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第8章有机波谱分析根底
8.1电磁波谱的概念
8.2红外光谱
8.3核磁共振谱
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8.1电磁波谱的概念
电磁波的波长与频率的关系可用下式表示:
代表频率，单位为Hz；с代表光速，其量值为3×1010cm/s；
代表波长，单位为cm，常用单位为nm〔1nm=10-7cm〕
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电磁波具有能量，分子吸收电磁波从低能级跃迁到高能级，其吸
收能量与频率之间的关系为：
△E=h
△△△E=E=E=hhh
△E为吸收能量，即光子的能量，单位为J〔焦耳〕；h是
Planck常数〔6.62×10-34J·s〕，
Hz〔赫兹〕。
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•分子内的各种跃迁都是不连续的，即量子化的.
•只有当光子的能量与两个能级之间的能量差相等时，这个光子
的能量才能被吸收产生分子内跃迁。
•分子吸收电磁波所形成的光谱叫吸收光谱。
•由于分子结构不同，各能级之间的能量差不同，因而可形成不
同的特征吸收光谱.
•可以鉴别和测定有机化合物的结构。
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8.2红外光谱
红外光谱是由于物质吸收红外光区的辐射能而产生的，当红
外光照射有机化合物时，主要是引起分子振动能级的变化。
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红外光谱波长范围
波长范围为780-5×105nm.
三个区域：
近红外〔λ=780-2500nm，υ=12820-4000cm-1〕；
中红外〔λ=2500-25000nm，υ=4000-400cm-1〕；
远红外〔25000-5×105nm，υ=400-20cm-1〕。
一般红外光谱仪使用的波数为4000-400cm-1，属中红外区，相当
于分子的振动能量，红外光谱也称为振动光谱。
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8.2.1分子的振动形式和红外光谱
红外光谱的根本原理
•分子是由各种原子通过化学键互相连接而成的。
•分子的振动是键合的原子通过化学键而引起的伸缩或弯曲运
动。
•物质吸收红外光的能量大小与原子振动能级能量相当，就产
生振动能级跃迁，产生红外吸收光谱，振动能级的大小与化学
键的类型和其振动方式有关。
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分子的振动类型
1．伸缩振动
两原子沿着共价键方向的快速往返运动称为伸缩振动，通常用υ表
示，其特点是振动时只发生键长的变化，无键角的变化。
对称伸缩振动υs不对称伸缩振动υas
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2.弯曲振动
弯曲振动是离开键轴进行前、后、左、右的振动，其特点是振
动是键长不变化，而键角发生变化，力常数变化小，因此。它
们的振动频率较低。弯曲振动分为面内弯曲和面外弯曲，面内
弯曲又有剪式和摇摆式振动；面外弯曲又有摆式和扭式振动。
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