1、第八章 有机化合物的波谱分析有机化学中应用最广泛的波谱手段是紫外光谱（ UV）、 红外光谱 （ IR）、 核磁共振 （ NMR）和质谱（ MS）。一、分子 吸收光谱 和分子结构一定波长的 光 与 分子 相互作用并被吸收，用特定的仪器记录下来就是 分子的吸收光谱 。E:光量子的能量 ，单位 J； h为 Planck常量 ，其值为 6.6310-34Js； v为 频率 ，单位为 Hz.频率与 波长 及 波数 的关系为：c为光速 ，其值为： 310 10cms -1； 为波长，单位为 cm； 代表波数 ，单位为 cm-1. 表 8-1 电磁波谱与波谱分析方法电磁波类型 波长范围 激发能级 波谱分析方
2、法X射线远紫外线紫外 -可见光红外线微波无线电波0.0110nm10200nm200800nm0.8300m0.3100mm0.11000m内层电子 电子n及 电子振动 与 转动电子自旋原子核自旋x射线光谱紫外 和 可见吸收光谱红外吸收光谱电子自旋共振谱核磁共振谱二、红外吸收光谱在波数为 4000400cm-1的红外光照射下，样品分子吸收红外光发生 振动能级跃迁 ，测得的吸收光谱称为红外吸收光谱，简称 红外光谱 （ IR）。如：透过率波数（ 或波长 ）1.分子的振动和红外光谱 振动方式在 双原子分子中 ，把成键的两个原子近似地看成用弹簧连接的两个小球的 简谐振动 。根据 Hooke定律 其振动
3、频率为：r0m1和 m2为成键原子质量，单位 g； k为化学键的 力常数，单位为 Ncm-1。键型 O H N H C H C H C H CNk/Ncm -1 7.7 6.4 5.9 5.1 4.8 17.7键型 CC C O C C C O C Ck/Ncm -1 15.6 12.1 9.6 5.4 4.5键的振动频率与力常数及成键原子的质量密切相关。化学键越强 ， 成键原子质量越小 ， 键的振动频率越高 。 同一类型化学键 ，由于分子内部及外部所处的环境不同， 力常数也不完全相同 ，因此吸收峰的位置也不尽相同。这里应该注意的是： 只有引起 分子偶极矩发生变化的振动才会出现红外吸收峰 。化
4、学键极性越强，振动时偶极矩变化越大，吸收峰越强。如：另一种变形振动667cm-1不对称伸缩振动2349cm-1对称伸缩振动无红外吸收变形振动667cm-1 分子振动模式 伸缩振动 ：原子沿键轴方向伸缩，键长变化，而键角不变。 弯曲振动 ：原子垂直于化学键振动，键角改变而键长不变。如：以亚甲基为例弯曲振动2.有机化合物 基团的特征频率同类化学键 或 官能团 的吸收频率总是出现在 特定波数范围内 。这种能 代表某基团存在 并有较高强度 的吸收峰 ，简称特征峰 。其 最大吸收 对应的 频率 为基团的 特征频率 。红外光谱分可成两个区域。 40001300 cm-1为 特征谱带区 ，这一区域是官能团特
5、征吸收峰出现较多的波数区段。1300400 cm-1称为 指纹区 。可以作为鉴定化合物的 “指纹 ”使用，故称指纹区。 常见有机化合物基团的特征频率表 8-2 常见有机化合物基团的特征频率伸缩振动化学键类型 特征频率 /cm-1（化合物类型） O H 36003200(醇 、 酚 )36002500(羧酸 ) N H35003300(胺 、 亚胺 ，其中 伯胺为双峰 )33503180(伯酰胺 ，双峰）33203060(仲酰胺 )sp C H 33203310(炔烃 )sp2 C H 31003000(烯烃 、 芳烃 ）sp3 C H 29502850(烷烃 )sp2 C O 12501200(酚 、 酸 、 烯醚 等 )sp3 C O12501150(叔醇 、 仲烷基醚 )11251100(仲醇 、 伯烷基醚 )10801030(伯醇 )
