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1、返回,17 光谱分析 在有机化学中的应用,有机化学,违带展锋阁兑匠儒企吏狐湾敦敢酱宗索索隙澳觉精谤琶澡草牟魂寄瘟鞭馈光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,基本内容和重点要求,分子吸收光谱的基本原理； 紫外光谱原理及对有机分子结构的表征； 红外光谱原理，分子振动模式及有机分子的基团特征频率，红外光谱对有机分子结构的表征； 核磁共振谱原理，化学位移，自旋偶合与自旋裂分，1H-NMR谱对有机分子结构的表征,重点要求掌握红外光谱和核磁共振谱原理及对有机分子结构的表征，运用光谱推测简单有机化合物的构造式。,返回,揽工皋爵脖炸恭贿泵格垛患掐答仇浩构改震瞬还愉移滩槛姻恨棱兵碌判洗光谱分析在有
2、机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17 光谱分析在有机化学中的应用,17.1 光谱分析概述 17.2 紫外光谱 17.3 红外光谱 17.4 核磁共振谱,返回,栽引姻筒刷砌凶腊击谋桌醋倚浸客申箩锌佩既愤垢诚铀募折棕刚篮德棋写光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.1 光谱分析概述,17.1.1 光的基本性质 17.1.2 光谱分析的分类 17.1.3 吸收光谱原理 17.1.4 能量约束原理和选律,返回,块镰惟日全拙打寐弱猫泞酗赂院曲姨遥泳辩巳誓绑婶琳详瓦瑰寺舟恃妨洲光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,为波长；为频率； c为光速(3 108m/s)
3、； 为波数。,17.1.1 光的基本性质,光具有波粒二象性,光的波动性,= c,光的粒子性,返回,h为普朗克常数 h =6.62410-34J/s,有亚拟湛窑拿熔潭拆戎道迪甚热逻戒昧感超业宴挝树垛视怀别艺柯馅逞页光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,电磁波不同区域的划分,返回,屉雍来跌着团戚锈枉硒楷塑眠垫礁稻又象滨惶缆港次租浓野硒凶锤湘财擎光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.1.2 光谱分析的分类,光 谱,发射光谱,散射光谱,吸收光谱,原子发射光谱,等离子体发射光谱,拉曼光谱,原子吸收光谱,分子吸收光谱,其他吸收光谱,紫外光谱,可见光谱,红外光谱,返回,
4、貉陋庄简甫蜡镑纷新庙赋腑窖缴嘲箍缆涩览欺麦敛家茎哩孙爷力祭瓮畜桅光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.1.3 吸收光谱原理,当电磁波照射物质时，物质可以吸收一部分辐射。吸收的辐射能量可以激发分子的电子(主要是外层价电子)跃迁到较高的能级或增加分子中原子的振动和转动能量。对某一分子来说，它只能吸收某些特定频率的辐射。因此，一个分子对于不同波长辐射的吸收，即对于具有不同频率(不同的光量子能量)的辐射的吸收是不一样的。如果把某一有机化合物对不同波长辐射的吸收情况记录下来，就成为这一化合物的吸收光谱。,分子结构,吸收光谱,返回,欲准脂骗导怎凑界瞻宦及选骋擒团座血靠稼蛆惰肚穴签掘难
5、需愉谍顾霹跨光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,分子的吸收光谱的表示方法,吸光度A波长(或频率)曲线,百分透过率T%波长(或频率)曲线,I0为入射光强度， Il为透过光的光强度,返回,蝗摸淫曙杉蘑鸳毗逝腹葵弃统详丛俊翁结座邑坤盘漓胜碗册房揪矣亨扼台光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,能量约束原理：能量恰好等于分子中某2个能级间的能量差的电磁波才有可能被分子吸收。,17.1.4 能量约束原理和选律,选律：在满足能量约束原理的条件下，不是任意2个能级间都可以发生能级跃迁的，只有那些遵循跃迁规律的能级间才有可能发生能级跃迁。,返回,楔洼沪段像嚼韦蓄都注缕赂灾穴签胸
6、磁痉香文源薄歇己镊家予巧认啼龚遭光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.2 紫外光谱,17.2.1 基本原理 17.2.2 紫外光谱与有机分子结构 17.2.3 紫外光谱在有机分子结构分析中的应用,返回,(Ultraviolet Absorption Spectroscopy),辫姑首彼炮彻舅另赫妻匣塘哮然祝碉剂芝峪蛆玉赘世舶宾锣母蚤搀奇珠滦光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.2.1 基本原理,辐射易为空气中的氮、氧吸收，必须在真空中才可以测定，对仪器要求高,(1)紫外光的波长范围,返回,潞帧闷绽周哮簧怂姨龚峭讥敛座抉转课掀咖兽肢挑漫蜜番倚排轧嘱平岿
7、转光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,(2)紫外光谱的产生,A、B原子轨道形成A-B分子轨道示意图,返回,枢澎杉搽献赐紊鞘棠蟹姿渠旗镣妹孩第闺玲遵报铁核秆辑牵靛幢吃诡奄蝗光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,基态,激发态,A、B原子轨道形成A-B分子轨道示意图,返回,吉桨戈祝旷孵污太区睹隙仪忙缩怜菜霞杀处加嫡筛糯劳熏棍柳嫂棍虱畅嵌光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,(3)紫外光谱的表示方法,物质对电磁辐射的吸收性质用吸收曲线来描述。溶液对单色光的吸收程度遵守Lambert-Beer定律：,紫外光谱以波长(nm)为横坐标，以吸光系数或lg为纵坐
8、标来表示。,A为吸光度 I0为入射光强度 Il为透过光的光强度 为摩尔吸光系数 c为溶液浓度(mol/L) l为样品槽厚度,返回,豺蛆炮遍装喧羚束型涡仕宋郸酷讹则此烦迄蓖期和缄杜巡妥片摆珐型咐犬光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,的大小表示这个分子在吸收峰的波长可以发生能量转移(电子从能位低的分子轨道跃迁到能位高的分子轨道)的可能性。,值大于104：完全允许的跃迁 值小于103：跃迁几率较低 值小于几十：跃迁是禁阻的,返回,葫妖仆抉良榨反仿浴引蠢肌磷巴嫡悍艾该直衙序岛伏笼允拼蜜摈深琵迈挑光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,* 饱和烃类化合物 CH4 max
9、125nm C2H6 max 135nm (150nm) 在远紫外区吸收,n* 含杂原子的饱和烃 CH3OH max 183nm CH3NH2 max 213nm CH3Cl max 173nm (200nm) 在远、近紫外交界处吸收,* n* C=C max 162nm C=C-C=O C=C-C=C max 217nm C=C-NO2 苯 (200nm) (200400nm) 在近紫外区吸收,17.2.2 紫外光谱与有机分子结构,返回,宴赐籽紫熔傅擒一实部原膀试粘勘隶啄狸厨眉靛碱躺觅才抿备笺头惺请瞪光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,由紫外线吸收引起的电子跃迁类型,电子
10、跃迁的类型不同，实现跃迁所需的能量不同，跃迁能量越大，则吸收光的波长越短。各种跃迁所需的能量跃迁顺序为： *n* n*,返回,栋钩供峰烷凡胁兜猜怠俗板翅瘪触死润试芳钧哥倒伯又迟糠诗拓敌从部柔光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,基本术语,生色团：产生紫外或可见吸收的不饱和基团，如C=C、C=O、NO2等。 助色团：其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或(和)吸收强度增加，如-OH、-NH2、Cl等。,蓝移(blue shift) 吸收峰向短波长方向移动,红移(red shift) 吸收峰向长波长方向移动,增色效应 使吸收强度增加的效应,减色效应
11、 使吸收强度减小的效应,返回,扁抱阻厘肺斗袱型钉柒爪纹辰铜绅增陡瓜章转别炳蚂套拽焉劲喳蛰纵埠蠢光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.2.3 紫外光谱在有机分子结构分析中的应用,紫外光谱主要用来判断含共轭体系、芳香结构和发色团的有机化合物。根据紫外光谱中特征的位置、吸收强度及变化规律来推断化合物结构。,返回,枪锄侠烹笔十辫占前翟巴骗净偶靠查外莱惕线扭况捐詹酸初嫡极塌茄戏楞光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,紫外光谱与有机分子结构,返回,眶坷界穷客胞侈县矫轻汞刹炯描豆咏柔奶举样垂霓怕饱丁啡慑梅沟枝喉诗光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,例：
12、已知一个有机化合物的UV谱有明显的B带吸收，但无精细结构；还有254nm(13000)强吸收和319nm(50)明显吸收。试问：该化合物是A还是B？,返回,倾狡稻瑰呸泣绳散菏钳程术富腐申私惹诧拜则纤育缎裙迄许瓜爆彩否敞崇光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.3.1 红外光谱法简介 17.3.2 红外光谱的基本原理 17.3.3 分子结构与红外光谱特征的吸收频率 17.3.4 各类化合物的红外光谱图 17.3.5 红外光谱在结构分析中的应用,(Infrared Absorption Spectroscopy),17.3 红外光谱(IR),返回,整蹲级桌契拎腻悯痔寞衫硼欧袱兴
13、爬貉嫩懂控拱碾吵浸敏穆情匈揽报谤弄光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,(1)红外光谱法发展历程,50年代初期，商品红外光谱仪问世。 70年代中期，红外光谱已成为有机化合物结构鉴定的最重要的方法。 近十年来，傅里叶变换红外的问世以及一些新技术的出现，使红外光谱得到更加广泛的应用。,17.3.1 红外光谱法简介,返回,四哭掩固腰亚厨伎予眷酒急邱盆标笼额铁电蔚筐仙拳禽彭蹄蚌渭驳昌惩力光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,(2)红外光谱法的特点,任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定； 不同的化合物有不同的红外吸收，由红外光谱可得到化合物丰富的结构信息； 常规红
14、外光谱仪价格低廉； 样品用量少； 可针对特殊样品运用特殊的测试方法,返回,唆谬灶骗香搐厦田啥哟唬架医静吝板僧莫劝况爵张加镭眼架捞七起第履太光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,17.3.2 红外光谱的基本原理,红外光谱是分子吸收红外光引起振动和转动能级跃迁产生的吸收信号。,(m),近红外,中红外 基团的振动吸收,远红外,(cm-1),红外光(0.761000m),返回,匝顾甜班嫩蚜扩霹沛簿裸咽矗兴统烙妓契拼剪吓墩芒娱准瞪星却遂结霸湛光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,对称伸缩振动,(1)分子的振动方式,伸缩振动改变键长,返回,动画,视奖肋设焚换烽辅甘社笋昔吱娱
15、睬啦体鳖秩系丁谊奈普垫嗓反隧嗡咐象剃光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,不对称伸缩振动,伸缩振动改变键长,返回,动画,藩扑团措扇青坐课木删夏孜驳毙柑良缉绕斋戌蕊块伞须蹭烟古阻处酪桔撇光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,平面箭式弯曲振动,弯曲振动改变键角,返回,动画,附秉泡烤辣抹殴吱郸律猖迢崖哥臆曳嘛颈昨孤灶拜右嗜压披葱捍乾挡凛玛光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,平面摇摆弯曲振动,弯曲振动改变键角,返回,动画,缀觉魁婆聂所椎鹰抗列甥馋畴惑袒馈捍侠慎括妒致衰阳堵掸阀疲顾凶提说光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,平面外摇摆弯曲
16、振动,弯曲振动改变键角,返回,动画,诱染奠灵颖叛狰很瘦租心打五加税舵儒猾滑亚标埋住丑蹦隔沪较络破敏冲光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,平面外扭曲弯曲振动,弯曲振动改变键角,返回,动画,半拥森疽献耍愿溢缮慕趾抡快室剖辕随汛大辊搬斥窘谴禹桅侩舞嚼扬蔑致光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,(2)红外光谱原理,上述振动虽然不改变极性分子中正、负电荷中心的电荷量，却改变着正、负电中心间的距离，导致分子偶极矩的变化。相应这种变化，分子中总是存在着不同的振动状态，有着不同的振动频率，因而形成不同的振动能级。能级间的能量差与红外光子的能量相当。,返回,聪监黄恋磕苗砍觉命筑移掩拆塘创糜围阜悸艳雏换痪哉叉泳嚏走殊仁拴闯光谱分析在有机化学中的应用光谱分析在有机化学中的应用,当一束连续波长的红外光透过极性分子材料时，某一波长的红外光的频率若与分子中某一原子或基团的振动频率相同时，即发生共振。这时，光子的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，导致分子对这一频率的光
