现代光谱技术.ppt

;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NMR〔nuclearmagneticresonance〕

质谱MS〔massspectroscopy〕.;有机四大谱及其特点：;〔简讲〕;横坐标：波数〔σ〕400～4000cm-1；表示吸收峰的位置;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。;;;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、难以识别。;羧酸1710~1780;C-H伸缩;2.1-辛烯CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=CH2;1-辛炔;一、紫外光谱的根本原理;电子能级

分子轨道：表示了分子中的电子能级

σ轨道：分子中形成单键的轨道。电子云重叠大，能量低，稳定性好。

π轨道：分子中形成双键的轨道。电子云重叠小，能量高，稳定性较差。

n轨道：未成键轨道，氧、氮、硫、卤素等杂原子上的未成键的n轨道，该原子轨道未与对方作用。能量较σ轨道和π轨道高。;可以跃迁的电子有：?电子,?电子和n电子。

跃迁的类型有：???*,n??*,???*,

n??*。各类电子跃迁的能量大小见以下图：;既然一般的紫外光谱是指近紫外区，即200-400nm，

那么就只能观察???*和n??*跃迁。也就是说紫

外光谱只适用于分析分子中具有不饱和结构的化合物。;二、紫外光谱图的组成;对甲苯乙酮的紫外光谱图;三、影响紫外光谱的因素;几个根本概念

生色团：能在某一段光波内产生吸收的基团，称为这一段波长的生色团或发色团。

常见生色团：C=C，C=N，C＝O，C≡C，C≡N，N＝N，N＝O等

助色团：当具有非键电子的原子或基团连在双键或共轭体系上时，会形成非键电子与?电子的共轭(p-?共轭)，从而使电子的活动范围增大，吸收向长波方向位移，颜色加深，这种效应称为助色效应。能产生助色效应的原子或原子团称为助色团。

常见助色团：—NH2、—OH、—OR、—SH、—SR、—Cl、—Br、—I等。;红移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰

向长波方向移动的现象称为红移现象。

蓝移现象：由于取代基或溶剂的影响使最大吸收峰

向短波方向移动的现象称为蓝移现象。

增色效应：使?值增加的效应称为增色效应。

减色效应：使?值减少的效应称为减色效应。

;四、各类化合物的紫外吸收;2.不饱和脂肪族有机化合物的紫外吸收

只有具有?-?共轭和p-?共轭的不饱和脂肪族有机化合物可以在近紫外区出现吸收。吸收是由???*跃迁和n-?*跃迁引起的。

非共轭烯烃、炔烃

R吸收带〔R带〕：由化合物的n→π*跃迁产生的吸收带。

共轭烯烃、炔烃

K吸收带〔K带〕：由共轭体系的π→π*跃迁产生的强吸收带

特点：跃迁几率大，吸收强度强，一般εmax104；随着共轭体系的增大，π电子云束缚小，引起π→π*跃迁所需能量小，K吸收带就向长波移动。

K吸收带是共轭分子的特征吸收带，借此可判断化合物中的共轭结构，这是紫外光谱中应用最多的吸收带。;芳香族有机化合物都具有环状的共轭体系，一般来讲，它们都有三个吸收带。最重要的芳香化合物苯的吸收带为：

?max=184nm(