1 第一章 绪论
1. 波谱分析法研究的内容
应用UV，IR，NMR，MS进行结构分析
UV：分子最外层价电子在不同能级跃迁产生的，取决于分子中含有双键数目，共轭的情况和几何排列。
IR:分子振动-转动光谱，反应出特定的官能团和相关的化学键。
NMR：主要有1H NMR、13C NMR，
1H NMR：通过化学位移，偶合常数和共振峰面积积分，表达不同的氢核。
13C NMR：提供碳原子的信息。
MS：由分子离子峰和碎片峰，推断分子的结构，构成元素的种类和分子式。
2. 波谱分析的发展
GC-MS-COM；
HPLC-MS-COM；
GC-FTIR-COM；
3. 时间安排
第一章 绪论
第二章 紫外吸收光谱法 3节
第三章 红外吸收光谱法 7节
第四章 核磁共振波谱法 8节
第五章 质谱法 4节
第六章 四种图谱的综合解析 2节
第二章 紫外光谱
第一节 概述
紫外可见光谱是电子光谱，研究分子中电子能级的跃迁。其中:
10～190 nm：远紫外区(真空紫外区)；
190～400 nm：近紫外区，(紫外区)；
400～800 nm：可见光区。
有机分子电子能级跃迁与此190～800 nm的紫外-可见光区密切相关。用紫外光测得的电子光谱称紫外光谱(简称UV)。
第二节 紫外光谱基本原理
一、紫外吸收光谱的产生
在紫外-可见光照射下，引起分子中电子能级的跃迁，产生电子吸收光谱。
在无外界干扰时，分子处于基态的零位振动能级(Vo)的几率最大，由电子的基态到激发 2 态的许多振动(或转动)能级都可发生电子能级跃迁，产生一系列波长间隔对应于振动(或转动)
能级间隔的谱线。电子能级跃迁的同时伴有振动能级和转动能级的跃迁。由于分子间的相互作用，通常只能看到宽带。
有机分子中的电子吸收光谱为宽带。不同的跃迁方式，对键强度的影响不同，因而吸收谱带宽度及谱带的对称性也有不同。
二、分子轨道与电子跃迁的类型
核磁共振波谱法
核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级
间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。核磁共振波谱通过化学
位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现
的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。核磁
共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构
进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量
测定。
带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表
示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量
数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方
向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有
2I+1个数值）。对于1H、13C 等 I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能
量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。
当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H0中时，磁核因受到磁场的作用
力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。这种运动方式称为
拉摩进动。原子核的进动频率由下式决定：
其中 γ 为旋磁比，是原子核的基本属性之一。不同原子核的 γ 值不同，其值越大，
核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。如果提供一个射频场，其 ν 满足：
其中 h 为普朗克常数，则：
即射频场的频率正好等于在磁场H0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的
能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。
核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。低灵敏度的主要原因
是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当
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外磁场强度约为 2 T 时）。
核磁共振波谱仪
核磁共振波谱解析的主要参数
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）波谱是一种高分辨无损的分析技术，广泛应用于化学、生物化学、药学、材料科学等领域。核磁共振波谱解析的主要参数包括信号强度、化学位移、偶合常数、弛豫时间以及分辨率等。下面将对这些参数进行详细介绍。
1. 信号强度（Signal Intensity）：信号强度反映了溶液中特定核的相对丰度或浓度。在NMR波谱中，信号强度通常用积分面积或峰高度表示。
2. 化学位移（Chemical Shift）：化学位移是核磁共振波峰在频率轴上的位置。它是相对于参考物质（通常是四氢呋喃或二甲基硫醚）定义的，并且与共振核周围的电子环境有关。化学位移通常以δ值表示，以部分百万分之一（ppm）为单位。
3. 偶合常数（Coupling Constant）：偶合常数是描述磁共振核之间相互作用的参数。它反映了不同核自旋之间的耦合程度。在NMR波谱中，可以通过峰间的分裂模式来确定偶合常数。
4. 弛豫时间（Relaxation Time）：弛豫时间是核磁共振过程中，自旋系统从高能态向低能态返回的速度。主要有纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）两个参数。T1反映了自旋系统恢复到热平衡所需的时间，而T2则是自旋之间能量转移和相干性的衰减时间。
5. 分辨率（Resolution）：分辨率是指NMR波谱中两个峰之间的最小频率差。它取决于核磁共振仪的仪器分辨率和样品的纯度。较高的分辨率意味着可以分辨更多的峰并提供更多的结构信息。
除了以上主要参数外，还有一些其他与NMR波谱解析相关的参数： 6. 强度归一化（Normalization）：强度归一化用于将不同波峰的信号强度标准化，以便比较不同实验的结果。
7. 脉冲宽度（Pulse Width）：脉冲宽度是指核磁共振仪在激发和检测过程中所施加的射频脉冲的宽度。脉冲宽度的选择将影响到信号的强度和分辨率。
1核磁共振波谱法
核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级
间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。核磁共振波谱通过化学
位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现
的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。核磁
共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构
进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量
测定。
带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表
示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量
数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方
向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有
2I+1个数值）。对于1H、13C 等 I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能
量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。
当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H
0中时，磁核因受到磁场的作用
力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。这种运动方式称为
拉摩进动。原子核的进动频率由下式决定：
其中γ为旋磁比，是原子核的基本属性之一。不同原子核的γ值不同，其值越大，
核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。如果提供一个射频场，其ν满足：
其中h为普朗克常数，则：
即射频场的频率正好等于在磁场H
0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的
能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。
核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。低灵敏度的主要原因
是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当 2外磁场强度约为2 T时）。
核磁共振波谱仪 常见的有两类核磁共振波谱仪：经典的连续波（CW）波谱
