波谱在有机化合物结构分析中的应用
摘要: 红外光谱，紫外光谱，核磁共振谱以及质谱是现代仪器分析中的常用方法，本文总结了这些现代仪器分析方法在有机化学中应用；本文将结合有机化合物结构解析的一些实例，对这四种测试方法进行总结和分析，为进一步掌握常见波谱的基本理论和有机化合物谱图解析提供指导。
关键词: 红外光谱；紫外光谱；核磁共振谱；质谱；结构解析
Abstract: Infrared spectrum, ultraviolet spectrum, nuclear
magnetic
resonance spectrum and mass spectrum is the commonly used method in
modern instrument analysis, this paper summarizes these method applied
in the organic chemistry; In this paper, some examples of
structural
analysis of organic compounds, summarized and analyzed for
these
method, in order to further grasp the basic theory and common spectrum
of organic compounds to provide guidance spectra resolution.
Keywords: infrared spectrum；ultraviolet spectrum；nuclear
magnetic
resonance；mass spectrum；structure analysis
波谱分析是一种重要的分析手段，它广泛应用于有机化合物的结构解析和定量分析。一般而言，有机化合物的结构分析需要解决三个问题：一是分子中含有哪些基团；二是基团之间是如何连接的，包括他们的空间排列；三是提出并验证整个分子结构模型。波谱分析中的紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱是目前有机化合物结构解析的最有效工具[1]。本文总结了波谱在有机化合物结构解析中应用的一般方法。
09药本一班 第一章 紫外光谱
一、 名词解释
1、助色团:有n电子的基团,吸收峰向长波方向移动,强度增强.
2、发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构系统.
3、红移:吸收峰向长波方向移动,强度增加,增色作用.
4、蓝移:吸收峰向短波方向移动,减色作用.
5、增色作用:使吸收强度增加的作用.
6、减色作用:使吸收强度减低的作用.
7、吸收带:跃迁类型相同的吸收峰.
二、 选择题
1、不是助色团的是：D
A、 －OH B、 －Cl C、 －SH D、 CH3CH2－
2、所需电子能量最小的电子跃迁是：D
A、 σ→σ* B、 n →σ* C、 π→π* D、 n →π*
3、下列说法正确的是：A
A、 饱和烃类在远紫外区有吸收
B、 UV吸收无加和性
C、π→π*跃迁的吸收强度比n →σ*跃迁要强10－100倍
D、共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移
4、紫外光谱的峰强用εmax表示，当εmax＝5000～10000时，表示峰带：B
A、很强吸收 B、强吸收 C、中强吸收 D、弱吸收
5、近紫外区的波长为：C
A、 4－200nm B、200－300nm C、200－400nm D、300－400nm
6、紫外光谱中，苯通常有3个吸收带，其中λmax在230～270之间，中心为254nm的吸收带是：B
A、R带 B、B带 C、K带 D、E1带
7、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
8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于：D
A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级差大
D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因
第六章 有机化合物的波谱分析（6学时）
6.1 结构式与波谱
• 有机化学是一门用结构式进行描述的学科，通过结构式就可以推测出该化合物的性质、化学反应，化合物的合成方法也可用结构式来表达和描述。
• 化学方法测定有机化合物的结构的特点：
所需样品量较多，手续麻烦，时间较长
• 波谱分析的特点：
• 所用样品微量、快速、准确等
• 波谱分析方法与技术：
• 近30－40年已成为测定有机化合物结构的一种重要手段，极大地推动了有机化学以及分析化学的迅速发展。
一、 电磁波的一般概念
• 光是电磁波，有波长和频率两个特征。电磁波包括了一个极广阔的区域，从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米，甚至千米计的无线电波都包括再内，每种波长的光的频率不一样，但光速都一样：即 3×1010cm/s。
光的频率与波长
波长与频率的关系为： υ= c /λ
υ=频率，单位：赫（HZ）；
λ=波长，单位：厘米（cm）
表示波长的单位很多；
如：1nm=10-7cm=10-3μm λ=300nm的光，它的频率为（1HZ=1S-1）
υ=cλ=3 1010cm/s300 10-7cm××= 1015s-1
• 频率的另一种表示方法是用波数，即在1cm长度内波的数目。
• 如波长为300nm的光的波数为
1/300×10-7=33333/cm-1
波长、频率与波数的关系：
-=1=ccm-1
波谱与电磁光谱
光的能量及分子吸收光谱
1. 光的能量
每一种波长的电磁辐射时都伴随着能量。
E = hυ= hc /λ
h-普郎克常数（6.626×10-34 J.S）
2. 分子吸收光谱
分子吸收幅射，就获得能量，分子获得能量后，可以增加原子的转动或振动，或激发电子到较高的能级。但它们是量子化的，因此只有光子的能量恰等于两个能级之间的能量差时（即 ΔE ）才能被吸收。所以对于某一分子来说，只能吸收某一特定频率的辐射，从而引起分子转动或振动能级的变化，或使电子激发到较高的能级，产生特征的分子光谱。
五、有机化合物的波谱分析方法
仪器分析技术的发展，特别是波谱技术的发展，能为鉴定有机化合物和确定其结构提供非常有价值的信息。波谱方法具有分析速度快，用量少等优点，已在国内外获得了广泛的应
用。本部分简要介绍了紫外、红外、核磁、质谱这四大谱图的原理和应用。
实验二十一 紫外-可见光光谱
一、实验目的
了解紫外-可见光光谱。
二、基本原理
1. 基本概念
有机化合物的紫外-可见光光谱是由于分子中价电子的跃迁所形成的。紫外-可见光是电磁波中波长为100～800nm范围的波段。
分子在入射光的作用下，其电子从一个能级（E′）跃迁到另一个能级（E″），就要吸收光子的能量，所吸收光的频率ν决定于两个能级间的能量差，即 E″-E′=hν
h为普朗克常数（h = 6.626×10-34J·s）。可见，产生跃迁的两个能级间隔愈小，吸收光
的频率愈小，波长愈长；反之，两个能级间的间隔愈大，吸收光的频率愈大，波长愈短。实际上，分子吸收能量是相当复杂的过程。分子的内部运动包括有转动、振动、和电子的运动。
分子的能级近似地就由转动能级、振动能级和电子能级所构成。一般分子的转动能级间隔约
在0.05eV以下，振动能级间隔约为0.05～1eV，电子能级间隔约为1～20eV。当电子能级改
变时，转动能级和振动能级都要发生改变，也要吸收光子能量。所以，由于电子跃迁所形成的电子光谱是相当复杂的，如果仪器的分辨力不够，许多谱线密集在一起就形成谱带。电子
光谱一般包括一系列谱带系；不同的谱带系相当于不同的电子跃迁，每个谱带是由于振动能级的改变所形成，谱带内所包含的谱线是由于转动能级的改变所形成的。
如果吸收光谱是以吸收曲线（以吸收强度对波长作图所得到的曲线）表示，吸收曲线将呈现一些峰和谷。每个峰峦相当于谱带，在某些情况下，这些谱带或多或少地表现出明显的
齿状结构，这就是所谓振动结构。
关于吸收光谱的吸收强度，在实验上可用Lambet-Beer定律来描述。定律指出：被吸收
