第一章 波谱分析简介课件.pptVIP

第一章 一、波谱法及其应用 二、电磁波与波谱 三、分子不饱和度计算 四、波谱实验样品准备 绪 论 一、波谱法及其应用 物质在光的照射下，引起分子内部某种运动,从而吸收或散射某种波长的光。 ---- 波谱法 波谱法包括的范围很广： 紫外－可见光谱（Ultravioletand Visible Spectra UV) 红外光谱 (Infrared Spectra IR) 核磁共振波谱（Nuclear Magnetic Resonance NMR) 质谱 (Mass Spectrum MS) 此外，拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱都属于波谱法范畴。 ?-胡罗卜素 咖啡因 阿斯匹林 丙酮 几种有机化合的分子吸收光谱图。 紫外吸收光谱 分子中最外层价电子在不同能级轨道上跃迁而产生的，反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。 红外吸收光谱 分子振－转光谱，由分子的振动－转动能级间的跃迁而产生的。鉴别分子中所含有的特征官能团和化学建的类型，进而确定化合物分子的化学结构。 T(%) 苯酚的红外光谱 核磁共振波谱 分子具有核磁矩的原子核1H、13C（或15N、19F、31P等）在外加磁场中，通过射频电磁波的照射，吸收一定频率的电磁波能量，由低能级跃迁到高能级，并产生核磁共振信号。 质谱分析法 用具有一定能量的电子流轰击被分析物质的气态分子，使之离解成正离子，部分正离子会进一步碎裂成各种不同质荷比（m/z）的粒子，在外加静电场和磁场的作用下，按质量大小将它们逐一分离和检测。 69 83 98 55 41 29 40 60 80 100 m/e 50 100 相对丰度 UV、IR、 NMR、 MS已成为测定有机化合物分子结构的主要工具。 （1）测定方法的灵敏度： MS UV IR 1H-NMR 13CNMR （2）仪器的昂贵程度差距很大， NMR、 MS 远比UV、 IR昂贵，FTIR要比普通IR昂贵。 （3）从获取信息的多寡程度看，不仅要考虑获取信息的数量，还要考虑对获取信息的解析能力。综合比较： NMR MS IR UV （4）从实验所需的理论背景知识看： NMR》 MS IR ～UV 比较： 二、电磁波与波谱 1．电磁波的性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波长?、频率?、光速c、波数（cm-1）等参数描述： ? ? = c 波数 = 1/ ? = ? /c 光是由光子流组成，每个光子的能量： E = h ? （Planck常数：h =6.626 × 10 -34 J . S ) 光的波动性和粒子性 E = h ? = h c / ? 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 单色光： 单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 白 光： 由各种单色光组成的复合光 电磁波与光谱 辐射 波长 分子运动 光谱类型 X射线 0.1～10nm 内层电子跃迁 X射线谱 真空紫外 10～200nm 外层电子跃迁 电子光谱 紫外 200～400nm 外层电子跃迁 电子光谱 可见 400～800nm 外层电子跃迁 电子光谱 红外 0.8～1000?m 振动与转动跃迁 红外光谱 微波 0.1～100cm 转动、自旋跃迁 微波谱、顺磁共振 无线电波 1～1000cm 核自旋跃迁 核磁共振 三、分子不饱和度的计算 在已知分子式的情况下，结构解析的优先步骤之一是求出不饱和度。 U＝1+ n4 + 1/2(n3-n1 ) n4 、 n3、n1 －分别为4价、 3价、1价原子的个数。 稠环芳烃不饱和度： U＝4r-s r