西安石油大学化学化工学院：《有机化学 Organic Chemistry》课程教学资源（化学、应用化学专业教学课件，打印版）第八章 有机化合物的波谱分析 SPECTROSCOPY

第八章 有机化合物的波谱分析 (SPECTROSCOPY 8.1吸收光谱概念 (The Concept of Spectrum) →8.2红外光谱法(1R) (The Infrared Spectrum) 8.3核磁共振谱(NMR) The Nuclear Magnetic Resonance Spectrum)

84质谱(MS) (The Mass Spectrum)

8.1吸收光谱概念 8.1.1电磁波谱 E=hv v=c/n=c a E=hc a 0=1/A o:波数,cm1(频率单位)

表8-1电磁波谱与常见光谱分析方法 区城 波长范围激发形式 光谱方法 X射线0.1-10nm内层电子 Ⅹ射线光谱法 紫外线200-400nmn及丌电子紫外光谱法 红外线0.8-25μm分子振、转动红外光谱法 微波0.03-100cm电子自旋电子自旋波谱法 无线电波1-1000m原子核自旋核磁共振波谱法

8.1.2吸收光谱 微观粒子的运动是量子化的,不同的运动方式, 其运动能级都不相同。例如: △E △E △E 原子的转动 原子的振动 电子跃迁 图8.1微观运动能级示意图

微观粒孑的运动一般处于能量较低的基态,但当其 吸收外来能量如光能后,便有可能跃迁到较高的能 级,这种跃迁是有条件的,即: △E=hv 由于ΔE>△E>ΔE,所以不同运动方式所霄的激 发波长也不同,因而形成不同的光谱方法(表1)

吸收光谱原理: 依次通过 单色光有机物—风八 记录仪 分子结构不同,各种运动方式由低能级向高能级跃 迁的能量也不同,产生的吸收光谱也有差别,这就是 利用波谱技术鉴别有机化合物结构的原理 8.2红外光谱法 8.2.1红外光谱与分子结构的关系

(1)分子振动形式 a.伸缩振动 对称(s)不对称(as) b.弯曲振动 剪式 摇摆(扭曲)

伸缩振动:原子沿着键轴方向伸缩运动,键长改 变,键角不变的运动 弯曲振动:组成化学键的原子离开键轴方向作弯曲 运动,键长不变,键角发生改变的运动 例: H (2853cm (2926cm) 伸缩振动 H H 剪式(δ)面内摇摆(ρ)面外摇摆(ω)扭曲振动(τ) 弯曲振动

(2)分子振动能级红外吸收频率 A.分子的振动能级 根据量子力学: 振=(U+1/2)hv振 式中的υ:振动量子数(0,1,2,…) h: Planck常数 ν振:化学键的振动频率