第八章 现代物理实验方法的应用PPT.ppt

波长与频率的关系为： υ= c /λ υ=频率，单位：赫（HZ）； λ=波长，单位：厘米（cm），表示波长的单位很多。 如：1nm=10-7cm=10-3μm λ=300nm的光，它的频率（1HZ=1S-1） 频率的另一种表示方法是用波数，即在1cm长度内波的数目。如波长为300nm的光的波数为 1/300×107=33333/cm-1。 2．屏蔽效应——化学位移产生的原因 由于电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽 效应。 3．化学位移值 化学位移值的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与 原点的距离，就是该峰的化学位移值，一般采用四甲基硅烷（TMS） 为标准物。 化学位移是依赖于磁场强度的。不同频率的仪器测出的化学位 移值是不同的， 为了使在不同频率的核磁共振仪上测得的化学位移值相同（不 依赖于测定时的条件），通常用δ来表示，δ的定义为： 标准化合物TMS的δ值为0。 4．影响化学位移的因素 （1）诱导效应 a. δ值随着邻近原子或原子团的电负性的增加而增加。 b. δ值随着H原子与电负性基团距离的增大而减小。 c. 烷烃中H的δ值按伯、仲、叔次序依次增加。 （2） 电子环流效应（次级磁场的屏蔽作用） 烯烃、醛、芳环等中，π电子在外加磁场作用下产生环流， 使氢原子周围产生感应磁场，其方向与外加磁场相同，即增加 了外加磁场，所以在外加磁场还没有达到Ho时，就发生能级的 跃迁，因而它们的δ很大（δ= 4.5－12）。 氢原子位于产生的感应磁场与外加磁场相同方向的去屏蔽区， 所以在外加磁场强度还未达到Ho时，就发生能级的跃迁。故吸收峰移向低场，δ值增大。 乙炔也有π电子环流,但炔氢的位置不同，处在屏蔽区（处在 感应磁场与外加磁场对抗区），所以炔氢的δ值较小。 三、峰面积与氢原子数目 在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢，每种共振峰 所包含的面积是不同的，其面积之比恰好是各种氢原子数之比。 如乙醇中有三种氢其谱图为： 第八章 现代物理实验方法的应用 §8-2 紫外和可见光吸收光谱 §8-1 电磁波谱的一般概念 §8-3 红外光谱 §8-4 核磁共振谱 化学法测定有机物结构缺陷 ① 样品用量大 ② 工作繁重 ③ 分析时间长 ④ 准确性差 光谱方法的优点 ①样品用量少（μg-mg) ②分析时间短 ③精确度高（误差:质谱法10-9,化学法 5%) 近代物理方法 紫外光谱（uv) 红外光谱（IR） 核磁共振谱（NMR） 质谱（MS） 一、光的频率与波长 光是电磁波,电磁波包括了一个极广阔的区域。 §8-1 电磁波的一般概念 二、光的能量及分子吸收光谱 每一种波长的电磁辐射时都伴随着能量。 E=hυ=hc/λ h-普郎克常数（6.626×10-34J.S） (1)电磁波是能量的一种形式，每一波长的电磁波都具有一定的能量，波长愈短、能量愈高。 (2)分子具有不同形式的运动状态。e.g. 分子的转动，价键的振动、原子核的振动、内层电子的跃迁都属于分子不同形式的运动状态，不同形式的运动状态需要不同的能量，同种运动状态（e.g. C-H的拉伸振动）也会因分子不同而异。分子吸收电磁 辐射后就得到了能量，并能引起相应的运动。 (3)物质吸收多少波长的电磁波以及吸收的强度都与分子的结构密切相关。 2.光谱法测定分子结构的原理 1.光的能量 分子吸收光谱可分为三类： （1）转动光谱 分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的跃迁，转动能级 之间的能量差很小，位于远红外及微波区内，在有机化学中用处 不大。 （2）振动光谱 分子所吸收的光能引起震动能级的跃迁，吸收波长大多位于 2.5-16μm内(中红外区内),因此称为红外光谱。 （3）电子光谱 分子所吸收的光能使电子激发到较高能级（电子能级的跃迁） 吸收波长在100—400nm，为紫外光谱。 一、光谱法测定分子结构的原理： §8-2 紫外和可见吸收光谱(UV-Vis) 1.电磁波是能量的一种形式，每一波长的电磁波都具有一定的能量，波长愈短、能量愈高。 2．分子具有不同形式的运动状态。e.g. 分子的转动，价键的振动、原子核的振动、内层电子的跃迁都属于分子不同形式的运动状态，不同形式的运动状态需要不同的能量，同种运动状态（e.g. C-H的拉伸振动）也会因分子不同而异。 3．分子吸收电磁辐射后就得到了能量，并能引起相应的运动。物质