波谱分析教程：波谱绪论再编

《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。

本课程要求学生掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。

熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。

了解光谱学发展的最新动态和技术。

理论课授课32学时。

二、教学目的1. 掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。

2. 熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。

3■了解光谱学发展的最新动态和技术。

三、教学重点和难点1. 教学重点(1) .红外、紫外光谱的解析方法。

(2) .质谱的解析方法。

(3) . 1H-NMR 13C-NMR勺解析方法。

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. 教学手段采用多媒体、板书等辅助教学手段。

第一章绪论（2学时）四大谱在有机化学发展中的作用及其发展的新趋势、光的特性、分子吸收光谱和分子发光光谱、吸收光谱的强度1/ I一.基本要求' * 一一一—（1）了解光的波粒二向性、分子吸收光谱和分子发光光谱的基本概念（2）掌握吸收光谱的原理及强度影响因素1 _ 一\ I二.重点、难点重点：吸收光谱的原理强度影响因素难点：影响吸收光谱强度因素三、教学内容1. 《波谱解析》课程的主要内容有哪些？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。

第二章红外吸收光谱【基本要求】Ø理解红外吸收光谱（简称红外光谱）的基本原理Ø掌握红外光谱与有机化合物分子结构之间的关系Ø熟悉基团特征频率及其影响因素Ø掌握运用红外光谱解析分子结构的方法【重点难点】Ø红外光谱与有机化合物分子结构之间的关系Ø基团特征频率及其影响因素Ø红外光谱解析分子结构的方法第二章红外吸收光谱红外吸收光谱Infrared absorption Spectra是物质的分子吸收红外光区的电磁波而产生的吸收光谱，简称红外光谱( I nfra r ed Spectra，IR)。

2.1 红外光及红外光谱2.1.1 红外光区域2.1.2 红外光谱仪红外分光光度计1. 色散型红外光谱仪2. 傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）2.1.3 红外光谱的测量1. 气体2. 液体液膜法稀溶液法3. 固体糊状法石蜡油或氟油调糊薄膜法切片熔融或溶解压片法KBr晶体2.1.4 红外光谱的表示方法A. 红外光谱图横坐标：纵坐标：红外光的波长（λ，µm）或波数（，cm-1）吸光度A或透射百分率（T %）B. 红外光谱数据2-苯基丙醛的红外光谱§2.2 基本原理红外光谱分子的振动红外光光子的能量与分子振动能级的能量差相当，物质分子吸收红外光导致振动能级发生跃迁，产生红外光谱。

所以，红外光谱又叫做振动光谱。

2.2.1 双原子分子的振动X——Y 1. 谐振子模型A. 双原子分子的振动频率Hoocke定律k —键的力常数μ—两个原子的折合质量B. 振动能级及其跃迁谐振动能级的能量：相邻振动能级的能量差：谐振子能级跃迁的选律：：基频倍频2. 振动形式和振动简并伸缩振动(ν)：弯曲振动(δ)：沿着键轴方向伸、缩的振动，只改变键长，不改变键角。

垂直于键轴方向的振动，只改变键角而不影响键长。

例如、水（H2O）分子的三种振动形式：对称伸缩振动不对称伸缩振动弯曲振动CO2分子的四种振动形式振动简并亚甲基（CH2）的六种振动形式3. 多原子分子的振动光谱基频：倍频：合频：每一个简正振动都有一基频，对应于振动基态到第一激发态（v = 1）的跃迁。

第一章绪论教学内容：1.1有机分析的发展阶段。

1.2有机波谱主要研究内容。

1.3有机分析的发展趋势重点和难点：有机化合物分子结构表征的基本原理。

教学要求：了解有机波谱学的学科性质、基本内容和学习意义。

掌握有机化合物分子结构表征的基本原理。

了解本门课程的教学要求和学习方法。

本章用1学时波谱分析主要是利用纯样品进行有机化合物结构的鉴定。

由于其具有微量、快速、灵敏、准确等特点，早已成为研究与确证化合物结构的强有力手段，因此波谱分析是化学工作者必须掌握的一门工具学科。

本课程开课目的：1. 较深入理解波谱学知识，学会运用所学波谱知识解析有机化合物的结构。

2. 硕士研究生考试3. 本科毕业论文4.为日后从事应用化学研究奠定基础5.分析问题和解决问题的方法本课程教学内容及安排：第一章绪论（1学时）第二章紫外-可见光谱分析（5学时）第三章红外光谱分析（6学时）第四章核磁共振波谱分析（9学时）第五章质谱分析（7学时）第六章波谱综合分析（4学时）本课程主要介绍上述四谱与各种有机化合物结构的关系、各谱的解析技术以及综合利用四谱进行有机化合物结构鉴定的方法。

有机分子的种类众多，结构复杂，因此有机化合物分子的结构的分析和鉴定一直以来是化学家需要和必须做的一项工作。

大体可以分为两个阶段，即经典的化学分析方法和仪器（光谱）分析为主、化学手段为辅的分析方法。

1.1 有机分析的发展阶段1.1.1 20世纪中期（1950年）以前主要的分析手段为化学分析方法为主。

化学法测定有机化合物的结构主要是通过元素分析( 如对碳、氢、氮、氧、卤素、硫、磷等元素的分析)、物理常数的测定(如测定相对分子质量、熔点、沸点、折光率、旋光度等)、有机官能团的化学反应及衍生物的制备等方法来进行。

但由于经典的化学分析操作繁琐、耗时，且有时不能准确地确定有机化合物的结构。

【以吗啡分子结构式的确定为例】1.1.2 20世纪中期以后以仪器分析为主，经典化学方法为辅.主要是采用仪器，从光谱学的角度来确定化合物的结构，例如红外、紫外、核磁共振、质谱以及X单晶衍射等手段。

《波谱解析》绪论部分思政教学思路的探讨谱解析是一种具有复杂性的数理科学，从中可以分析出信号的时域和频域特性。

它结合了几个基本的数学方法，如傅里叶变换、统计信息论和频率域分析，为研究信号提供了可靠的理论支撑。

在过去的二十年里，随着计算机技术和信号处理技术的发展，波谱解析变得日趋重要。

事实上，波谱解析目前已被广泛应用于无线通信、音乐分析、声压测量和海洋学研究等领域。

《波谱解析》绪论部分的教学，它的思政教学思路是科学讲授与人文讲授相结合，将理论知识与实际应用相结合。

首先，要正确把握学科发展坐标，引导学生正确把握学科定位，把握思想理论、实践技能和工程文化素养相结合的学科发展路径，让学生掌握学科的发展趋势。

其次，针对波谱解析绪论部分，要帮助学生理解和掌握有关理论和知识，以及解决实际应用的方法。

主要在于把握学科发展的大方向，把握知识体系，学习和掌握理论知识和实践技术，形成对学科问题的深刻理解，学习运用计算机软件工具，实现从信号模拟和获取到信号分析和处理的整个流程。

此外，在教学实践中，要注重学习的实践性和创新性。

可以根据学生的学习兴趣及其特长，引导他们完成与学科实际应用相结合的课题研究，在实际应用中，尝试新型或新方法来解决问题，锻炼学生动手实践能力，并让学生形成自主学习的能力，培养学生创新思维。

最后，引导学生正确认识和理解科学技术发展史，提高学生文化底蕴，培养学生科技创新意识，心态开放，最大限度地发挥自我潜能，培养学生的素质教育，继承和发展有关学科的核心知识和技能，促进学生的全面发展，服务社会发展。

综上所述，《波谱解析》绪论部分的思政教学思路是，通过科学讲授与人文讲授相结合，将理论知识与实际应用相结合，正确把握学科发展坐标，帮助学生正确理解和掌握有关理论和知识，以及解决实际应用的方法，注重实践性和创新性，引导学生正确认识和理解科学技术发展史，培养学生的素质教育，促进学生的全面发展，最终服务社会发展。