐齿打顿，致使罗拉有规律抖动。隐波的特点是本工序波长很短，甚至无法检测出来，只有经过下道工序牵伸后将波长放大才能在波谱图上显现。由于隐波而导致的突发性纱疵危害性极大，易造成大面积坯布降等，且隐波波长和后道工序产生的波长相近，因此往往被误以为是后道工序存在问题而引起的机械波。
容易产生隐波的工序是粗纱工序，尤其是粗纱机中罗拉扭振发生频率较高，多数是由于齿轮安装不良，齿轮磨损间隙过大，胶圈张力过紧等原因造成。
①本工序隐波波长计算公式：λ0=πDi/z
式中：λ0一机械波波长(cm)；
D一输出部件(前罗拉)的直径(cm)；
i一输出前罗拉至振动罗拉传动比；
z一振动罗拉轴头齿轮齿数。
图4 FA401粗纱机牵伸传动图
②“隐波”经下道工序放大后的波长λ=λ0 E
式中：λ0一(粗纱)隐波波长(cm)；
λ一反映在下道(细纱)工序的波长(cm)：
E一(细纱)总牵伸倍数。
③隐波实例分析：纺T/C 65/35 l4 tex纱线，发现细纱波谱图(见图5)在20～30 cm处存在机械波。
粗纱波谱图正常，而在细纱机上反复抽样检测，反映出细纱条干CV值较高，粗节、细节较多。由图5可见细纱波谱图在20~30 cm处有明显机械波。此问题集中在同一台粗纱机所生产的粗纱上，而换用其它正常粗纱在此细纱机上未发现此机械波，因此可排除细纱机产生故障的可能性，可能是由于粗纱机罗拉扭振产生的隐波。根据计算的隐波波长，认真检查粗纱机后发现，由于下胶圈与中罗拉粘连严重，引起中罗拉扭振。换下该粗纱机台的全部胶圈，纺出细纱后，再反复抽样检测，再未发现此机械波。
2．4根据输出速度和有缺陷部件的回转速度计算波长(测速法)
此算法常用于梳棉机、梳毛机、并条机的故障诊断，因为对这几种机器来说，主要部件回转速度和最终产品输出线速度要比牵伸倍数容易得到。
λ=V p/n
式中：λ一机械波波长(m)；
V p一最终产品输出速度(m/min)；
n一缺陷部件转速(r/min)、(n= V p/λ)。
2．5 假波
在生产实践中，用电容式条干仪测试条子或粗纱条干时，经常会发现波谱图上出现一些机械波，这些波，并不是由于机械缺陷造成的，而是由于某些设备所固有的，经过后道工序牵伸即可消除，并不影响纱线条干，对产品质量也没有危害，所以称之为假波。
常见的假波主要有三种：圈条波、粗纱捻度波、粗纱卷绕波。
2．5．1 圈条波
圈条波是由于棉条在棉条筒内圈与圈之间的折叠和挤压而产生的。在梳棉、并条、精梳上都经常见到圈条波，并且常伴有λ/2、λ/3、λ/4谐波。圈条波波长为圈条盘一转时圈条轨迹长度，可以通过计算得到，也可以实测机上条筒内的圈条长度得到。
①圈条波的波长计算
圈条盘一转时圈条轨迹长度：λ=πd(1±1/i) (cm)【1】
式中：圈条盘与底盘反向回转时：取“+"，同向回转时取“一”。
d一圈条直径(cm)；i一圈条盘与底盘问转速比，又称为圈条速比。
并条机：λ=πd(1—1/i)；梳棉机：λ=πd(1+l/i)由于圈条速比i较大，若近似计算，可忽略(1±l/i)：取λ=πd
②判别圈条波的方法：
一般梳棉机条筒直径为600 mm时，圈条波波长在60 cm左右；并条机条简直径为400 mm时，圈条波波长在80 cm左右；并条机条简直径为500 mm时，圈条波波长在100 cm左右。如果在棉条波谱图上相应波长位置，出现的烟囱怀疑是圈条波，但又不能确定，则可以进一步做对应粗纱的波谱图。例如并条波谱图在80cm左右处出现“烟囱”，粗纱牵伸倍数为6．5，在粗纱波谱图λ=80cm×6．5＝520cm处无机械波，即可判断为圈条波。反之，则可能是有缺陷的机械部件产生的有害机械波。
③圈条波实例分析：
如并条机圈条盘与底盘问转速比i为19．93，圈条直径为286mm，则圈条盘一转时圈
条轨迹长度即为圈条波长λ。
λ=πd(1—1/i)：3．14×28．6 x(1—1/19．93)＝85．3cm＝0．853 m
在图6波谱图上表现的0．84m的波长，并伴有λ/2、λ/3、λ/4谐波的机械波为并条圈条波。
图6 并条机圈条波(带有λ/2、λ/3、λ/4谐波)的波谱图
2．5．2粗纱捻度波
粗纱捻度波产生于粗纱加捻时纱条之间的折叠，没有谐波。
波长：λ=10／T t
式中：λ一粗纱捻度波波长(cm)；
T t一粗纱特数制捻度(桫1 0cm)。
粗纱加捻效应形成的假波波长一般为2．5～3．5cm 。参见图7所示。
图7粗纱捻度波谱图
(粗纱为750 tex，捻系数为110，捻度T t =4．02捻回/10cm
2．5．3粗纱卷绕波
卷绕波也是粗纱一种常见的规律波，产生原因是来自于相邻两层粗纱间相互挤压，可能伴随有谐波。
波长：λ=πd
式中：λ一粗纱卷绕波波长(cm)；
d粗纱卷绕直径(cm)。
由于粗纱卷绕直径是不断增大的，因而粗纱卷绕波是变化的。属于变周期波。
3 波谱分析方法的经验总结
3．1规律性取样
为保证有效地进行纺纱质量控制，及时监控纺纱设备的状态，并配合设备保全保养以及日常维护，日常测试宜对设备进行规律性取样，即对纺纱设备的每一加工部位(每锭、每眼)在规定时间内至少巡回检测一次。一般细纱要做到每锭每半年取样一次，粗纱每锭每月取样一次，末并每眼每天取样一次。只有做到规律性取样，才能及时发现设备故障问题，保证机台的正常运转，对于稳定和提高纱线质量有重要意义。
3．2 试样的测试长度要考虑波谱图的可信度
为了保证波谱图的可信度，要求被测波长必须达到25个以上，否则要延长测试时间以
增加试样长度。例如，当测试速度为400 m/min、测试时间为1 min时，试样长度为400 m，则波谱图上在λrnax=400/25=1 6 m以内出现的“烟囱"或“小山”统计上是可信的。随着试样长度增加，波谱图上出现的可供分析的频道数目也自动增多，可分析的波长范围增大。3．3 通过波谱图反映出的波形特征作出初步推断
通过波谱图反映出的波形特征区分机械波和牵伸波。对于机械波要找出同台车所有测试试样反映出的波长是共性波长还是个性波长，共性波长说明是整台车共性问题，要从整机传动系统分析，可能是传动轴、齿轮部分有缺陷，其中轴的磨损对产生纱条不匀的敏感度高，因此，对轴及轴承的检查更应认真仔细。个性波长说明是同一台车的个别锭(眼)出问题了，要从锭(眼)差因素分析，如罗拉、皮辊、皮圈缺陷都可能产生锭(眼)差。由此可初步区分故障发生的不同部位，寻找与其相关的部件。
3．4 对波谱图上同时出现的多个机械波，要注意基波、谐波的判断
对于非正弦的周期性波动，波谱仪在进行傅立叶变换后，能把每一个非正弦的周期性疵点分解为一系列的正弦曲线，这样在波谱图上除基波外，尚有谐波，如基波波长为λ，则谐波的波长分别为λ/2、λ/3、λ/4等，或者只有奇次谐波或偶次谐波，谐波的波长一定小于基波的波长，但波幅不一定就比基波小。在波谱图中，谐波一定在基波的左侧出现。需要注意的是：。谐波是计算原因产生的突起，而非纱条上真有其波。对波谱图进行分析，要从波长最大的机械波开始，先确定基波，再根据谐波与基波的整数关系，剔除谐波，最后由基波的波长确定故障部位o
3．5掌握牵伸波和机械波波长计算方法以及科学的验证和推断方法
用波谱图上实测波长与可能的故障部位的计算波长对照，找出和实测波长最接近的计算波长。波长的计算值与实测值两者只需“基本相符”，允许差异可在±l5％以内，初步推断故障部位和范围，同时测试分析必须与科学验证实验和推断相结合，合理应用排除法，避免误判，少走弯路。
3．6 注意掌握综合分析，特别是跨工序分析“隐波”和“假波”
当多台车出现同样的故障现象，则问题不一定发生在本工序，很可能源自前道工序。如粗纱“隐波”问题，此时可换用其它正常粗纱在此细纱机上做实验，若此机械波消失，则排除了细纱机产生故障的可能性，可能是粗纱机罗拉扭振产生的“隐波”。
分析时也应注意有些前道出现的问题不一定对后道有影响，这些波也称之为“假波”如梳棉、并条、精梳工序的“圈条波”；粗纱工序的“捻度波”、“卷绕波”。对“隐波”和“假波”的分析，应经常进行前后工序跟踪对比测试，以防止误判。
3．7对“专家系统”的认识
随着计算机技术的发展应用，波谱分析的计算和分析工作可以应用计算机辅助完成。计算机对于有算法解决的问题，可以充分发挥计算速度快准确性高的优势，但对于没有算法解决的问题、对于在不完全、不确定、不精确的信息基础上进行的推断以及人类利用经验直观判断等许多类似问题要作出的准确判断是很难的，所给出的诊断结果范围可能太大，根本无从下手，因此对“专家系统”不论国内或国外版本只宜做为辅助工具而不要完全依靠。关键还是要掌握波谱分析的基本概念、基本思路和基本方法，结合积累的工作经验判断，通过实践解决问题。
注：本文摘自《2006年全国现代纺纱技术研讨会论文集》152-155
一、名词解释(每小题5分,共30分) 1、化学位移:由原于核与周围电子静电场之间的相互作用引起的Y发射与吸收能级间的相对移动。 2、屏蔽效应:由于其她电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷对该电子的吸引力,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。 3、相对丰度:相对丰度又称同位素丰度比(isotopic abundance ratio),指气体中轻组分的丰度C与其余组分丰度之与的比值。 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就是偶数。如分子中含奇数个氮原子,则分子量就一定就是奇数。 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电子的杂原子饱与基团,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,并吸收强度增加的基团。 二、简答题(每小题8分,共40分) 1、色散型光谱仪主要有几部分组成及其作用; 答:由光源、分光系统、检测器3部分组成。光源产生的光分为两路:一路通过样品,另一路通过参比溶液。切光器控制使参比光束与样品光束交替进入单色器。检测器在样品吸收后破坏两束光的平衡下产生信号,该信号被放大后被记录。2、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献; 答:在有机化合物结构鉴定中,紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团与芳香性等方面有独到之处。 3、在质谱中亚稳离子就是如何产生的？以及在碎片离子解析过程中的作用就是什么 答:离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解,丢失中性碎片,得到新的离子m2。这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量,但受到同m1
《波谱分析》教案 一、前言 《波谱分析》是应用四种谱学方法（紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱）研究和鉴定有机化合物结构相关知识的一门课 程。 1. (3).1H-NMR、13C-NMR的解析方法。 2.教学难点 (1).四种谱学的原理和规律。 (2).四种光谱学的综合解析。 四、教学方法与手段
1.教学方法 能采用启发式，谈话式、讨论式等一些先进教学方法。并能采取灵活多样的方式教学，注重创新能力培养。全部课程实现了多媒 体教学。 2.教学手段 一. （1 概念 （2 二. 紫外-可见光谱是一种电子吸收光谱，它测量的是分子中电子从基态向激发态跃迁的能量和概率。一般有机药物分子中典型的电子跃迁都是从最高占用轨道或非键轨道向最低未占轨道的跃迁，尤其对一些共轭体系，可获得相关的结构信息。
红外光谱源于分子内基团的振动吸收，可以提供有机分子结构以及对称性的大量信息。一些功能基的振动吸收总在确定的波数区间出现其特征吸收，而不会因含该功能基的分子变化而变化（如：羰基红外吸收总在1715cm-1左右出现）。所以红外光谱特别适用于 分子中功能基的鉴定。 分辨质谱则可免做元素分析）方法外，还要有目前国内外普遍使用的红外、紫外、核磁和质谱，必要时还应增加其他方法，如圆二色散（CD）、X光衍射（粉末、单晶）、热分析等。 3.《波谱解析》课程基本要求？ 了解波谱分析与经典有机结构分析的区别；
了解四大波谱的基本原理，会初步应用四大谱学技术解析典型有 机化合物的分子结构； 熟悉常见基团的特征频率和不同环境下氢和碳的化学位移与偶合 规律等； 熟悉常见有机化合物的质谱裂解规律； 第二章紫外光谱(4学时) 原子或分子的能量组成与分子轨道、紫外光谱与电子跃迁、紫外光谱的λmax及其主要影响因素以及芳香化合物的紫外光谱特征、推测不饱和化合物λmax峰位的经验规则、共轭系统的λmax
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
1. 请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。 答：从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中，δ7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a。另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a 仅和b耦合）。δ7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b耦合。δ7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b，另外b和a、c，b和a、c耦合，因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。 2. 请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400 MHz，溶剂CDCl3）。 解：该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中δ7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a、b和b、c、d、e六种质子。 其中δ9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J= 8.0 Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。δ6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J = 16, 8.0 Hz，其中16 Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0 Hz即是与醛基氢e的耦合常数，因此该峰为d。δ7.38处的双峰耦合常数J = 16 Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。 δ 6.68 (2H, d, J = 8.8 Hz)和7.45 (2H, d, J = 8.8 Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使邻
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。
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 ）
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( )
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
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）
孟令芝-有机波谱分析-第三版课后习题及答案
第二章 质谱习题及答案 解：A 、C 2H 3Cl ，B 、C 2H 6S 分子离子峰为偶数表明含有偶数个氮或不含氮。 C x H y N z O w S S 不含氮 含氮 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1 ) 1000.2 4.4RI(M)200 x z s x w s ?=++?=++ 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1) 1000.2 4.4RI(M)200 x z s x w s ?=++?=++ A 、RI(M+1) 4.8 100 1.10.37100RI(M)100 x z ?=+=?，设z=1，则x=4.02，C 4N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同理B ，设z=1，则x=3.11，C 3N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同位素相对丰度表，p26表2.3。 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=3:1，则A 中有氯原子，推断其分子式为CH 2=CHCl 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=25:1，则A 中有硫原子，推断其分子式CH 3CH 2SH 解：C 2H 2Cl 2，ClCH=CHCl
m/z=98分子离子峰，M ：(M+2)=6:1，有两个氯。同位素相对丰度表，p26表2.3。 M-35=98-Cl ，M-36=98-HCl ，M-37=98-HCl-H 解：m/z 142=M -43(?C 3H 7)，m/z 142=C 9H 20N ，(n-C 4H 9)3N, 分子离子峰为奇数表明含有奇数个氮。 C x H y N z O w S S RI(M+1)10 100 1.10.37100RI(M)100x z ?=+=?，设z=1，则x=8.75，若z=3，则x=8.08，不合理。M ：(M+1)=10:1，表明不含有卤素和氧硫。 m/z 44=CH 2=N +HCH 3，m/z 100=142-42(C 3H 6) m/z 57=M -43(?C 3H 7)， m/z 44=57-13(CH 3)，CH 2=N +HCH 3， 第四章 红外课后习题及答案
《波谱解析名词解释》 1.助学团：某些饱和的原子团本身在近紫外区无吸收的，并不“发色”，但其与发色团相连或共轭时，能使发色团的吸收峰长波方向移动，强度增强，这些基团称为助色团。常用的助色团有—OH，—OR,—NR2,—SR,—Cl,—Br,—I等。 2.发色团：有机化合物分子结构中有能吸收紫外光或可见光的基团，此类基团称为发色团。 3红移：由于化学环境的变化而导致吸收峰长波方向移动的现象叫做红移。 4蓝移：导致吸收峰向短波方向移动的现象叫做蓝移。 5.增色效应：使紫外吸收强度增加的作用。 6.减色效应：使紫外吸收强度降低的作用。第二章红外光谱 1费米（Fermi）共振：由频率相近的倍频峰和基频峰相互作用产生，结果使倍频峰的强度增大或发生裂分。 2伸缩振动：沿键轴方向发生周期性变化的振动称为伸缩振动。 3弯曲振动：沿键角发生周期性变化的振动称为弯曲振动。 4基频峰：从基态跃迁到第一激发态时将产生一个强的吸收峰，即基频峰。 5倍频峰：从基态跃迁到第二激发态，第三激发时将产生相应弱的吸收峰，即倍频峰。6振动自由度：将多原子分子的复杂振动分解成若干个简单的基本振动，这些基本振动的数目称为分子的振动自由度。 7指纹区：在红外光谱中，波数在1330~667cm-1范围内称为指纹区 8振动偶合效应：当两个相同的基团在分子中靠得很近时，其相应的特征峰常发生分裂，形成两个峰，这种现象叫作振动偶合。 9诱导效应：在有机化合物分子中，由于电负性不同的取代基（原子或原子团）的影响，使整个分子中的成键电子云密度向某一方向偏移，这种效应叫诱导效应。 10共轭效应：共轭体系中电子离域现象称为共轭效应。 第三章 1化学位移：是指将待测氢核共振峰所在位置与某基准物质氢核所在的位置进行比较，
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
波谱分析试题及答案 <波谱分析>答案 一、简要回答下列可题(每小题8分，共48分) 1、从防风草分离得一化合物，其紫外光谱在乙醇中λ=241nm。根据文献及其它光max 谱测定可能为松香酸(A)或左旋海松酸(B)。试问从防风草分离的该化合物为何物, A=217+20+5=242nm (4分) B=217+20+5+36=278nm (4分) 从防风草分离的该化合物为何物位A。 2、如何用紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振法区别有机化合物(如1，2—二苯基乙 烯)的顺、反几何异构体, 紫外光谱法:反式紫外吸收波长大于顺式的紫外吸收波长(2分) -1-1红外光谱法:反式γ970cm 顺式γ690cm(3分) =CH =CH 33核磁共振法:反式J =12—18Hz 顺式J =6—12Hz(3分) 3、如何用红外光谱法区别下列化合物,它们的红外吸收有何异同, CHNHCHOHCHCOOH2222(1) -1 -1 -1υ 3400,3490cm, υ 3500—3200cm,υ 1725cm(4分) NHOHCO CH3CH3 CHCHC33CH(2) CH3CH3 -1 -1-1-1-1 δ1380cm单峰, δ1385cm，1370cm, δ1390cm，1365cm(4分) CHCHCH 4、比较化合物中用箭头标记的氢核，何者氢核的共振峰位于低场,为什么,
(1)后者氢核的共振峰位于低场，因为两个苯环的磁各向异性。(4分) (2)后者氢核的共振峰位于低场，因为双键的磁各向异性。(4分) 5、某化合物经MC检测出分子离子峰的m/z为67。试问，从分子离子峰的质荷比，你可获得哪些结构信息,分子式可能为CHO、CH、还是CHN, 435745 可获得的结构信息有:该化合物的分子量为67;含奇数个氮(4分) 分子式可能CHN (4分) 45 6、在甲基异丁基酮(M=100)的质谱中，有m/z85、58、5 7、43、15和M-15等主要 碎片离子，试写出开裂过程。 +O+O O+(1)(2)CHCHC33CHCHCHCCCHCHCHCH32332m/z43 m/z15m/z100CHCH33 (4)(3)m/z85OH OC CHCHCHCHCHCCH32233 M-1m/z58 第一步裂解过程(2分)，第二步裂解过程(2分)，第三步裂解过程(2分)，第四步裂解过程(2分) 二、已知化合物分子式为CHO，IR光谱图如下，试推断化合物结构。(10分) 882 不饱和度=5 含有苯环(1分) -1-1 不饱苯环:>3000cm 不饱和C-H的伸缩振动;泛频区单取代峰型;1600，1500 cm -1和C-C(苯环骨架)的伸缩振动;770，690 cm 不饱和C-H面外弯曲振动;单取代峰位。
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
第一章绪论 1、指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速3.0×1010cm/s） （1）波长588.9nm（2）波数400cm-1 （3）频率2.5×1013Hz（4）波长300nm 2、阐述波谱的产生 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）σ→σ*（2）π→π*（3）n→σ*（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） 7. 下列化合物，紫外吸收λmax值最大的是 （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。文档收集自网络，仅用于个人学习 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？文档收集自网络，仅用于个人学习 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？文档收集自网络，仅用于个人学习 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。文档收集自网络，仅用于个人学习 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？文档收集自网络，仅用于个人学习 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？