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有机波谱分析要点例题和知识点总结一、有机波谱分析概述有机波谱分析是有机化学领域中非常重要的研究手段，它能够帮助我们确定有机化合物的结构和成分。
常见的有机波谱分析方法包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）等。
二、红外光谱（IR）（一）原理分子中的化学键会在特定的波长处吸收红外光，从而产生红外光谱。
不同的化学键具有不同的振动频率，因此可以通过红外光谱来确定分子中存在的官能团。
（二）要点1、官能团的特征吸收峰：例如，羰基（C=O）在 1700 cm⁻¹左右有强吸收峰，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹有宽吸收峰。
2、指纹区：虽然难以准确归属，但对于区分不同的化合物具有重要意义。
（三）例题例 1：某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹处有强吸收峰，可能含有什么官能团？答案：羰基（C=O）。
例 2：一个化合物在 3300 cm⁻¹左右有强而宽的吸收峰，在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰，推测其可能的结构。
答案：可能含有羟基（OH）和醚键（COC）。
三、紫外可见光谱（UVVis）（一）原理分子中的电子在吸收特定波长的紫外或可见光后，会从低能级跃迁到高能级，从而产生吸收光谱。
（二）要点1、生色团和助色团：生色团如 C=C、C=O 等能产生紫外可见吸收，助色团如 OH、NH₂等会增强吸收。
2、吸收波长与分子结构的关系：共轭体系越长，吸收波长越长。
（三）例题例 1：比较苯和甲苯的紫外吸收波长。
答案：甲苯由于甲基的助色作用，吸收波长比苯长。
例 2：某化合物的最大吸收波长在 250 nm 左右，可能含有什么结构？答案：可能含有苯环或简单的共轭双键。
四、核磁共振（NMR）（一）原理在外加磁场的作用下，原子核会发生能级分裂，当吸收特定频率的射频辐射时，会发生共振跃迁，产生核磁共振信号。
（二）要点1、化学位移：不同环境的氢原子或碳原子具有不同的化学位移，可以用于判断其所处的化学环境。
《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，求其相对距离。
称之为化学位移。
2偶合常数：两个氢核之间的相互干扰叫做自旋偶合，干扰强度可用偶合常数表示。
3 NOE效应：在观测1H-NMR时，使用第二射频场照射某一核，使其饱和，则空间上与之相近的另一核信号将增强，此作用简称为NOE效应。
第五章红外光谱名词解释：1.伸缩振动ν：原子沿着键的轴线的伸展和收缩，振动时键长变化，键角不变。
（对称振动νas，不对称振动νas，骨架振动）弯曲振动δ：原子垂直键轴方向的振动，振动时键长不变，键角变化。
（面内弯曲振动（剪式振动、平面摇摆振动）；面外弯曲振动（扭曲振动、非平面摇摆振动））总结：νas ＞νs ＞δ♣2.IR选律：在红外光的作用下，只有偶极矩(∆μ)发生变化的振动，即在振动过程中∆μ≠0时，才会产生红外吸收。
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k③红外光被吸收条件：νIR = ν振动；Δμ振动≠0 Δμ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。
有机波普分析知识点总结1. 概述有机波普分析是一种利用有机物的挥发性成分进行分析的方法，它是从气相中分析有机化合物的一种有效手段。
有机波普分析是通过气相色谱-质谱联用技术进行分析的，它广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
有机波普分析的关键技术是气相色谱-质谱联用技术，它具有分辨能力高、灵敏度高、选择性好等特点。
2. 基本原理有机波普分析是基于有机物质挥发性成分进行分析的，它利用气相色谱-质谱联用技术将有机物质挥发性成分分离并进行检测与定性。
气相色谱利用气态载气将有机物质挥发成分进行分离，质谱则利用质谱仪对分离后的物质进行检测与定性。
有机波普分析的原理是分析样品挥发蒸馏后的气体混合物，然后利用气相色谱将其分离，最后通过质谱对分离后的物质进行检测与定性。
3. 分析步骤有机波普分析的分析步骤包括样品的制备、挥发蒸馏、气相色谱分离、质谱检测、数据分析等几个主要步骤。
样品的制备是将待分析的有机样品制备成适合进行气相色谱-质谱联用分析的形式；挥发蒸馏是将有机样品中挥发性成分进行蒸馏分离；气相色谱分离是利用气相色谱将挥发性成分进行分离；质谱检测是利用质谱对分离后的物质进行检测与定性；数据分析是对分析结果进行处理与解释。
4. 应用领域有机波普分析广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
在环境监测领域，有机波普分析可以用于监测水质、大气、土壤中的有机物质，检测环境中的有机物污染情况；在食品安全领域，有机波普分析可以用于检测食品中的有机污染物，保障食品安全；在生物医药领域，有机波普分析可以用于检测药物中的有机成分，分析药物的成分与含量，保证药物的质量。
5. 技术发展有机波普分析技术发展较快，主要表现在以下几个方面：一是仪器技术的提高，气相色谱-质谱联用仪器的灵敏度、分辨率及稳定性都有所提高；二是分析方法的改进，有机波普分析的分析方法不断完善，能够更好地适应各种样品的分析要求；三是应用领域的拓展，有机波普分析技术被广泛应用于环境、食品、医药等领域，对于保障公共健康具有重要意义。
名词解释1.增色效应、减色效应：吸收强度即摩尔吸光系数ε增大（2.5分）或减小（2.5分）的现象分别称为增色效应或减色效应。
2.红外特征区：有机化合物分子中一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域4000-1333cm-1。
该区域吸收峰比较稀疏，容易辨认，故通常把该区域叫红外特征区。
（5分）3.磁的各向异性效应：在电子云分布不是球形对称时，这种影响在化学键周围也是不对称的，有的地方与外加磁场方向一致，将增加外加磁场，故化学位移增大；而有的地方则与外加磁场方向相反，故化学位移减小，这种效应叫做磁的各向异性效应。
4.Mclafferty重排：具有γ－氢原子的不饱和化合物，经过六元环空间排列的过渡态，γ－氢原子重排转移到带正电荷的杂原子上，伴随有Cα－Cβ键的断裂。
（3分）上述裂解途径（2分）。
5.K带、R带：共轭非封闭体系烯烃的π→π*跃迁均为强吸收带，ε≧104，称为K带吸收；n→π*跃迁λmax270-300nm，ε﹤100，为禁阻跃迁，吸收带弱，称R带。
6.振动耦合、费米共振：分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时, 它们之间发生强相互作用, 结果产生两个吸收峰, 一个向高频移动, 一个向低频移动，这叫振动耦合。
当倍频峰（或组频峰）位于某强的基频峰附近时，弱的倍频（或组频）峰的吸收强度常被大大强化（间或发生峰带裂分），这种倍频（或组频）与基频之间的振动偶合成为费米共振。
7.偶合常数：峰裂距即偶合常数，以J来表示，J有正负号，单位为Hz。
它反映的是两个核之间的作用强弱，与偶合核的局部磁场有关，其数值与仪器的工作频率（或磁场强度）无关。
（5分）8.ESI-MS：电喷雾电离质谱（2分）；它是在4000v强电场中，使用强静电场电离技术使样品形成高度荷电的雾状小液滴从而使样品分子电离而形成的质谱。
9.Woodward rule：由Woodward首先提出，将紫外光谱的最大吸收与分子结构相关联，选择适当的母体，再加上一些修饰即可估算某些化合物的最大吸收波长。
第五章红外光谱
名词解释：
1.伸缩振动ν：原子沿着键的轴线的伸展和收缩，振动时键长变化，键角不变。
（对称振动νas，不对称振动νas，骨架振动）
弯曲振动δ：原子垂直键轴方向的振动，振动时键长不变，键角变化。
（面内弯曲振动（剪式振动、平面摇摆振动）；
面外弯曲振动（扭曲振动、非平面摇摆振动））总结：νas ＞νs ＞δ
♣2.IR选律：在红外光的作用下，只有偶极矩(∆μ)发生变化的振动，即在振动过程中∆μ≠0时，才会产生红外
吸收。
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≠0 Δμ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
第三章核磁共振氢谱
名词解释：
1.自旋-自旋驰豫和自旋-晶格驰豫：
♣驰豫：高能态的核以非辐射的的形式放出能量回到低能态，重建玻尔兹曼分布的过程。
自旋-晶格驰豫（纵向驰豫）：
处在高能级的核将能量以热能形式转移给周围分子骨架（晶格）中的其它核，回到低能级
自旋-自旋驰豫（横向驰豫）：
高能态的自旋核把能量转移给同类的低能态核，同时低能态的核获得能量跃迁至高能态。
♣2.化学位移
在照射频率确定时，同种核因在分子中的化学环境不同，或者说因核外电子云的屏蔽作用而在不同共振磁场强度下显示吸收峰的现象称为化学位移。
♣3.磁各向异性效应：当分子中一些基团的电子云排布不对称时，处在不同位置的质子具有不同的化学位移，这种效应称为各向异性。
♣4．屏蔽效应
在外加磁场作用下，核外电子在垂直于外加磁场的平面绕核旋转，产生与外加磁场方向相反的感应磁场，抵消了部分外磁场的作用。
核外电子对H核产生的这种作用，称为屏蔽效应（亦称抗磁屏蔽效应）。
5.耦合常数：谱带裂分的间距叫做偶合常数J，用赫兹(Hz)表示，
J的大小表示核自旋相互干扰的强弱，与相互偶合核之间的距离,核之间的相互取向以及官能团的类型等有关。
6.自旋偶合：分子中的核除了受外层电子的影响外（化学位移的改变），分子中邻近的核存在相互作用，这种相互作用称为自旋-自旋偶合。
自旋裂分：由于自旋-自旋偶合引起谱峰裂分的现象称为自旋-自旋裂分。
♣7．远程偶合
指间隔三个以上化学键的原子核之间的偶合。
♣8.n+1规律：当某组质子有n个相邻的质子时，这组质子的吸收峰将裂分成n+1重峰.
♣9.化学等价:化学环境相同、化学位移严格相等的核称为化学等价核，指化学位移相同的原子核。
♣10.磁等价：一组化学位移相同的核，对组外任何核表现出相同大小的偶合作用，即只表现出一个偶合常数，这组核称为磁等价核。
问答题：
1.核磁共振原理（原子核的磁共振）：
用一个能量恰好等于分裂后相邻能级差的电磁波照射，该核吸收此频率的波，发生能级跃迁，产生核磁共振。
hυ= △E 或υ= (γ /2π)B0
当I≠0时，原子核的自旋运动有NMR讯号。
2.影响化学位移的因素
电子云密度
影响因素有内部的如:诱导效应,共轭效应，磁的各向异性效应等；
外部的如：溶剂效应，氢键的形成等.
3.为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质?
(1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(δ值规定为0)，绝大多
数吸收峰均出现在它的左边。
(2)结构对称，是一个单峰。
(3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。
第四章核磁共振碳谱
♣1.质子宽带去偶法
是一种双共振技术，记作13C{1H}。
用一个强的有一定带宽的去偶射频使所有的质子达到饱和,全部质子去偶，使得1H对13C的偶合全
部去掉。
CH
3、CH
2
、CH、季C皆是单峰。
♣2．NOE效应：两个（组）不同类型的质子，如果空间距离接近（<5Å），照射其中一个（组）质
子会使另一个（组）质子的信号增强。
(分子中两类自旋核可以通过波动磁场传动能量。
在质子宽带去偶实验中，由于干扰场B
2
作用非常强，同核驰豫过程不足以使其恢复到平衡状态。
经过异核之间的偶合作用，1H核将能量传给13C核，13C核吸收能量而发生驰豫，共振信号增强称为NOE 效应。
)
♣3.偏共振去耦：采用一个频率范围很小，比质子宽带去偶弱很多的射频场B2，使1H与13C一定程度上去偶，消除2J～4J的弱偶合,与13C直接相连的1H和13C核之间留下自旋偶合作用，偶合常数变小。
偶合峰数符合n+1规则。
4.质子选择性去耦：
当去偶频率(n 2)正好等于某质子的共振吸收频率，且B 2场功率足够小（低于宽带去偶时的功率）时，
与该质子相连的碳全部去偶而变成单峰，并因NOE 使谱线强度增大。
♣5.γ -旁位效应：各种取代基团均使γ -碳原子的d 稍移向高场。
第二章 有机质谱
♣1.有机质谱原理：
中性分子碎片离子++−→−
•+
-M M e 将样品转化为运动的带电气态离子碎片，于磁场中按质荷比（m/z ）大小分离并记录的分析方法。
质谱图：横坐标为离子的质核比，纵坐标为离子相对强度或相对丰度。
♣2.分子离子峰:试样分子在高能电子撞击下失去一个电子产生正离子.
3.碎片离子峰：分子离子产生后可能具有较高的能量，将会通过进一步碎裂或重排而释放能量，碎裂后产生的离子形成的峰称为碎片离子峰。
4.同位素离子峰：有些元素具有天然存在的稳定同位素，所以在质谱图上出现一些M+1，M+2，M+3的峰，由这些同位素形成的离子峰称为同位素离子峰
5.重排离子峰
在两个或两个以上键的断裂过程中，某些原子或基团从一个位置转移到另一个位置所生成的离子，称为重排离子。
质谱图上相应的峰为重排离子峰.
♣6.N 律:
不含N 或含偶数N 的有机分子, 其分子离子峰的m/z 为偶数。
含奇数N 的有机分子, 其分子离子峰的m/z 为奇数。
7.奇电子OE ：带有未成对电子的离子。
8.偶电子EE ：外层电子完全成对的离子。
9.偶电子规律：
偶电子离子电离只能产生偶电子离子；
奇电子离子电离既能产生奇电子离子，也能产生偶电子离子。
