(波普解析)质谱(MS)

光谱分析基本定律——Lambert-Beer定律：电磁波的波粒二象性——Planck方程：电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱（光波谱）。

分区依次（短→长）为：γ射线区→X射线区→紫外光区（UV）→可见光区→红外光区（IR）→微波区→射频区（NMR）Franck-Condon原理：①电子跃迁时认为核间距r不变，发生垂直跃迁；②电子能级跃迁时必然同时伴有多种振动能级和转动能级的变化，同理振动能级跃迁时必然同时伴有多种转动能级的变化。

有机波谱的三要素：谱峰的①位臵（定性指标）、②强度（定量指标）和③形状。

【提请注意】对《天然药物化学成分波谱解析》（以下简称“教材”）P.5图1-8不理解的同学，应注意到轨道其中的“+”“-”表示的是波函数的位相，而不是电性！E总=E0+E平+E转+E振+E电电子跃迁类型：①σ→σ*、②n→σ*、③π→π*、④n→π*，其中，后两者对紫外光谱有意义。

此外，还包括主要存在于无机物的⑤电荷迁移跃迁和⑥配位场跃迁。

分子和原子与电磁波相互作用，从一个能级跃迁到另一个能级要遵循一定的规律，这些规律称为光谱选律。

紫外光谱所遵循的选律包括：①自选旋律和②对称性选律。

影响紫外光谱最大吸收波长（λmax）的主要因素：①电子跃迁类型；②发色团（生色团）和助色团；③π-π共轭、p-π共轭和σ-π超共轭（弱）；④溶剂和介质；〃规律：溶剂极性增大，n→π*跃迁发生篮移（紫移），π→π*跃迁发生红移。

〃总结：溶剂的选择原则即紫外透明、溶解度好、化学惰性。

〃例子：甲醇、95%乙醇、环己烷、1,4-二氧六环。

【相关概念】等色点：同一化合物在不同pH条件下测得的紫外光谱曲线相交于一点，此即~。

⑤顺反异构、空间位阻和跨环效应。

影响紫外光谱吸收强度（εmax）的主要因素：εmax=0.87×1020×P(跃迁几率)×α(发色团的靶面积)【提请注意】严格地说，跃迁的强度最好是用吸收峰下的面积来测量（如果是以ε对ν作图）！吸收带：跃迁类型相同的吸收峰称为~。

四大光谱法的解析原理及规律在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你！质谱：分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。

色谱：是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。

光谱：定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。

从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。

波谱：通常指四大波谱，核磁共振（NMR）,物质粒子的质量谱-质谱（MS）,振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman）,电子跃迁-紫外（UV）。

光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。

光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。

这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。

某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。

光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。

按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。

按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。

按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。

分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成；通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量；通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。

鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况；红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。

光谱法的优缺点（1）分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。

（2）操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。

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。

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。

紫外光谱1.助色团：通常把那些本身在紫外或可见光区域吸收带不产生吸收带但与生色团相连后，能使生色团的吸收带向长波方向移动的基团称为助色团（将含有未公用电子对的杂原子基团称为助色团）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。

2.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。

3.蓝移：导致吸收峰向短波方向移动的现象叫做蓝移。

4.增色效应：使紫外吸收强度增加的作用。

5.减色效应：使紫外吸收强度降低的作用。

红外光谱红外吸收：一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能等于振动基态的能级与第一振动激发态的能级之间的能量差时，则分子可吸收能量，由振动基态跃迁到第一振动激发态。

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。

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。

质谱：是化合物分子在真空条件下受电子流的“轰击”或强电场等其他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断裂，生成具有不同质量的带正电荷的离子，这些离子按质荷比的大小被收集记录的谱。

有机化合物波谱解析知到章节测试答案智慧树2023年最新重庆医科大学绪论单元测试1.本课程学习的四大谱主要是哪四类？参考答案:质谱 (Mass Spectra, 简称MS);核磁共振谱 (Nuclear Magnetic Resonance Spectra，简称NMR）;紫外-可见光谱（Ultraviolet-visible Absorption Spectra，简称UV）;红外光谱（Infrared Spectra, 简称IR ）2.凡是合成、半合成药物或者是由天然产物中提取的单体或组分中的主要组分，都必须确证其化学结构。

参考答案:对3.确证结构的方法主要有两种：第一，可以采用经典的理化分析和元素分析方法；第二，目前国内外普遍使用的红外、紫外、核磁和质谱四大谱解析，必要时还应增加其他方法，如圆二色散、X光衍射、热分析等。

参考答案:对4.红外光谱特别适用于分子中功能基的鉴定。

参考答案:对5.核磁共振谱对有机化合物结构的解析非常有用，应用在四大谱中最为广泛。

参考答案:对第一章测试1.在关于紫外光谱正确的是（）。

参考答案:紫外光谱属于电子光谱2.丙酮的紫外-可见光区中，对于吸收波长最大的那个吸收峰，在下列四种溶剂中吸收波长最短的是哪一个（）。

参考答案:水3.分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱，其原因是什么（）。

参考答案:分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁4.在下列化合物中，哪一个在近紫外光区产生两个吸收带（）。

参考答案:丙烯醛5.在化合物的紫外吸收光谱中K带是指（）。

参考答案:共轭非封闭体系π→π*的跃迁6.紫外光谱一般都用样品的溶液测定，溶剂在所测定的紫外光谱区必须透明，以下溶剂可适用于210 nm的是（）参考答案:环己烷7.某化合物在正己烷中测得λmax = 305 nm，在乙醇中测得λmax = 307 nm，请指出该吸收是由下述哪一类跃迁类型所引起的？（）参考答案:π→π*8.在环状体系中,分子中非共轭的两个发色团因为空间位置上的接近, 发生轨道间的交盖作用, 使得吸收带长移, 同时吸光强度增强。

有机波谱解析技巧在化学领域中，有机波谱解析是一项至关重要的技能。

它就像是一把神奇的钥匙，能够帮助我们揭开有机化合物分子结构的神秘面纱。

对于化学专业的学生、科研工作者以及从事相关领域工作的人员来说，熟练掌握有机波谱解析技巧是必不可少的。

有机波谱分析主要包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振谱（NMR，包括氢谱 1H NMR 和碳谱 13C NMR）以及质谱（MS）等。

每种波谱技术都有其独特的原理和特点，为我们提供了不同角度的分子结构信息。

红外光谱是通过测量分子对不同波长红外光的吸收来确定分子中的官能团。

就好像每个人都有独特的指纹，每种官能团在红外光谱中也有其特定的吸收峰位置和形状。

比如，羰基（C=O）在 1700 cm －1 左右有强烈的吸收峰，羟基（OH）在 3200 3600 cm －1 有较宽的吸收峰。

在解析红外光谱时，首先要观察整个谱图的轮廓，了解吸收峰的大致分布情况。

然后重点关注那些特征性强的吸收峰，判断可能存在的官能团。

但需要注意的是，有些官能团的吸收峰可能会受到分子中其他基团的影响而发生位移，这就需要结合具体情况进行综合分析。

紫外可见光谱则主要用于研究分子中存在的共轭体系。

共轭体系越大，吸收波长就越长。

通过测量物质对紫外和可见光的吸收，可以推断分子中是否存在双键、苯环等共轭结构。

接下来是核磁共振谱，这可是有机波谱解析中的“重头戏”。

氢谱能告诉我们分子中氢原子的种类、数量和所处的化学环境。

不同化学环境的氢原子在谱图中会出现在不同的位置，化学位移就是它们的“坐标”。

比如说，与羰基相连的氢原子化学位移通常较大，在 9 10 ppm 左右；而与甲基相连的氢原子化学位移则较小，一般在 1 2 ppm 之间。

除了化学位移，峰的裂分情况也能提供重要信息。

通过耦合常数可以判断相邻氢原子的数目和相对位置关系。

碳谱则能更直接地反映分子中碳原子的情况。

由于碳原子的天然丰度较低，碳谱的灵敏度相对较低，但它对于确定复杂分子的结构仍然具有不可替代的作用。