第七章波譜知識基礎

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第七章 波譜知識基礎? 有機物結構的測定一般經以下過程:化合物的分離提純 元素定性、定量分析 測定相對分子質量、確定分子式確定化合物可能的結構式 化合物的結構表征。? 獲得物質結構信息的途徑一般有兩種。? 一、化學法? 二、物理法? 波譜是測定有機物結構時最重要的物理方法。 常用波譜法有:紫外光譜、紅外光譜、核磁 共振譜和質譜。電磁波與光譜電磁波光譜波長 (頻率)激發的種類遠紫外線 近紫外線 可見光線 近紅外線 中紅外線遠紅外線無線電波真空紫外光譜 近紫外光譜 可見光譜 近紅外光譜 中紅外光譜遠紅外光譜核磁共振譜100~200nm 200~400nm 400~800nm 0.8~2.5mm 2.5~15mm (4000~650cm-1) 15~100mm (650~100cm-1) (107~108Hz)σ電子躍遷 n及π電子躍遷 n及π電子躍遷共價鍵振動分子振動與轉動核自旋?l 電磁波能量的吸收公式: E=hν = hc/λ 。當某一波長范圍的電磁波照射某有機物時,有機 物便會吸收一定能量的光子,使分子內發生能級的 躍遷,將不同的波長與對應的吸光度作圖,即可得 吸收光譜圖由電子能級躍遷所產生的吸收光譜,主要在近紫外 區和可見光區,稱為紫外吸收光譜或可見光譜 分子振動能級躍遷的吸收光譜主要在紅外區,稱為 紅外光譜 自旋的原子核在外磁場中可吸收無線電波而引起原 子核自旋能級躍遷,由此產生的稱為核磁共振第一節 紅外光譜一 基本原理化學鍵的鍵長、鍵角不是固定不變的, 而是像用彈簧連接起來的一組小球,化學鍵 及整個分子在不停地振動著。紅外光可使分 子振動能級發生躍遷。如果用不同波長的紅 外光照射樣品,當紅外光的頻率與分子中某 一化學鍵的振動頻率相同時,分子就會吸收 紅外光,產生吸收峰。近紅外區:0.78~2.5μm —OH和—NH倍頻吸收區中紅外區:2.5~25μm振動、伴隨轉動光譜遠紅外區:25~500μm 骨架振動、轉動光譜二、分子的振動和紅外吸收頻率? 分子中的一個化學鍵可有幾種不同的振 動形式,每種振動形式都可產生紅外吸 收峰 。化學鍵的振動形式分為兩大類: 伸縮振動和彎曲振動伸縮振動(stretching vibration)對稱(ns)HH不對稱(nas)HHnsnas彎曲振動(bending vibration)HHCCHHsymmetric in-planebend (scisso剪r) 式asymmetric in-planebend (rock面) 內搖擺H CHsymmetric out-of-planebend (twist) 扭曲H CHasymmetric out-of-planebend (wag) 面外搖擺分子中成鍵原子間的振動可以近似地用經典力 學來描述。其中最簡單的伸縮振動的頻率可以 近似地用下式計算。n?12?k( 1 ? 1 ) m1 m2k 力常數成鍵原子質量越小,力常數越大,

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