西昌学院：《有机化学 Organic Chemistry》课程教学资源（PPT课件）第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用

第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用 研究一个新的有机化合物一般分四步进行 分离提纯、鉴定纯度、确定分子式和确定结 构式。50年代以前,确定一个比较复杂的有 机化合物的结构是很复杂的;工作量很大, 样品消耗大,所用时间长,有时还得出一个 错误的结果。如胆固醇的结构测定,1889 1927年(历时38年),为此获得了诺贝尔化 学奖,后来经一X射线衍射法证明还有一些错

第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用 研究一个新的有机化合物一般分四步进行， 分离提纯、鉴定纯度、确定分子式和确定结 构式。50年代以前，确定一个比较复杂的有 机化合物的结构是很复杂的；工作量很大， 样品消耗大，所用时间长，有时还得出一个 错误的结果。如胆固醇的结构测定，1889~ 1927年（历时38年），为此获得了诺贝尔化 学奖，后来经—X射线衍射法证明还有一些错 误

50年代以后,由于光谱法的发展,使有 机化合物的结构测定有了很大的突破。在有 机结构测定中常用的光谱有紫外光谱(UI) 红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)和质 谱(MS) §8.1电磁波谱的一般概念 1m=103mm=106um=10nm=1010A 1 cm=104um IMHz=10Hz

1m=103mm=106um=109nm=1010A0 1cm=104um 1MHz=106Hz §8.1电磁波谱的一般概念 50年代以后，由于光谱法的发展，使有 机化合物的结构测定有了很大的突破。在有 机结构测定中常用的光谱有紫外光谱（UI）、 红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）和质 谱（MS）

1、吸收光谱:光源发出的光经某一介质时被 介质的原子或分子吸收了其中一部分光而形成 的暗带或光谱带称为吸收光谱。如:用尼可尔 棱镜分解日光和不含绿光的日光 2、吸收光谱中的基本概念 透射比T=(%):当一束平行单色光照射到 某一介质时,光的一部分被吸收,一部分被反 射,一部分透过。如果入射光的强度为2吸收 光的强度为L反射光的强度为L透过光的强度 为1,则:I=1+1+L

1、吸收光谱：光源发出的光经某一介质时,被 介质的原子或分子吸收了其中一部分光,而形成 的暗带或光谱带称为吸收光谱。如：用尼可尔 棱镜分解日光和不含绿光的日光。 2、吸收光谱中的基本概念 透射比T=（%）：当一束平行单色光照射到 某一介质时，光的一部分被吸收，一部分被反 射，一部分透过。如果入射光的强度为I0 ,吸收 光的强度为Ia ,反射光的强度为Ir ,透过光的强度 为It ,则： I0=Ia+Ir+It

透射比:也叫透光度或透光率,用T表示。 T= 吸光度:A=T8

透射比：也叫透光度或透光率，用T表示。 吸光度：A=log T= I0 It =log T 1 I0 It

3、光的波长、频率及能量的关系 ①、波长λ:光波的波长,单位为nm或um。 ②、波数Y:1cm内波的个数。波数Y=1 cm ③、频率υ:^0=c,c=3×1010cms,单位为Hz ④、能量△E:△E(kjmo)=1.19×10mm)

3、光的波长、频率及能量的关系 ①、波长λ：光波的波长，单位为nm或um。 ②、波数Υ：1cm内波的个数。波数Υ=1/λ （cm）。 ③、频率υ：λυ=c ,c=3×1010cm/s,单位为Hz。 ④、能量ΔE：Δ E(kj/mol)=1.19×105 /λ(nm)

4、不同光谱的关系 紫外可见 红外 核磁 波长nm2004008002500160003.3×10710×109 um 2.5 16 波数 4000625 频率MHz 300 5、辐射引起的分子中能级的变化 1>、原子或分子的能量组成 原子或分子的能量由移动能、旋转能、振 动能级电子能所组成

波长nm 200 400 800 2500 16000 3.3×107 10×109 um 2.5 16 波数 4000 625 频率MHz 300 10 紫外 可见 红外 核磁 4、不同光谱的关系 5、辐射引起的分子中能级的变化 1>、原子或分子的能量组成 原子或分子的能量由移动能、旋转能、振 动能级电子能所组成

a、移动能:可近似的看成是连续的,无吸收 光谱。 b、旋转能:能级差小,吸收远红外或微波区 的电磁辐射,在微波区有吸收光谱。 c、振动能:能级差小,吸收红外区的电磁辐 射,产生红外光谱。 d、电子能:原子或分子中由于电子的位能及 动能而具有的能量。由于电子跃迁所需要的 能量较大,吸收紫外和可见光区的电磁辐射, 生紫外和可见光谱

c、振动能：能级差小，吸收红外区的电磁辐 射，产生红外光谱。 a、移动能：可近似的看成是连续的，无吸收 光谱。 b、旋转能：能级差小，吸收远红外或微波区 的电磁辐射，在微波区有吸收光谱。 d、电子能：原子或分子中由于电子的位能及 动能而具有的能量。由于电子跃迁所需要的 能量较大，吸收紫外和可见光区的电磁辐射， 产生紫外和可见光谱

2>、分子轨道的形成与σ、π、n轨道 由原子轨道相互作用形成分子轨道。如H2

2>、分子轨道的形成与σ、 π 、n轨道 由原子轨道相互作用形成分子轨道。如H2 σ* π σ σ* σ π* n

3>、电子跃迁所需吸收的光的波长范围 a、0*在150nm以下。 b、nG*在200nm以下。如CH3OHnσ *在183m处。 c、nπ*,π兀*,在200nm以上。所以 紫外光谱中只有n兀*,π兀*跃迁

3>、电子跃迁所需吸收的光的波长范围 a、σ—σ*在150nm以下。 b、n—σ* 在200nm以下。如CH3OH n—σ * 在183nm处。 c、n—π * ，π—π * ，在200nm以上。所以 紫外光谱中只有n—π * ，π—π * 跃迁

4>、辐射引起的分子中能级的变化 紫外:200~400nm,引起价电子的跃迁, 如nπ*,ππ*跃迁。 可见:400~800nm,同上。 红外:2500~15000nm,键振动的振幅加大。 核磁:3.3×107~10×109nm,核自旋跃迁

4>、辐射引起的分子中能级的变化 紫外：200~400nm，引起价电子的跃迁， 如n—π* ，π—π * 跃迁。 可见：400~800nm，同上。 红外：2500~15000nm，键振动的振幅加大。 核磁：3.3×107~10×109nm，核自旋跃迁