661-2、重点掌握四大谱的应用；.ppt

* 1、了解核磁共振光谱、红外光谱、质谱和紫外光谱的原理； 2、重点掌握四大谱的应用； 第八章 现代物理实验方法的应用 核磁共振光谱、红外光谱、质谱和紫外光谱的应用 ? x UV IR 微波 无线电 8.1 电磁波谱的一般概念 8.1.1 光的波粒二象性 波动性 c = ?f 2. 粒子性 E = h? 8.1.2 电磁波谱的区域 频率（Hz） 8.1.3 分子吸收光谱 E = E转动 + E振动 + E电子 Ultraviolet Spectroscopy IR 近紫外区：200~400 nm 远紫外区：4~200 nm 8.2 紫外和可见光吸收光谱 8.2.1 紫外光谱 定义：分子吸收一定波长的紫外光时，引起电子能级的跃迁， 从低能级跃迁到高能级，所产生的光谱称为紫外光谱。 2. 范围：4~400 nm 8.2.2 电子跃迁的类型 ?* ?* ? ? 1) n-?*: R带, ?max 200 nm 2) n-?*: ?max 200 nm 3) ? -?*: k带，乙烯在远紫外 4) 其他：?-?*，?-?*，?-?* 例如：对甲基苯乙酮在甲醇中： 8.2.3 紫外光谱 一、紫外光谱图 横坐标：? 波长(nm) 纵坐标：A 或 ㏒? ?max 二、计算方法 A 吸光度 = ㏒Io/I Io 吸光度入射光强度 I 透过光强度 A = c???l c 物质浓度 mol/l；l 溶液长度 cm ? 摩尔消光系数 对甲基苯乙酮在甲醇中: ?max = 252 nm, ? = 12300 三、表示方法 8.2.4 紫外光谱同有机化合物分子结构的关系 一、相关定义 1. 发色团：能够吸收可见紫外光(200~800 nm)的孤立原子团 2. 助色团：本身没有吸收带，但如和发色团相连，能够使吸 收波长向波长变长方向移动，并使吸收强度增加 例如：-OH，-NH2，-OR，-NHR，-SH，-X 1430 280 X = NH2 1450 270 X = OH 200 256 X = H ? ?max Ph-X Example CH3-(CH=CH)n-CHO 415 393 370 343 312 270 220 ?max 7 6 5 4 3 2 1 n 二、结构的影响 1. 共轭链的影响 结论：共轭链越长，最大吸收波长?max越长。 2. 基团的影响 232 227 222 217 ?max 3 2 1 0 R 结论：共轭链上连有的基团越多，最大吸收波长越长。 练习: 下列化合物的最大吸收波长最长的是 二、红外光谱的定义：化合物分子的瞬间偶极矩的变化的振动 8.3 红外光谱 8.3.1 红外光谱的基本原理 一、分子振动的类型 1. 伸缩振动（键长变化，键角不变） 2. 弯曲振动（键角变化，键长不变） 三、虎克定律 ?=1/2?(k/?)1/2 振动频率折合质量: ? = m1m2/ (m1+m2) 化学键力常数：k 波数为波长的倒数：? = 1/2? (k/?)1/2 1920 -I RCOF 1800 -I RCOCl 1730 0 RCHO 1715 +I RCOR 8.3.2 红外光谱图 一、表示方法 横坐标：波数4000~600 cm-1 2. 纵坐标：红外光的透过率T（%） 二、红外光谱的分区 1. 高频区：特征谱带区, 4000~1400 cm-1 2. 指纹区：1400~600 cm-1 8.3.3 影响官能团的吸收位置的因素 一、诱导效应 1690 +C -I RCOSR 1655 + C p-N(CH3)2C6H4CHO 1715 +I RCOR 1695 0 PhCHO 1735 -I +C RCO2R 1710 - C p-NO2C6H4CHO 二、共轭效应 三、空间效应 1693 1663 -CO- 1675 1622 -OH 3605 2843 四. 氢键效应 8.3.4 常见有机化合物的红外光谱数据 -C(CH3)3：1370, 1395 -CH(CH3)2：1375, 1385 -CH2-：1450~1470 -CH3：1370~1380 C-H：2850~2960 单取代: