课后答案】有机波谱分析(孟令芝,第三版
有机波谱分析-武汉大学
伴峰：X射线特征峰、Auger峰、 多重态分裂峰。
光电子能谱的基本原理是光电效应。
当能量为hn的单色光照射到样品上，其光子可能 被原子内部不同能级的电子所吸收或散射，如果吸 收的能量大于电子的结合能，则该电子就会脱离原 子成为自由电子而逸出。这些被光子直接激发出来 的电子称为光电子，光电子的动能大小不等（与原 子的种类和样品表面的信息有关），如果以动能分 布为横坐标，相对强度为纵坐标，所得到的谱峰即 为光电子能谱。
ESR用于有机自由基的研究：
(1)价态改变：内层电子受核电荷的库仑力和核外其 他电子的屏蔽作用；而引起 电子结合能改变
结合能随氧化态增高而增加 化学位移增大；为什么？
(2)电负性：取代基电负性增 大化学位移增大
电负性对化学位移的影响
例如：三氟乙酸乙酯 电负性：F>O>C>H 4个碳元素所处化 学环境不同
X射线光电子能谱(XPS)的应用
X射线光电子能 谱
XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy (10-2～10 nm)
基本原理 （principles）
电子能谱法：光致电离；
A + hn A+* + e
光电子的能量分布曲线：采用特 定元素某一X光谱线作为入射电子能谱图，即元素的 特征谱峰群；
蒋序林简介
2006,11至今 教授（博导，学术带头人）武汉大学
生物医用高分子材料教育部重点实验室
2004-2006,博士后，荷兰乌特勒支大学药
学院药剂系
导师：Prof. W. Hennink
2000-2004,博士，荷兰阿姆斯特丹大学高 分子分析组,导师：Prof. P. J. Schoenmakers
有机化合物波谱解析
3. 紫外吸收光谱表示法及常用术语
图示法，横坐标：波长（nm）； 纵坐标：吸光度A（或吸收系数ε，lgε）
术语：
吸收峰：吸收值最大处，对应波长 称最大吸收波长(λmax)。 吸收谷：最小处；最小吸收波长 (λmin)， 肩峰：当吸收曲线在下降或上升处 有停顿或吸收稍有增加的现象。这 种现象由主峰内藏有其他吸收峰造 成。 末端吸收：在图谱短波端只呈现强 吸收而不成峰型的部分称为末端吸 收。
确定分子结构：
O
O
O
(A)
(B)
(C)
1.不与2，4－二硝基苯肼作用，有氧； 2.与Grignard试剂作用不给出活泼氢；
因此当时写成B 红外光谱确证其中有羰基，
紫外－可见光谱分析数据为： 211，240，314。推测为A 在红外869.5处有强谱带，怀疑为三环，写成C 核磁共振应用于化学，否认三环结构，
有机化合物 波 谱 解 析（1）
绪论
波谱法： 物质在光（电磁波）的照射下，引起分子内部某
种运动，从而吸收或散射某种波长的光，将入射光强 度变化或散射光的信号记录下来，得到一张信号强度 与光的波长、波数（频率）或散射角度的关系图，用 于物质结构、组成及化学变化的分析，这就叫波谱法
CH3
CH3
绪论
结构鉴定:
一般文献给出的数据：
NMR: 详细 MS: 分子量 IR: 主要官能团 一般无UV数据
对化合物的紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、 核磁共振（NMR）、质谱（MS）的谱图进行分析得到分子式 及结构式。
有机分子结构鉴定方法大体可以分为两个阶段，即经典的 化学分析方法为主和仪器分析为主、化学手段为辅的分析方法。
紫外可见光谱 (UV-VIS); 红外（拉曼）光谱 (IR，Raman); 质谱 (MS); 核磁共振谱 (NMR); X线衍射; 折射率; 电诱导率; 熔点;
28431波谱学课程考试说明
25431波谱学课程考试说明一、课程使用教材、大纲波谱学课程使用的教材为《有机波谱分析》，孟令芝等编著，武汉大学出版社，2009 年9月第三版。
二、本课程的试卷题型结构及试题难易度1.试卷题型结构表2．试卷按识记、领会、简单应用、综合应用四个认知层次命制试题，四个认知层次在试卷中所占的比例大致分别为：识记占20％、领会占30%、简单应用占30％、综合应用占20％。
3．试卷难易程度大致可分为“容易、中等偏易、中等偏难、难”。
根据课程的特点，每份试卷中，不同难易程度试题所占的分数比例大致依次为易占30分、中等偏易30分、中等偏难20分、难占20分。
三、各章内容分数的大致分布五、各题型试题范例及解题要求1.单项选择题（每小题1分，共15分）要求：在下列每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
范例：在下列化合物中，质子化学位移(δ)最小者是( )A．CH3Br；B．CH4；C．CH3I; D．CH3F；解答：（B）2. 多项选择题（每小题1分，共5分）要求：在下列每小题的五个备选答案中有二至五个正确答案，请将正确答案全部选出，并将其字母标号填入题干的括号内。
范例：紫外线吸收光谱的产生( )（）（）（）（）A．是由于电子的迁移引起的。
Ｂ．是由核自旋的迁移引起的。
Ｃ．是由分子振动引起的。
Ｄ．是由强电子流轰击被分析物质的气态分子引起的。
Ｅ．是分子中最外层价电子在不同能级轨道上跃迁而产生的。
解答：( A )（ E ）3. 填空题（每小题1分，共10分）要求：直接将答案积分填在横线上，不需要写出过程。
范例：把在一定频率下，的有机化合物中的不同质子，产生NMR 的磁场强度不同的现象，称为化学位移。
解答：处于不同化学环境下4.结构判断题（每小题 4 分，共 20 分）要求：根据题目要求写出结果和过程。
范例：某化合物分子式为C7H6O2，IR光谱见下图，试推断其可能的结构式，并说明理由。
有机波谱-习题-第四章：氢核磁共振
第四章一、填空1.核磁共振英文简称________。
其理论基础是_______和________。
2.通过核磁共振可以得到的三个光谱参数：______、_______和_______。
3.通过分析核磁共振谱可以了解特定原子（如1H、13C）的______、_______、________及_______等。
4.按自旋量子数不同，可以将核分成两类：一类是______，这类核______核磁矩，如______等，这类核不能用NMR测出。
另一类是______，这类核______核磁矩。
5.自旋量子数I≠0的核可分为两种情况。
一种情况是______，这类核可以看作是_______，是NMR测试的主要对象，如_______.。
另一种情况是______，可以把它看作是绕主轴旋转的椭球体。
它们的电荷分布不均匀，有电四极矩存在，NMR信号复杂。
6.若将原子核置于外磁场中，则核可以有________个自旋取向。
每个自旋取向用______表示，则___________。
7.核磁共振中，若高级的核没有其他途径回到低能级，也就是说没有过剩的低能级核可以跃迁，就不会有________，NMR信号将________，这个现象称为________。
8.在正常情况下在测试过程中，高能级的核可以不用辐射的方式回到低能级，这个现象称为________。
它有两种方式：一种是________，又称________，核（自旋体系）与______进行能量交换，高能级的核把能量以热运动的形式传递出去，由高能级返回低能级；另一种是______，又称________。
高能级核把能量传递给_______。
在此弛豫过程前后，各种能级核的总是不变。
9.当氢核处于磁场中时，在外加磁场的作用下，电子的运动产生感应磁场，其方向与外加磁场方向_______。
因而外围电子云起到________的作用，这种作用称为_______。
若某种影响使质子周围电子云密度降低，则屏蔽效应_______，10.氢核磁共振最常用的内标是_______，简写为_________.11.当使用不同频率的仪器测化合物核磁共振谱时，同一个物质的某一质子其出峰位置即化学位移_______表示时，其数值是不变的。
《有机波谱分析》PPT课件
不对称伸缩振动(vas) 精选课件ppt (2926 cm-1)
5
(2)弯曲振动：
+
+
+ +
C
C
C
C
剪式振动(δs)
面内摇摆振动(ρ) 面外摇摆振动(ω)
扭式振动(τ)
面内
面外 弯曲振动只改变键角,不改变键长
值得注意的是：不是所有的振动都能引起红外吸收，
只有偶极矩(μ)发生变化的，才能有红外吸收。
X－H 伸缩振动吸收范围。X代表O、N、C、S， 对应醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃 及饱和烃类的 O－H、N－H、C－H 伸缩振动。
1. O－H 醇与酚：游离态－－3640～3610cm-1，峰形尖锐。
缔合－－精3选30课0件cpmpt -1附近，峰形宽而钝 11
羧酸：3300～2500cm-1，中心约3000cm-1,谱带宽
2 . N－H
胺类： 游离——3500～3300cm-1
缔合——吸收位置降低约100cm-1 伯胺：3500，3400cm-1，（吸收强度比羟基弱） 仲胺：3400cm-1（吸收峰比羟基要尖锐） 叔胺：无吸收
酰胺：伯酰胺：3350，3150cm-1 附近出现双峰
仲酰胺：3200cm-1 附近出现一条谱带
第三章 红外光谱
3.1 基本原理
3.1.1波长和波数
电磁波的波长（ ）、频率（ v）、能量（E）之间的关系：
精选课件ppt
1
3.1.2 近红外、中红外和远红外
波段名称 近红外 中红外 远红外
波长 μ 0.75—2.5 2.5－25
25－1000
波数（cm-1） 13300－4000 4000－400
有机化合物波谱解析(1)96页PPT
能级跃迁
电子能级间跃 迁的同时，总伴随 有振动和转动能级 间的跃迁。即电子 光谱中总包含有振 动能级和转动能级 间跃迁产生的若干 谱线而呈现宽谱带 。
讨论：
（1） 转动能级间的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁
最后确定为A
杜鹃酮最后确定结果为A（先后经历了30多年之久！！！）
发展
微量
通常 mg级，甚至g、pg级
快速
复杂化合物仅需几天甚至更少
计算机化 利用计算机快速信息存贮和分析运算功能，
结合波谱仪快速扫描，可进行快速检测而进
行以前难以研究的领域如动力学研究、反应
机理、药物代谢等。
色谱-波谱 如气相色谱、液相色谱联用，充分发挥各自
• R.M. Silverstein, et.al., “Spectrometric Identification of Organic Compounds”, 6th ed., Jhon Wiley & Sons, 2019
第一章 紫外吸收光谱分析法
ultraviolet spectrometry, UV
联用
优势，可以在一次测定中完成一个样品中二
三百个化合物的分离与测定。
课程简介
课时
40学时
考核
期末考试 70%
平时成绩 30%
（包括出勤、课堂表现、小作业等）
主要章节 1. 紫外
2. 红外光谱
3. 质谱
4. 核磁共振（H谱、C谱、二维谱）
5. 波谱综合解析
教材 《有机化合物波谱解析》
姚新生主编，医药卫生出版社
波长范围：1-800 nm.
波谱分析习题
波谱分析习题有机化合物的波谱分析习题1 基本概念与名词解释生色团与助色团红移效应与蓝移效应σ-σ跃迁π-π跃迁n-π跃迁增色效应与减色效应等色点Woodward规则最大吸收波长λmax 伸缩振动与弯曲振动力常数波数特征吸收频率倍频组合频Fermi共振官能团区和指纹区原子核的旋磁比自旋偶合与自旋裂分化学位移偶合常数(n+1)规律高场和低场等性质子各向异性效应屏蔽与去屏蔽效应环电流效应质荷比氮素规则分子离子重排离子碎片离子亚稳离子软电离与硬电离准分子离子2 简答题2.1什么是溶剂效应？请简要说明溶剂效应对UV, IR及NMR谱可能产生的影响。
2.2什么是互变异构现象？请简要说明互变异构现象对UV, IR及NMR谱可能产生的影响。
2.3什么是核磁共振谱的一级谱？一级谱的峰形与峰强度有何特点？2.4请简答在一张一级的1H NMR谱能提供哪些结构信息。
2.5质谱中有几种类型的离子？各种离子在有机物结构分析中各有什么作用？2.6在质谱学中有几种主要的碎片裂解方式？什么是麦氏重排离子？2.7 请简要说明在IR谱图中芳环、双键、三键和羰基的官能团特征吸收位置。
2.8请简要说明在1H NMR谱图中芳环、双键、三键和烷基质子的特征吸收位置大致范围。
2.9 不查原图请简单比较苯、萘、蒽在紫外吸收谱上的异同。
2.10 何谓电子轰击质谱？常见有机化合物中哪些易于获得分子离子？哪些易于获得碎片离子？3 两个化合物A及B具有相同的分子式C6H8。
A和B 均能使溴的四氯化碳溶液褪色，给出正的Baeyer实验，催化氢化时均吸收2摩尔氢生成环己烷。
紫外光谱测定结果表明A在256 nm处有最大吸收，B在200 nm 以上无明显吸收，试确定A及B的结构。
4 今有三个化合物D, E及F具有相同的分子式C5H6，催化氢化时均能吸收3摩尔氢生成正戊烷。
E及F用硝酸银的氨溶液处理可生成白色沉淀，而D不反应。
D和E的紫外光谱测定结果显示在230 nm附近有最大吸收，F 在200 nm以上无强烈吸收，试确定D, E及F的化学结构。
《波谱分析教程》PPT课件
⑤ 红外：从 1422.6 到 1482.9 cm-1 共有四个吸收，这说 明未 知物中 －CH2－ 的环境有几种（与碳原子相连的 CH2 ， 与杂原子或与电负性基团相连的 CH2 ）；
38
由以上几点可知，未知物含一个内酰胺基团，再加上前面分析 的未知物含一个正构长链烷基，因此该化合物结构为：
6. cm-1 7. 耦合裂分
8. ε
NMR （3、 5、7、10） 9. 氮律
10.n+1规律
11.同位素峰
22
小结
非（飞）一般的感觉！
• 解谱——一种逻辑推理游戏，游戏规则就是波谱理论知识。
• 如果是你自己独立完成例题的成功解析会是什么感觉？
23
课后……
1. 四大谱图综合解析20题（详解）--学习考研均可作为参考！ 2. /jpkc/bpfx/bpfx/bpfx.htm波谱分析网络课件
33
图4 未知物 红外谱
34
解：1.元素组成式的确定
碳谱－－18个碳原子
氢谱－－0.8199ppm处的三重峰可考虑是与CH2相连的 端 甲基，以此作为氢谱积分曲线定标的基准，得出未知物共含 35个氢原子。
质谱－－m/z 281符合分子离子峰的条件，可初步判断为分 子离子峰，因此未知物含奇数个氮原子。
1、我们所讲的四大波谱与有机结构分析 技术的关系？
2、 波谱是什么？波谱与有机分子结构 间的关系？波谱能用来做什么？
3、 解谱难？
4
1、 我们所讲的四大波谱与有机 结构分析技术的关系？
• 四大波谱：包括UV、IR、MS、1H NMR及13C NMR；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课后答案】有机波谱分析（孟令芝，第三版
第1章绪论
1.1 有机波谱分析的基本概念
1. 有机波谱分析是指利用波谱技术对有机化合物的结构和性质进行定性和定量分析的一种方法。
2. 有机波谱分析的原理是利用分子的不同振动和旋转运动所引起的吸收或发射电磁波来分析物质的结构和性质。
3. 有机波谱分析的分类包括红外光谱分析、核磁共振波谱分析、质谱分析等。
1.2 红外光谱分析
1. 红外光谱是指波长范围为0.8~1000 μm的电磁辐射。
2. 红外光谱分析利用化合物中不同化学键的振动和变形所吸收的红外辐射来分析物质的结构和性质。
3. 红外光谱的谱图通常分为三个区域：近红外区、中红外区和远红外区，对应的波数范围为12000~4000 cm-1、4000~400 cm-1和400~10 cm-1。
4. 红外光谱的谱图可通过化合物中的官能团、分子结构和化学键的性质来进行解释和分析，常见的化学键包括C-H、O-H、N-H、C=O、C=C、C≡C等。
1.3 核磁共振波谱分析
1. 核磁共振波谱是指当核磁矩和外磁场相互作用时反应出的光谱。
2. 核磁共振波谱分析利用化合物中含有氢、碳等元素的核磁共振信号来分析物质的结构和性质。
3. 核磁共振波谱分析中的化学位移指的是核磁共振信号所对应的频率与参考标准物质的频率差值，常用的参考标准物质包括TMS、CDCl3等。
4. 核磁共振波谱的谱图可通过分析化合物中的化学位移、峰形、耦合常数等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
1.4 质谱分析
1. 质谱分析是指将化合物分解为不同的离子，并在磁场中进行分离、聚集和检测，从而得到物质的结构和性质信息的一种方法。
2. 质谱分析的过程包括化合物的分子离化、离子加速、离子分离和离子检测等。
3. 质谱分析中常用的离子化方法包括电子轰击法、化学离子化法等。
4. 质谱分析的谱图可通过分析离子碎片的质荷比、相对丰度等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
第2章红外光谱分析
2.1 基本原理和仪器
1. 红外光谱是指物质分子在红外辐射下吸收、散射和反射的现象。
2. 红外光谱仪是利用光学装置将红外光分散成光谱，并利用探测器将光信号转换为电信号的仪器。
3. 红外光谱仪的主要组成包括光源、样品室、光谱仪、检测器等部分。
2.2 谱图的解释和分析
1. 红外光谱中的官能团常见有氢键、羟基、羰基、胺基、亚胺基、叠氮基等。
2. 红外光谱中的化学键常见有C-H、O-H、N-H、C=O、C=C、C≡C等。
3. 谱图的解释和分析可通过谱带位置、谱带形状、谱带强度等参数进行。
4. 谱带位置是指谱图上谱带的波数位置，可以反映出谱带所对应的官能团和化学键的类型和数量。
5. 谱带形状是指谱图上谱带的峰形，包括对称性、宽度、分裂等特征，可以反映出分子的对称性、构型和立体化学性质。
6. 谱带强度是指谱图上谱带的吸收或透射强度，可以反映出分子中不同化学键的吸收强度和数量。
2.3 应用实例
1. 红外光谱分析可用于有机化合物的定性和定量分析，如醛、酮、酸、酯等化合物的鉴别和含量测定。
2. 红外光谱分析可用于无机物的分析，如催化剂、杂质、污染物等的检测和鉴定。
3. 红外光谱分析可用于生物分子的分析，如蛋白质、核酸等生物大分子的结构和功能研究。
第3章核磁共振波谱分析
3.1 基本原理和仪器
1. 核磁共振波谱是指当核磁矩和外磁场相互作用时，引起电磁波谱线的一种光谱。
2. 核磁共振波谱仪是利用磁场将样品中包含的核磁共振信号分离，再通过探测器将信号转换为电信号的仪器。
3. 核磁共振波谱仪的主要组成包括磁场、探测器、样品室等部分。
3.2 谱图的解释和分析
1. 核磁共振波谱中的化学位移是指核磁共振信号相对于参考标准物质（如TMS）的位移。
2. 化学位移可用于鉴定化合物中不同类型的氢原子，包括脂肪族氢、烯烃氢、苯环氢、烷基取代的芳香族氢等。
3. 核磁共振波谱中的耦合常数是指两个相邻氢原子间因化学键发生耦合而出现的分裂现象，并可用于鉴定氢原子的化学环境和构型。
4. 谱图的解释和分析可通过化学位移、峰形、强度、耦合常数等参数进行。
5. 核磁共振波谱的谱带形状和位置可反映出分子的对称性、构型和立体化学性质。
6. 化学位移变化可反映出化学键类型和电子环境的变化。
3.3 应用实例
1. 核磁共振波谱分析可用于有机物的定性和定量分析，如醇、酸、酮、酯、糖、氨基酸等化合物的鉴别和含量测定。
2. 核磁共振波谱分析可用于有机物的结构和构型，如立体异构体、芳香族化合物、大环化合物等的鉴定和分析。
3. 核磁共振波谱分析可用于生物大分子的结构和功能研究，如蛋白质、核酸、多糖等的鉴定和定量分析。
第4章质谱分析
4.1 基本原理和仪器
1. 质谱分析是一种分子分析技术，利用分子离子在外界电场和磁场中的运动轨迹和质荷比（质量与电荷比）差异进行分析。
2. 质谱仪是由离子源、加速器、分子筛、离子检测器等组成，利用不同的离子化方法将气态样品的分子转化为离子，并通过质谱分析仪器进行离子分离和检测。
4.2 谱图的解释和分析
1. 质谱谱图是利用质谱仪获得的离子片段的相对质荷比和丰度比来解析、分析物质的分子结构和组成。
2. 质谱谱图的分析包括离子种类、分子质量排列、主要分子离裂片段等。
3. 离子种类的鉴定可通过分子离子以及裂解离子的相对质荷比进行分析，一般分子离子具有相对丰度最高的特点。
4. 分子质量排列可用于确定化合物的分子量或分子量范围，分子质量高低与分子离子的质荷比成严格比例关系。
5. 主要分子离裂片段的鉴定可用于确定化合物的结构和功能基团，包括自由基法、加成法、断裂法、异构体鉴定等。
4.3 应用实例
1. 质谱分析可用于无机物和有机物（如石油、有毒物质、食品添加剂、药物、天然产物等）的分析和鉴定。
2. 质谱分析可用于生物分子（如蛋白质、核酸、多糖等）的结构和功能研究，如DNA底物、蛋白结构、酶反应等的分析。
3. 质谱分析可用于环境分析，如水质、空气质量、土壤污染物质等的监测和分析。
4. 质谱分析可用于制造业分析，如半导体、光电子、化工、农业等各行业的快速分析和检测。