1、第八章 有机化合物的波谱分析(Spectroscopy)【 本章重点 】 红外光谱、核磁共振谱。 【 必须掌握的内容 】1. 红外光谱、核磁共振谱的基本原理。2. 红外光谱、核磁共振谱谱图的解析方法。 前 言: 有机化合物的结构表征(即测定) 从分子水平认识物质的基本手段,是有机化学的重要组成部分。例如:鸦片中吗啡碱结构的测定,从 1805年开始研究,直至 1952年才完全阐明,历时 147年。 对有机化合物的研究,应用最为广泛的是: 紫外光谱 ( ultravioler spectroscopy 缩写为 UV)、红外光谱 ( infrared spectroscopy 缩写为 IR)、核磁共
2、振谱 ( nuclear magnetic resonance 缩写为NMR)和 质谱 ( mass spectroscopy 缩写为 MS) .8.1 分子吸收光谱和分子结构 1. 分子吸收光谱A、用 连续波长的光照射化合物,该化合物可在某些频率(或波长)位置上产生吸收,用仪器记录下这种吸收情况,即得到分子的吸收光谱。B、 分子在什么频率下产生吸收,与其结构密切相关,不同的分子,结构不同,产生吸收的位置也不同,所得的吸收图谱具有各自的特征。因此,可以利用分子吸收光谱鉴定分子结构。2.电磁波的性质 E= h = hc/ = h c h 普朗克 (Planck)常数 : 6.63 10 -34
3、J s 频率 ( Hz), = c 波长 (nm)c 光速 : 3 10 8 (m. s-1) 波数 (cm-1)分子产生吸收光谱是由于分子吸收了光辐射的能量,从低能态激发到高 能态,因此分子所吸收的能量与吸收光的频率成正比: E光 =E吸收 = h = hc/ = hc 3.吸收光谱的能量( 1)吸收的能量与频率成正比,与波长成反比。( 2)只有当光辐射的能量恰好等于两个能级间的能量差时,才能被分子吸收。即分子只吸收某一特定频率的辐射才能产生吸收光谱。分子吸收光谱: 图 8.1 分子吸收光谱示意图4. 光谱法的依据分子吸收光辐射能,产生能级跃迁时,所吸收能量的大小和强度都与分子的结构有关,如果用发射连续波长的辐射源照射分子,并记录该分子对不同波长的吸收情况,就能得到反映分子结构特征的吸收光谱。这就是利用光谱法测定分子结构的依据。电磁波谱与波谱分析方法 电磁波谱区域与类型: 射线X射线紫外线 可见光远紫外线 近红外线 中红外线 微波无线电磁波远红外线0.1nm 10nm 200nm 400nm 800nm 2.5m 25m 100cm 1m 500m EE1E2分子结构与吸收光谱的关系: h = E = E2 - E1 电子能级: UV振动能级: IR原子核自旋能级: NMR E吸收光谱 分子结构 .