结构表征(光谱).ppt

《结构表征(光谱).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第十二章有机化合物的结构分析(紫外/红外光谱/核磁共振谱/质谱§12.1波谱分析法简介§12.2紫外-可见光谱(UV-Vis)§12.3红外光谱(IR)§12.4核磁共振谱NMR§12.5质谱(MS)IRUV-Spectrophotometer500MHzNMRFT-ICR-MSHPLC/MS电磁波谱的一般概念ν=频率，单位：赫（Hz）波数=ν=1/λλ=波长，单位：厘米（cm）C=速度，即3×1010cm/sν=C/λ例：波长300nm的光：ν=C/λ==1015/s3×1010300×10-7ν==333

2、3cm-1300×10-71104M10-14M无线电波微波红外紫外射线射线宇宙线Xγ波数：表12.1电磁波谱与相应的波谱分析方法电磁波类型波长范围激发能级分析方法无线电波微波红外线紫外-可见光远紫外线X射线0.1～1000m0.3～100mm0.8～300mm200～800nm10～200nm0.01～10nm原子核自旋电子自旋振动与转动n及共轭p电子s及孤立p电子内层电子核磁共振谱(NMR)电子自旋共振谱(ESR)红外吸收光谱(IR)紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)真空紫外光谱X射线光谱表12.1电磁

3、波谱与相应的波谱分析方法电磁辐射伴随着能量E=hvh=phlanck常数6.626×10-34J.S分子获得辐射能可以增加原子的振动、转动，或激发电子到较高能级。因为转动、振动、电子跃迁能级是量子化的，所以某一分子只能吸收特定频率的辐射，产生特征的分子光谱。分子光谱：1.转动光谱:引起分子转动能级的变化2.振动光谱:引起分子振动能级的变化3.电子光谱:电子跃迁.分子吸收光能§12.2紫外-可见光谱(UV-Vis)紫外-可见光谱通常是指波长为200～760nm的近紫外-可见光区的吸收光谱。使入射光按波长由短到长

4、的顺序依次照射样品分子时，价电子就吸收与激发能相应波长的光，从基态跃迁到能量较高的激发态。将吸收强度随波长的变化记录下来，得到的吸收曲线即为紫外-可见吸收光谱，亦简称紫外光谱。紫外光谱检测的波长范围100~200~400~800nmVacuumUVUltravioletVisible图12.1丙酮的紫外光谱图12.2.2电子跃迁类型与吸收谱带(1)→跃迁是电子由能级最低的成键轨道向能级最高的反键轨道的跃迁，需较高的能量，因其波长＜150nm，故在近紫外光区无吸收。(2)跃迁含有—OH，—NH2，—S-，—X等

5、基团的饱和烃衍生物，其杂原子上的n电子被激发到轨道，该跃迁所需能量比低，但大部分吸收仍在远紫外区。轨道*轨道→*n→*成键轨道反键轨道轨道的示意图能量反键轨道能量1=A+B1S反键轨道21SH2分子轨道能级示意图轨道的示意图(3)跃迁当分子中含有由杂原子形成的不饱和键(如C＝O、C≡N)时，杂原子上的未成键的电子跃迁到轨道。→跃迁所需能量最低，产生的紫外吸收波长最长，但属于禁阻跃迁，吸收强度弱，通常＜200。n→*(4)跃迁由不饱和体系的电子跃迁到反键轨道所致。孤立双键的→吸收峰

6、仍在远紫外区，对研究分子结构意义不大。但共轭双键的→跃迁随共轭体系增大向长波移动(红移)，且值较大，为强吸收，是研究最广的跃迁类型。→*EE苯分子的分子轨道ψ1成键轨道反键轨道P苯分子的π电子云示意图++++++++++++++++++++++------12.2.3特征官能团的紫外光谱(1)生色团、助色团、红移和蓝移吸收紫外光引起电子跃迁的基团称为生色团。一般是具有不饱和键的基团，如C＝C、C＝O、C＝N等，主要产生及→跃迁。表12.2列出了一些生色团的吸收峰位置。→*n→*助色团是指本身在紫外

7、-可见光区不显吸收，但当与某一个生色团相连接后，可使生色团的吸收峰移向长波方向，并使其吸收强度增加的原子或基团，如—OH、—NH2、—OR和—X等。由于取代基或溶剂的影响，使吸收峰位置向长波方向移动的现象称为红移，反之，则为蓝移。当共轭体系长度增加或共轭体系中的氢原子被多数基团取代后，都能观测到吸收峰的红移。12.2.4紫外谱图解析紫外-可见吸收光谱反映了分子中生色团和助色团的特性，主要用来推测不饱和的基团的共轭关系,以及共轭体系中取代基的位置、种类和数目等。单独用紫外光谱图一般不能确定分子结构，常常与其它波

8、谱配合使用.经验规律:(1)化合物若在220～700nm范围内无吸收，说明分子中不存在共轭体系，也不含Br、I、S等杂原子.(2)210～250nm范围有强吸收(＝10000～25000)，说明有两个双键的共轭体系，如共轭双烯或-不饱和醛、酮等。(3)250～290nm范围内有中等强度吸收(＝200～2000)，可能含有苯环，峰的精细结构是苯环的特征吸收。(4)250～350nm范围内有弱吸收(＝1