第 4 章 现代光谱技术ppt课件.ppt

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1、有机化合物的结构表征（即测定）——从分子水平认识物质的基本手段，是有机化学的重要组成部分。历史：过去主要依靠化学方法进行有机化合物的结构测定，缺点：费时、费力、费钱，试剂的消耗量大。例如：鸦片中吗啡碱结构的测定，从1805年开始研究，直至1952年才完全阐明，历时147年。第四章现代光谱技术现代仪器分析法的特点：①省时、省力、准确。②试剂耗量:微克级。③可以研究分子的结构，探索分子间各种集聚态的构型和构象的状况。④对有机化学和新兴的生命科学、材料科学等的促进作用.紫外光谱UV（ultraviolerspectroscopy）、红外光谱IR（infraredspectroscopy）、核磁共振谱

2、NMR（nuclearmagneticresonance）质谱MS（massspectroscopy）.有机四大谱及其特点：紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振谱、质谱0.01-5mg(与天平精度有关）0.1-1mg1-5mg0.001-0.1mg2-10万5-50万100-1000万50-500万（简讲）横坐标：波数（σ）400～4000cm-1；表示吸收峰的位置纵坐标：透过率（T%），表示吸收强度。T↓，表明吸收越多，曲线低谷表示是一个好的吸收带I：透过光的强度I0：入射光的强度产生红外光谱的必要条件：①.红外辐射光的频率与分子振动的频率相当（量子化特征），才能满足分子振动能级跃迁所需的能

3、量，而产生吸收光谱②.振动过程中必须是能引起分子偶极矩变化的分子才能产生红外吸收光谱三：红外光谱与分子结构的关系1.振动方程式（Hooke定律）由于有机化合物为多原子分子，红外光谱图普遍较为复杂，难于对谱图上的每一个吸收峰作出解析。主要寻找官能团中最典型的吸收峰。相同的官能团或相同的键型往往具有相同的红外吸收特征。特征频率区：1500～3700cm-1区域（称为：高频区），吸收峰较为稀疏，容易辨认。主要有：a.Y－H伸缩振动区：2500～3700cm-1，Y=O、N、Cb.Y≡Z三键和累积双键伸缩振动区：2100～2400cm-1，主要键型：C≡C、C≡N三键和C＝C＝C、C＝N＝O等累积双键

4、的伸缩振动吸收峰c.Y＝Z双键伸缩振动区：1500～1800cm-1，主要键型：C＝O、C＝N、C＝C双键。②指纹区：＜1500cm-1的低频区，主要键型：C－C、C－N、C－O等醚键或碳氧单键和各种弯曲振动的吸收峰。特点：谱带密集、难以辨认。③.倍频区：＞3700cm-1的区域（并非基团的基本频率）是一些基团的倍频率，其数值略低于基本频率的倍数。羧酸1710~1780常见官能团的特征伸缩振动频率化合物类型结构频率范围/cm-1烷烃C-H，C-C2800~3100，750~1200烯烃，芳烃=C-H，C=C3000~3100，1600~1680胺C-N，N-H1030~1230，3400~35

5、00醇，酚C-OH，O-H1020~1275，3400~3700酮1650~1730C-H伸缩-CH2--CH3剪式弯曲-CH3摇摆弯曲-CH2-摇摆弯曲2.1-辛烯CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=CH2=C-H伸缩烷C=C伸缩烷-CH=CH-H末端摇摆弯曲1-辛炔2-辛炔=C-H伸缩C=C伸缩烷C-H弯曲-C=C-伸缩§4.2紫外光谱（紫外和可见光谱）（UltravioletSpectra-scopy）（选读-一般了解）一.吸收光谱和发射光谱通常稳定的原子或分子处于低能级的基态，受到激发后向高能级的激发态过渡，称为跃迁，这一跃迁需要能量，可以得到吸收光谱；相反的过程需以辐射的形式释

6、放能量，产生发射光谱。分子中某些价电子可以吸收一定波长的紫外光，由低能级跃迁到高能级。紫外及可见光谱：以波长约为200~800nm范围的光源照射分子，分子对光源产生吸收而得到吸收光谱。远紫外区：4~200nm(真空中测量）近紫外区：200~400nm可见区：约330~800nm定义：分子吸收一定波长的紫外光时，引起电子能级的跃迁，从低能级跃迁到高能级，所产生的光谱称为紫外光谱。2.范围：4~800nm3.电子跃迁的类型①n-*:R带,max>200nm②n-*:max<200nm③-*:k带，乙烯在远紫外④其他：-*，-*，-*Ｋ带是二个或二个以上比键共轭时，π电子向π

7、＊反键轨道跃迁的结果，可简单表示为π→π*。Ｒ带是与双键相连接的杂原子（例如Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｎ、Ｓ＝Ｏ等）上未成键电子的孤对电子向π*反键轨道跃迁的结果，可简单表示为n→π*。E1带和E2带是苯环上三个双键共轭体系中的π电子向π＊反键轨道跃迁的结果，可简单表示为π→π*。Ｂ带也是苯环上三个双键共轭体系中的π→π*跃迁和苯环的振动相重叠引起的，但相对来说，该吸收带强度较弱。以上各吸收带相对的波长位置大小