波谱分析 复习提纲(研究生)

波谱分析复习题公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]第一章绪论1.不饱和度的计算不饱和度计算公式：U=n4+1+(n3-n1)/2式中n4、n3、n1分别为4价、3价、1价原子的个数。

2.波谱分析的一般程序1. 实验样品的准备;在波谱测定前我们需要根据样品的不同性质、不同纯度及不同波谱测定目的作样品的准备。

样品准备主要有三方面的工作:一是准备足够的量。

二是在很多情况下要求样品有足够的纯度，所以要作纯度检验。

三是样品在上机前作制样处理。

2．做必要的图谱及元素分析;先选择性做几个重要、方便的，再根据情况做其他谱。

3．分子量或分子式的确定；（1）经典的分子量测定方法：可用沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。

有些样品可用紫外光谱根据Beer定律测定分子量。

误差大。

大分子可用排阻色谱测定。

（2）质谱法：高分辨质谱在测定精确分子量的同时，还能推出分子式，这是有机质谱最大的贡献。

低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子中元素的组成，进而得到可能的分子式。

（3）结合核磁共振氢谱、碳谱推测简单烃类等分子的分子式。

(4)综合光谱材料与元素分析确定分子式。

4．计算不饱和度；分子式确定后，可方便的按下式计算出不饱和度来：U=n4+1+(n3-n1)/2式中n4、n3、n1分别为4价、3价、1价原子的个数。

5．各部分结构的确定；（a)不饱和类型红外光谱和核磁共振可用于判断C=O、C=N等不饱和类型。

UV 可用于共轭体系的判断。

(b)官能团和结构单元鉴定可能存在的官能团和部分结构时，各种光谱要交替参照，相互论证，以增加判断的可靠性。

6．结构式的推定；总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单元的关系，提出一种或几种可能结构式。

7. 用全部光谱材料核对推定的结构式；①用IR核对官能团。

②用13C-NMR核对碳的类型和对称性。

③用1H-NMR核对氢核的化学位移和它们相互偶合关系，必要时与计算值对照。

《波谱分析》期末复习资料·《波谱分析》期末复习资料⼀、名词解释：1、摩尔吸光系数；根据⽐尔定律，吸光度A与吸光物质的浓度c和吸收池光程长b 的乘积成正⽐。

当c的单位为g/L，b的单位为cm时，则A = abc，⽐例系数a称为吸收系数，单位为L/g.cm；当c的单位为mol/L，b的单位为cm时，则A = εbc，⽐例系数ε称为摩尔吸收系数，单位为L/mol.cm，数值上ε等于a与吸光物质的摩尔质量的乘积。

它的物理意义是：当吸光物质的浓度为1 mol/L，吸收池厚为1cm，以⼀定波长的光通过时，所引起的吸光度值A。

ε值取决于⼊射光的波长和吸光物质的吸光特性，亦受溶剂和温度的影响。

显然，显⾊反应产物的ε值愈⼤，基于该显⾊反应的光度测定法的灵敏度就愈⾼。

2、⾮红外活性振动；物质分⼦吸收红外光发⽣振动和转动能级跃迁，必须满⾜两个条件：1. 红外辐射光量⼦具有的能量等于分⼦振动能级能量差△E2. 分⼦振动时必须伴随偶极矩的变化，具有偶极矩的变化的分⼦振动是红外活性振动，否则是⾮红外活性振动。

3、弛豫；⼈们把向平衡状态恢复的过程称为弛豫过程。

原⼦核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。

这个过程遵循指数变化规律，其时间常数称为弛豫时间。

弛豫过程所需的时间叫弛豫时间。

即达到热动平衡所需的时间。

热动平衡即因热量⽽导致的动态平衡。

4、碳谱的γ-效应；5、麦⽒重排是MCLATTERTY对质谱分析中离⼦的重排反应提出的经验规则。

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（属于均裂），这种断裂称为McLafferty重排，简称麦⽒重排（麦⽒于1956年发现），例如：2-戊酮在质谱中，位于含有杂原⼦双键的γ-位氢原⼦，通过六员过渡态转移到杂原⼦上的过程称之为麦⽒重排。

《波普分析》复习题集一、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、1.49×10102.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、δasCH D、δsCH7.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8.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9.下列哪种核不适宜核磁共振测定（）A、12C B、15N C、19F D、31P10.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、-CHO11.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12.含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为：（）A、偶数B、奇数C、不一定D、决定于电子数13. 二溴乙烷质谱的分子离子峰（M ）与M+2、M+4的相对强度为： （ ） A 、1:1:1 B 、2:1:1 C 、1:2:1 D 、1:1:214. 在丁酮质谱中，质荷比值为29的碎片离子是发生了 （ ） A 、α-裂解产生的。

波谱解析复习题波谱解析复习题波谱解析是一门重要的分析技术，广泛应用于化学、物理、天文学等领域。

在波谱解析中，我们通过观察和分析光谱图来获取物质的信息。

本文将带您回顾一些波谱解析的基础知识，并提供一些复习题，以帮助您巩固对这一主题的理解。

一、紫外-可见吸收光谱紫外-可见吸收光谱是一种常用的波谱技术，用于研究物质在紫外和可见光区的吸收行为。

它通过测量物质对不同波长光的吸收程度来确定物质的结构和浓度。

1. 什么是吸收光谱？如何表示吸收光谱图？吸收光谱是指物质对特定波长或一定范围内的光的能量吸收的图谱。

在吸收光谱图中，横轴表示波长或频率，纵轴表示吸收强度或吸光度。

吸收光谱图通常以峰的形式出现，峰的高度和形状与物质的吸收特性相关。

2. 为什么紫外-可见吸收光谱常用于分析有机化合物？紫外-可见吸收光谱对于分析有机化合物非常有用，因为有机化合物通常在紫外和可见光区域吸收较强。

通过测量有机化合物在不同波长的吸收情况，我们可以推断出它们的结构和浓度。

二、红外光谱红外光谱是一种用于研究物质分子振动和转动行为的波谱技术。

它通过测量物质对红外光的吸收来确定物质的化学成分和结构。

1. 什么是红外光谱？红外光谱图如何表示？红外光谱是指物质对红外辐射（通常是波长在2.5-25微米之间的光）的吸收行为。

红外光谱图通常以波数（cm-1）表示，横轴表示波数，纵轴表示吸收强度或吸收百分比。

2. 红外光谱在有机化学中的应用有哪些？红外光谱在有机化学中有广泛的应用。

通过红外光谱，我们可以确定有机化合物的官能团、分子结构和键的类型。

例如，羟基、羰基、胺基等官能团在红外光谱中有特征性的吸收峰，可以用于鉴定有机化合物的结构。

三、核磁共振光谱核磁共振光谱是一种用于研究物质中原子核的磁共振行为的波谱技术。

它通过测量原子核在外加磁场下的共振吸收来确定物质的结构和环境。

1. 什么是核磁共振光谱？核磁共振光谱图如何表示？核磁共振光谱是指物质中原子核在外加磁场下发生共振吸收的现象。

第一章绪论1 •不饱和度的计算不饱和度计算公式：U=n4+l+（n3-nl）/2式中n4、n3、nl分别为4价、3价、1价原子的个数。

2. 波谱分析的一般程序?1 -实验样品的准备；在波谱测定前我们需要根据样品的不同性质、不同纯度及不同波谱测定忖的作样品的准备。

样品准备主要有三方面的工作:一是准备足够的量。

二是在很多情况下要求样品有足够的纯度，所以要作纯度检验。

三是样品在上机前作制样处理。

2.做必要的图谱及元素分析；先选择性做几个觅要、方便的，再根据情况做其他谱。

3.分子量或分子式的确定；（1）经典的分子量测定方法：可用沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。

有些样品可用紫外光谱根据Beer定律测定分子量。

误差大。

大分子可用排阻色谱测定。

（2）质谱法：高分辨质谱在测定精确分子量的同时，还能推岀分子式，这是有机质谱最大的贡献。

低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子屮元素的组成，进而得到可能的分子式。

（3）结合核磁共振氢谱、碳谱推测简单坯类等分子的分子式。

(4)综合光谱材料与元素分析确定分子式。

4.计算不饱和度；分子式确定后，可方便的按下式计算出不饱和度来：U=n4+l+(n3-nl)/2式中n4、n3、nl分别为4价、3价、1价原子的个数。

5・各部分结构的确定；Q)不饱和类型红外光谱和核磁共振可用于判断20、C=N等不饱和类型。

UV可用于共辘体系的判断。

(b)官能团和结构单元鉴定可能存在的官能团和部分结构时，各种光谱要交替参照，相互论证，以增加判断的可靠性。

6.结构式的推定；总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单元的关系，提出一种或几种可能结构式。

7.用全部光谱材料核对推定的结构式；①用IR核对官能团。

②用13C-NMR核对碳的类型和对称性。

③用1H-NMR核对氢核的化学位移和它们相互偶合关系，必要时与计算值对④用UV核对分了中共辘体系和一些官能团的取代位置，或用经验规则计算入max值。

核磁共振波谱分析复习提纲一、基本原理自旋量子数Ⅰ=1/2的1H，13C，19F，31P……磁旋比γ是原子核的重要属性，1H的γ= 26.753，13C的γ= 6.728，在特定的谱仪中，γ的差异使不同的核具有不同的观测频率。

自旋偶合 n+1规律影响化学位移的因素影响偶合常数的因素二、氢谱氢谱的化学位移由σd起主要作用氢谱的化学位移范围(一般情况)9 8 7 6 5 4 3 2 1 0δ醛苯环烯烃电负性取代—烷烃烷烃1.影响化学位移的因素(P28)(1)诱导效应电负性取代基，使与取代基相连同一碳原子的氢的化学位移向低场移动，反之亦然。

诱导效应可沿碳链延伸，随键数增加而降低。

烷基化也可使相连碳上的氢的化学位移向低场移动。

电负性取代基对不饱和烃的影响较复杂，需同时考虑诱导效应和共轭效应。

(2)杂化SP3→SP2，S电子成份25%→30%，化学位移→低场。

(3)共轭效应p—π共轭。

乙烯醚的β位氢(相对乙烯而言)，苯酚的邻位氢(相对苯而言)，其化学位移→高场。

苯环取代，取代基为-OH，-OR，-NH2，-NHR等时，苯环邻、对位氢向高场位移。

(P62) π—π共轭，α，β不饱和酮的β位氢(相对乙烯而言)，苯甲醛的邻位氢(相对苯而言)，其化学位移→低场。

苯环取代，取代基为-NO2，-COR，-COOR，-CONHR等时，苯环上的氢均向低场位移，邻位氢尤甚。

(P62)(4)范德华效应(5)氢键效：一般使化学位移→低场。

2.偶合常数(P44)氢谱中的偶合一般为3J，同碳两个不等价质子偶合为2J。

苯环氢的邻位偶合3J为6—9Hz，间位偶合4J为1—3Hz，对位偶合5J为0—1Hz，可见随着核之间相隔化学键数目的增加，相互偶合减弱，偶合常数变小。

π键传递偶合能力比σ键强，烯烃的3J>饱和烷烃的3J。

影响偶合常数的因素。

3.自旋偶合化学等价磁等价自旋偶合(1)一级谱图：可用n+1规律解释，可从图谱中直接读出δ与J值。

一、名词解释：
1、生色基、助色基、红移现象、蓝移现象、增色效应、减色效应、官能团吸收峰、（n+1 规则）、偶合常数、基频峰、亚稳离子、自旋－自旋偶合？
二、问答题：
1、有机化合物结构测定的经典方法？
2、有机分子电子跃迁有哪几种类型？
4、紫外谱图提供的结构信息有哪些？
5、产生红外光谱的必要条件？
6、影响IR谱峰位置变化的因素有哪些？举例说明之。

7、IR谱图解析的基本步骤？
8、影响化学位移的因素有哪些？举例说明之。

9、NMR谱图可以向我们提供关于有机分子结构的哪些信息？
10、NMR谱图解析的基本步骤？
11、波谱综合分析方法的基本步骤？
12、紫外吸收光谱的基本原理是什么？
13、影响离子断裂的因素有哪些?
14、解析红外谱图应注意哪些事项？
15、化学位移是如何产生的？
三、波谱解析：
1. 分子式为C6H14，红外光谱如下，试推其结构。

2. 分子式为C8H7N ，红外光谱如下，试推其结构。

3. 分子式为C4H6 O2，红外光谱如下，试推其结构。

4. 分子式为C10H14S ，红外光谱如下，试推其结构。

5、C3H6O2IR 3000cm-1 1700cm-1
=1 NMR 11.3 (单峰1H) 2.3 (四重峰2H)
1.2 (三重峰3H)
6、C7H8O IR 3300，3010，1500，1600，730，690cm-1
=4 NMR 7.2 (多重峰5H) 4.5 (单峰2H)
3.7 (宽峰1H)
7、根据下列谱图决定化合物的结构，并解析谱图。

一、紫外光谱1.郎伯-比耳定理A = log(I0/I1 ) = log(1/T ) = €*c*I2.溶剂极性作用极性增大使π—π*红移，n—π*跃迁蓝移，精细结构消失3.作用：推测化合物分子骨架1)200-800nm 没有吸收，说明分子中不存在共轭结构(-C=C-C=C-，-C=C-C=O，苯环等），可能为饱和化合物。

2)200-250nm有强吸收峰，为发色团的K带，说明分子中存在上述共轭结构单元。

3)250-300nm 有中等强度的吸收峰，为苯环的B带，说明为芳香族化合物。

4)270-350nm有弱吸收峰，为R带，可能为羰基化合物、烯醇等。

5)样品有颜色，说明分子中含较大的共轭体系，或为含N化合物。

二、红外光谱1.分子的振动造成偶极矩的改变产生红外吸收分子的振动的频率与化学键的强度和原子的质量相关红外光谱通过测定分子中化学键的振动频率来确定官能团下面式子中力常数k：与键长、键能有关：键能↑（大），键长↓(短)，k↑。

2.红外活性1)必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱2)极性键通常有红外活性3)对称分子中的非极性键通常没有红外活性或吸收很弱3.振动中偶极矩变化越大，吸收强度越大4.特征吸收频率具有同一类型化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频率总是出现在一定的频率范围内，我们把这种能代表某基团，并有较高强度的吸收峰，称为该基团的特征吸收峰（又称官能团吸收峰）。

5.各种官能团的红外吸收位置6.影响红外光谱吸收强度的因素1)极性大的基团，吸收强度大，C=O比C=C强，C=N比C=C强2)使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加3)共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加4)振动耦合使吸收增大，费米共振使倍频或组频的吸收强度显著增加5)形成氢键使振动吸收峰变强变宽6)能级跃迁的几率，v=0→v=2比v=0→v=1能阶大，但几率小，吸收峰弱诱导效应、共轭效应、中介效应（共振效应）、环的张力、空间障碍、氢键、质量效应7.官能团特征吸收位置1)烷烃特征吸收位置2)烯烃特征吸收位置3)烯烃=C-H的面外弯曲振动——判断双键的取代类型4)炔烃特征吸收位置a)炔键C-H伸缩振动：3340-3300厘米-1，波数高于烯烃和芳香烃，峰形尖锐b)CC叁键伸缩振动：2100厘米-1 ，峰形尖锐，强度中到弱。

有机波谱分析复习纲要第一章 红外和拉曼光谱一.主要光谱信息1.峰的数目：与分子基团有关2.峰的位置：结构定性的主要依据3.峰的形状：宽窄，结构定性的辅助手段4.峰的强度：高低，结构定性的辅助手段，可作为定性的依据二.基本原理1.红外吸收：分子吸收特定频率的红外光，引起辐射光强的改变2.波长(μm)或波数(1/cm)为横坐标，百分透过率(T％)或吸光度(A)为纵坐标记录（A=lg1/T）3.吸收带分类1）很强吸收带（vs，T％<10）2）强吸收带（s，10<T％<40）3）中强吸收带（m，40<T％<90）4）弱吸收带（w，T％>90）5）宽吸收（b）4.红外光区分类5.产生条件：1）辐射光谱能量与振动跃迁所需能量相等2）辐射与物质之间必须有耦合作用在振动过程中，只有偶极矩发生改变的振动 （△μ≠ 0），才是红外活性振动6.振动自由度非线性分子振动自由度为（3n-6）线性分子振动自由度为（3n-5）7.分子的振动方式1）分类（变形振动亦称弯曲振动） 2）频率大小反对称伸缩振动>对称伸缩振动＞＞弯曲振动面内弯曲振动>面外弯曲振动8.红外光谱谱带1）基频带：基态向第一振动激发态的跃迁2）泛频带（跃迁几率小，强度弱，难检出）a.倍频带：基态向第二、三……振动激发态的跃迁b.和频带：分子吸收光子后同时发生频率为ν和ν'的跃迁，此时产生的跃迁为(ν+ν')的峰c.差频带：吸收峰和发射峰重叠时产生峰(ν-ν')3）振动耦合带：当分子中两个基团共用一个原子时，如果这两个基团的基频振动频率相同或相近，就会发生相互作用，使原来的两个基团的基频振动频率距离加大，形成两个独立的吸收峰4）费米共振带：当强度很弱的的倍频带或组频带与另一强的基频带接近时，发生耦合，相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，产生费米共振三.影响振动频率的关键因素1.发生震动能级跃迁所需能量大小取决于键两端原子的折合质量(μ)和键力常数(k)（其中k为键力常数，μ为折合质量）1）键力常数：a.键长越短，键级越大，表示键越强，键力常数就越大b.k越大，表示原子振动离开平衡位置很小的距离时，就会受到很大的回复力，所以就相对不容易振动2）折合质量2.电子效应1）诱导效应a.机理：通过使分子中的电子云分布发生变化，引起k的变化，从而影响振动频率b.分类①推电子效应：导致羰基的成键电子云移向氧原子更加偏离几何中心，使羰基的双键性降低，羰基伸缩振动向低频位移动②拉电子效应：使羰基的成键电子云更加接近几何中心，导致羰基的双键性增强，羰基伸缩振动向高频位移动2）共轭效应共轭效应通过π-键电子传递，导致双键的极性增强，双键性降低，伸缩振动频率向低波数位移3）超共轭效应当C-Hσ键和π键（或p轨道）处于平行位置时，会产生离域现象，产生和共轭效应相似的效应3.场效应原子或基团间不是通过化学键，而是它们的静电场通过空间相互作用分子中带部分负电的溴原子和氧原子空间接近，电子云相互排斥，产生相反的诱导极化，使溴原子和氧原子的负电荷相应减小，羰基极性降低，双键性增强，伸缩振动频率增加4.空间效应1）定义：环张力和空间位阻2）环张力影响：随着环的缩小，环内键角缩小，成环σ键的p电子成分增加，键长变长，振动谱带向低波数位移3）空间位阻分子中存在某种或某些基团因空间位阻影响到分子中正常的共轭效应或杂化状态时，导致振动谱带位移5.跨环效应通过空间发生的电子效应(a) (b) (c)(b)中羰基极性增强，双键程度下降羰基频率向低波段移动，(c)中羰基峰消失，出现羟基峰极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低（红外光谱通常在非极性溶剂中测量）四.红外光谱的四大区1.第一峰区（3700~2500）X-H (X=O,N,C)1）O-H伸缩振动a.醇与酚①游离：~3600 中等强(m)②缔合：~3300 宽强 (s,b)（氢键存在向低波数移动）（区别伯仲叔醇：C-O伸缩振动峰位置的差异；区别酚醇：苯基特征吸收峰及高波数的的C-O峰）注意：样品中有水时，出现O-H伸缩及弯曲振动干扰判断b.羧酸①二聚体：~3000 宽散（波数降低，由于共振结构，氢键不断变化）（区别羧酸与醇酚：有羰基峰）2）N-H伸缩振动a.胺类①伯胺：~3500，~3400 尖弱（较低波数处可能出现第三条）②仲胺：~3400③叔胺无吸收b.酰胺类①游离态：~3450②伯酰胺：~3350，~3150③仲酰胺：~3200④叔酰胺无吸收（区别胺与酰胺：）c.铵盐3000~2250 强/中宽，多重 m/s.b.（与羧酸O-H类似，但波数更低）（区别胺与铵盐：铵盐谱带更宽，波数更低；区别铵盐与羧酸：铵盐谱带更宽，波数更低，且羧酸有羰基的特征吸收带） 3）C-H伸缩振动a.炔烃：~3300 尖强（与羰基共轭无影响）（区别炔烃与醇酚胺：比缔合态的O-H吸收弱，N-H吸收强，谱带尖锐）b.烯/芳烃： ~3050 m/w（羧酸，缔合羟基，酰胺等可能掩盖，环丙烷~3060干扰）c.饱和烃基①伯碳：~2960(s)，~2870(m)②仲碳：~2926(s)，~2850(s)③叔碳：~2890（被伯仲碳掩盖，无实际价值）d.醛基：~2850 m，~2720 we.巯基：~2550 尖2.第二峰区（2500~1900）1）C≡C伸缩振动炔烃：~22002）C≡N伸缩振动氰基：~22503）N≡N伸缩振动重氮基：~2260（s）4）累积双键(X=Y=Z)的伸缩振动a.O=C=O：~2349b.C=C＝C：~2025(m)，~1070(w)c.N=C=O：~2260(s)，~1410(w)d.N=N=N：~2140(s)，~1265(w)5）X-H（X=B,P,Se,Si）(s/m)a.有机硼化物：~2495b.有机膦化物：~2365c.有机硒化物：~2290d.有机硅化物：~22303.第三峰区（1900~1500）1）C=O伸缩振动(s)a.酮①R-CO-R： ~1715②R-CO-Ph：~1690①游离 ~1760②缔合 ~1720（在~3000出现s.b.，结合可以判断）d.酯① ~1740②不饱和酯 ~1760③不饱和酸酯 ~1715（在~1200出现2~3条s.b，结合可以判断）e.酰胺①酰胺Ⅰ带：~1665②酰胺Ⅱ带：~1550③酰胺III带：~1300f.酸酐①开链酸酐：~1850(s)，~1780(s-,弱于前者)②环酸酐：~1830(s-)，~1770(s,强于前者)2）C=C伸缩振动 (相比于C=C吸收频率较低，强度也弱得多) a.烯烃：~1630（结合~3050峰）b.苯环：~1600，~1500 2~3条3）硝基 ~1550，~1345 s.b.双峰4）亚硝基 ~15505）N-H弯曲振动a.伯胺 ~1600b.仲胺 ~15354.第四峰区（1500~650）（指纹区）1）C-H弯曲振动（烃类化合物）a.烷烃①伯碳：~1450(m)，~1380(w)②仲碳：~1450(m)b.烯烃/芳香烃①RCH=CH2：~990(s)，~910(s)②RR'C=CH2：~890(s)③RCH=CHR'(trans-)：~970(s)④RCH=CHR'(cis-)：~690(m)（不特征）c.芳香烃①环呼吸振动：~1600，~1500②面内弯曲振动：~1250（干扰大）③面外弯曲振动：PhCH3：~750，~700o-CH3PhCH3：~750m-CH3PhCH3：~780，~700p-CH3PhCH3：~8102）C-O伸缩振动a.醇①伯醇：~1050(s)②仲醇：~1100(s)③叔醇：~1150(s)（结合~3600/3300判断）b.酚 ~1200c.醚①对称：~1150②不对称：~1250，~1050d.酯~1200 2~3条(s)e.酸酐①开链酐：~1110②环酐：~12603）C-Cl：~7004）C-Br：~5505）C-S：~7006）C-N：~12307）Ar-N=：~13058）R-N=：~12309）-NH2：~78510）-NO2：~1350第二章 有机质谱一.基本原理1.质谱是化合物电离后按照质量数与所带电荷数之比被仪器分离并以离子质荷比与其相对强度记录下来的谱, 谱图与分子结构有关2.光谱信息：唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法3.结构组成1）进样系统2）离子源离子化方法：a.电子轰击(EI)①电离效率高，产生较多碎片峰，可提供丰富的结构信息②分子离子峰较弱或不出现b.化学电离源(CI)①电离能小，质谱峰数少②准分子离子峰大c.场电离源(FI)电离温和，碎片少，主要产生分子离子峰d.场解析源(FD)①适于非挥发性且分子量上万的分子电离②产生分子离子峰和准分子离子峰e.快电子轰击(FAB)①适用于挥发性极低、极性很强的有机化合物、离子型化合物、热不稳定和分子量较大的化合物②会出现基质分子产生的相应的峰及基质分子与样品分子的结合峰f.电喷雾电离(ESI)①低分子量化合物产生单电荷离子（失去或得到1个质子）②高分子量生物大分子和聚合物产生多电荷离子③可能生成加合物和/或多聚体3）质量分析器4）检测器4.主要技术指标1）质量范围：指质谱计所检测的单电荷离子的质荷比范围2）分辨率(R)a.含义：质谱计分开相邻两离子质量的能力b.R=m/Δm（Δm为质谱计可分辨的相邻两峰的质量差，m为可分辨的相邻两峰的平均质量）5.质谱术语1）基峰2）质荷比3）低分辨率质量：组成离子的各元素同位素的原子核的质子和中子数目之和4）精确质量：基于精确原子量6.质谱中的离子：1）分子离子：z=1时， 其m/z等于天然丰度最大的同位素的原子量之和2）碎片离子：广义上指除分子离子以外的所有离子3）重排离子：经过重排，断裂一个以上化学键所生成的离子4）母/子离子：任何一个离子进一步裂解为质荷比较小 的离子，前者是后者的母离子或前体离 子，后者是前者的子离子5）奇/偶电子离子：带有未配对电子的离子为奇电子离子，无未配对电子的离子为偶电子离子6）多电荷离子：一个分子丢失一个以上（通常两个）电子所形成的离子7）准分子离子：比分子量多（或少）一的离子或准分子离子8）同位素离子：非单一同位素的元素在电离过程中产生同 位素离子，同位素离子构成同位素峰簇二.分子离子和分子式1.分子离子峰的识别1）假定分子离子峰2）判断是否合理：相邻碎片离子间的Δm/z=1,2,3,15,16,17,18,203）判断是否符合氮律：a.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b.含奇数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z为奇数2.分子离子峰的相对强度(RI)1）不稳定的分子，大分子，其分子离子的RI较弱2）稳定的分子, 大共轭分子, 其分子离子的RI较强3）脂肪族醇，胺，亚硝酸酯，硝酸酯，硝基化合物及多支链化合物分子离子峰通常很弱或不出现三.分子式判断1.分子式是否合理1）是否符合氮律2）不饱和度是否合理（UN>0）UN=(n+1)+a/2-b/2（其中，n为分子中4价原子数目，a为三价原子，b为一价原子）3）同位素峰簇的相对丰度a.S：32:33:34=100:0.8:4.4b.Si：28:29:30=100:5.1:3.4c.Cl：35:37≈3:1d.Br：79:81≈1:1三.有机质谱中的裂解反应1.分子中n电子比π电子易丢失，π电子比σ电子易丢失2.离子的正电荷愈分散，离子的稳定愈大3.分类1）自由基位置引发的裂解反应（α裂解）2）自由基位置引发的重排反应（γ氢重排）3）电荷位置引发的裂解反应（i裂解）OE+型（偶电子离子型），EE+型（奇电子离子型）4.一般的裂解规律1）偶电子规律a.偶电子离子裂解通常只能生成偶电子离子，质荷比较小的奇电子离子往往是由质荷比较大的奇电子离子裂解产生b.判断奇电子离子峰：①不含氮化合物质荷比为偶数值的峰为奇电子离子峰②含氮化合物，分子离子或碎片离子含奇数个氮，其质荷比为奇数时为奇电子离子③含氮化合物，分子离子或碎片离子含偶数个氮，其质荷比为偶数时为奇电子离子2）烃类化合物的裂解规律优先失去大的基团生成稳定的正碳离子3）含杂原子化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主4）羰基化合物的裂解规律α裂解和i裂解为主5）逆D-A反应（RDA)6）氢的重排反应a.McLafferty重排（γ氢重排，六元环过渡态）b.自由基引发或正电荷诱导，经过四、五、六元环过渡态氢的重排c.长链酯基的双氢重排d.偶电子离子氢的重排经过四元环过渡态的β氢重排，使偶电子离子进一步裂解，生成质荷比较小的奇电子离子和稳定的小分子 e.芳环的邻位效应邻位取代芳环中，取代基通过六元环过渡态氢的重排，失去中性分子，生成奇电子离子的裂解过程四.各类有机化合物的质谱1.烃类1）直链烃a.弱分子离子峰可见b.M-29(C2H5)，43+14n(CnH2n+1)峰（其中43,57往往是基峰）（伴随CnH2n-1，CnH2n峰群）2）支链烃a.分子离子峰弱或不见b.M-15峰（可能含有侧链甲基）c.侧链优先断裂，失去大基团，支链处峰强度增大3）环烷烃a.分子离子峰较强b.出现41,55,69峰4）烯烃a.α断裂 41峰(CH2=CH-CH2+) 基峰或强峰b.γ-氢重排 42峰(CH2=CH-CH3+·) 基峰或强峰c.41+14n峰（伴随CnH2n+1，CnH2n峰群）d.环己烯及其衍生物发生RDA反应或裂解生成稳定的环烯离子5）芳香烃a.分子离子峰强或中强b.α断裂，产生91的基峰或强峰c.γ-H的重排，产生m/z为92的奇电子离子峰d.进一步裂解产生78，52或66，40峰2.含氧化合物1）醇/酚a.分子离子峰弱或不出现b.α裂解：31+14n的含氧碎片离子峰c.M-18(H2O)，M-18-28(C2H2)H2n-1，CnH2n+1峰群e.例①环己醇②苄醇③苯酚2）醚a.弱分子离子峰b.α断裂，碳-碳σ键断裂：31+14n峰c.i异裂，碳-氧σ键断裂：43+14n峰d.伴有CnH2n , CnH2n -1 峰e.区别醇：无M-18，M-18-28失水峰f.双取代芳香醚取代基位置对其质谱有较大影响（见四.1.5） 例.对二甲氧基苯邻二甲氧基苯3.含硫化合物1）硫醇a.分子离子峰强b.出现M-33(-SH),M-34(-SH2),33,34峰c.出现含硫碎片离子峰47+14n(CnH2n+1S)d.伴有CnH2n，CnH2n-1，CnH2n+1峰2）硫醚a.分子离子峰较强b.生成CnH2n+1S+系列含硫碎片离子峰4.含氮化合物1）脂肪胺a.分子离子峰弱b.30+14n的含氮特征碎片离子峰c.44(or 44+14n)，58(or 58+14n)的峰为基峰或强峰2）环己胺a.分子离子峰相对较强b.出现56峰 (CH2=CH-CH=NH2+)c.类似于环己醇裂解3）苯胺5.卤代烃1）分子离子峰强度由氟向碘依次增大2）卤素存在特征：a.氟：M-19(-F)，M-20(-HF)b.氯、溴：①M-35(-Cl)，36(-HCl)，M-79(-Br)，79(Br+)6.羰基化合物1）醛a.α断裂：产生M-1(-H)，M-29(-CHO)，29(强，HCO+)峰b.有明显的分子离子峰c.43+14n特征碎片离子峰（脂肪醛）2）酮3）羧酸a.弱分子离子峰b.出现M-17(-OH)，M-45(-COOH)，45(-COOH)峰c.γ-H重排生成60峰4）酯类a.小分子酯有明显的分子离子峰b.甲酯，乙酯出现M-31(-OCH3)，M-45(-OC2H5)峰c. γ-H的重排生成m/z为74+14n的峰d.乙酯以上的酯双氢重排生成61+14n的偶电子离子5）酰胺有明显的分子离子峰（β改为α）7.双取代芳环-邻位效应芳环的邻位取代基间容易形成六元环过渡态，发生氢的重排裂解8.非氢重排1）环化取代重排2）消去重排a.烷基迁移b.苯基迁移c.烷氧基迁移d.氨基迁移。

精品文档波谱分析复习资料绪论从而吸收或散射某种【波谱分析的定义】物质在电磁波的照射下，引起分子内部某些运动，（波数、波长的光，将入射光强度变化或散射光的信号记录下来，得到的信号强度与光的波长频率）散射角度的关系图，用于物质的结构、组成及化学变化的分析，称为波普分析。

紫外光谱第一章产生原理？电子跃迁类型、能级大小和相对应的吸收波段、UV1分子中电子的分布及相紫外光发生价电子能级跃迁而产生的吸收光谱。

【原理】分子吸收应的能级，决定了分子紫外吸收光谱特征。

跃迁需要的能量最σ成键和反键轨道间的跃迁。

是单键中的σ电子在*【类型】σ→σ跃迁范围内。

在150~160nm大，相应的激发光波长最短，σ反键轨道跃迁。

跃迁N、S和卤素等杂原子的未成键电子向→n σ*跃迁是O、附近。

半径较大需要的能量较小，相应的吸收带的波长较长，一般出现在200nmIS或），其n轨道的能级较高，此跃迁所需能量较低，故含的杂原子（如S、I的220~250nm附近可能产生这种跃迁。

饱和有机化合物在* π轨道。

孤立双键π→是不饱和键中的π电子吸收能量跃迁到π* π→π*跃迁，但在共轭双键体系中，吸收带向长波方向移跃迁产生的吸收带位于160~180nm跃迁产生的吸收带波长愈大。

π* 动（红移）。

共轭体系愈大，π→n电子C=O当不饱和键上连有杂原子（如、—NO2）时，杂原子上的n→π*跃迁270~300nm *跃迁所需要的能量最小，所对应的吸收带位于n→ππ跃迁到*轨道。

的近紫外区。

* πn→→≥ππ*﹥→各电子跃迁的能级差ΔE存在以下次序：σσ*>n→σ*2、什么叫发色团（生色）和助色团？红移，长移，增色效应，短移，蓝移？【发色团】分子中含有π电子的基团（如C=C、C=O、—N=N—、—C≡N、—NO2、—C6H5）成为发色团。

他们能产生π→π*和（或）n→π*跃迁从而能在紫外—可见光范围能产生吸收。

【助色团】含有未成键n电子的杂原子饱和基团（如—OH、—NH2、—SR、—Cl、—Br、—I），他们本身在紫外—可见光范围内不产生吸收，但当他们与发色团相连时，能使该发色团的吸收峰向长波方向移动，并使吸收峰强度增加，被称为助色团。

(一)紫外-可见光谱：电子光谱朗伯比尔定律发色团、助色团红移、蓝移是什么？导致红移、蓝移的因素？K 、B 、E 、R 带分别对应哪种跃迁？根据波长以及摩尔吸光系数判断是哪个带？苯胺在酸性条件下E 2和B 带（均为π-π*跃迁）均发生蓝移，苯酚在碱性条件下发生红移原因？共轭烯烃的紫外吸收位置计算规则及应用紫外溶剂的选择(二)红外光谱：分子光谱红外吸收波数计算的基本公式：红外的分区：近红外、中红外、远红外分子振动自由度的数目：线性分子3n-5，非线性分子3n-6分子或震动模式有无红外活性的判断影响红外吸收频率的因素（考虑折合质量以及双键性增强或减弱）：质量效应、电子效应（诱导效应、中介效应、共轭效应）、空间效应氢键对羰基和羟基吸收频率的影响各类化合物的特征吸收：烷烃：C-H ：3000以下1460cm -1：CH 2的变形振动（δ）和CH 3的反对称变形振动（νas）1375cm -1：CH 3的对称变形振动；异丙基和叔丁基此处吸收峰发生裂分，前者强度相似，后者低频峰比高频峰强度大很多烯烃：C-H ：3050±50C=C ：1650顺反式的判断（CH 面外弯曲振动吸收峰不同）炔烃：C-H: 3300C ≡C:2100（注：C ≡Ｎ：2250）芳香烃：C-H ：3050±50C-H ：1650-1450（1-4个峰）C-H 面外弯曲振动对应的苯环取代类型：苯：670；单取代：750，700；二取代：1,2-取代（750）、1,3-取代（800,700）、1,4-取代（820）醇酚醚：OH ：3300宽峰醇酚的C-O 伸缩振动：1200-1000；区分伯仲叔季醇（1050、1100、1150、1200）醚的C-O-C 伸缩振动：反对称伸缩振动1275-1060，对称伸缩振动弱甲氧基：C-H 对称伸缩振动2850-2815，较一般甲基频率低，对称变形振动从1370移到1460 羰基化合物：Kc21振1.醛酮：1715左右。

CZC 二 I 二J L3UP —4H —S —4 X ^-2 — 101 •不饱和度的计算不饱和度计算公式：U=n4+l+(n3-nl)/2式中n4、n3. nl 分别为4价、3价、1价原子的个数。

U —叫一FX 叫■+&+ (O4<J=1 +$♦ (OXJ=■十N 十环出白勺不住包和脸不册堆小教” E 毘 SI 三枣运袤—2. 波谱分析的一般程序？1. 实验样品的准备；在波谱测定前我们需要根拯样品的不同性质、不同纯度及不同波谱测定冃的 作样品的准备。

样品准备主耍有三方面的工作:一是准备足够的量。

二是在很多 情况下耍求样品有足够的纯度，所以耍作纯度检验。

三是样品在上机前作制样处 理。

2•做必要的图谱及元素分析；先选择性做儿个重要、方便的，再根据情况做其他谱。

3. 分子量或分子式的确定； (1) 经典的分子量测定方法：可用沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。

有些样品可用紫外 光谱根据Beer 定律测定分子量。

误差大。

大分子可用排阻色谱测定。

(2) 质谱法：高分辨质谱在测定精确分子量的同时，还能推岀分子式，这是有 机质谱最大的贡献。

低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子中元素的组 成，进而得到可能的分子式。

(3) 结合核磁共振氢谱、碳谱推测简单坯类等分子的分子式。

第一章绪论例=(4)综合光谱材料与元素分析确定分子式。

4.计算不饱和度；分子式确定后，可方便的按下式计算出不饱和度来：U=n4+l+(n3-nl)/2式中n4、n3> nl分别为4价、3价、1价原子的个数。

5.各部分结构的确定；Q)不饱和类型红外光谱和核磁共振可用于判断00、C=N等不饱和类型。

UV可用丁共觇体系的判断。

⑹官能团和结构单元鉴定可能存在的官能团和部分结构时，各种光谱要交替参照，相互论证，以增加判断的可靠性。

6.结构式的推定；总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单元的关系，提出一种或儿种可能结构式。