核磁共振仪和核磁共振谱图832化学位移ppt课件.ppt

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1、第八章有机化合物的波谱分析8.1分子吸收光谱和分子结构8.2红外吸收光谱8.2.1分子的振动和红外光谱振动方程式(2)分子振动模式8.2.2有机化合物基团的特征频率8.2.3有机化合物红外光谱举例8.3核磁共振谱8.3.1核磁共振的产生(1)原子核的自旋与核磁共振(2)核磁共振仪和核磁共振谱图8.3.2化学位移(1)化学位移的产生(2)化学位移的表示方法(3)影响化学位移的因素8.3.3自旋偶合与自旋裂(1)自旋偶合的产生(2)偶合常数(3)化学等同核和磁等同核(4)一级谱图和n＋1规律8.3.4NMR谱图举例8.3.513C核磁共振谱简介8

2、.4紫外吸收光谱8.4.1紫外光与紫外吸收光谱8.4.2电子跃迁类型8.4.3紫外谱图解析8.5质谱8.5.1质谱的基本原理8.5.2质谱解析表8.1测定有机化合物结构的主要波谱方法波谱方法代号提供的信息核磁共振波谱(nuclearmagneticresonancespectroscopy)NMR碳骨架与碳原子相连的氢原子的化学环境红外光谱IR主要的官能团(infraredspectroscopy)紫外可见光谱(ultraviolet-visiblespectroscopy)UV分子中π电子体系质谱(massspectrometry)MS相对

3、分子质量分子式分子中结构单元吸收光谱8.1分子吸收光谱和分子结构分子吸收光谱：图8.1分子吸收光谱示意图有机分子中的原子或化学键当受到光波或电磁波作用时，分子中的原子或化学键就会吸收光波或电磁波而产生振动能级的跃迁,当原子或化学键从低能级跃迁到高能级的能量差等于光波或电磁波时，就会产生光波吸收或电磁波吸收而给出吸收光谱。不同结构的有机分子,原子或化学键不同，吸收光波或电磁波的能量就不同，通过仪器检测光波或电磁波的吸收情况，仪器就给出不同特征的分子吸收光谱。波谱分析是用于测定有机化合物结构的。波谱分析的优点：需用样品少、速度快、准确度高。不同波

4、谱的光波区域：电磁波谱与波谱分析方法(电磁波谱区域与类型)-0.010.01-0.110-200200-400400-800-2.52.5-25300-5001000.1-nmnmnmnmnmμmμmμmmm1000mγ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远红外线ΔEE1E2分子结构与吸收光谱的关系：hv=ΔE=E2－E1电子能级：UV振动能级：IR原子核自旋能级:NMR无线电磁波激发能级所属波谱X射线光谱紫外和可见光红外吸收光谱核磁共吸收光谱振谱内层电子σ电子n电子和π电子振动和转动电子原子核自旋自旋ΔE吸收光谱分子结构8.2

5、红外吸收光谱红外吸收光谱是用波数为4000-400cm-1的红外线照射有机分子,有机分子吸收红外光波就发生振动能级跃迁,因此就产生红外光谱。由于不同分子其组成的原子或价键不同，吸收红外光波就不同，红外光谱仪就给出不同的吸收光谱。通过对谱图的分析，根据红外吸收峰出现的位置、强度、峰形就可以判断出有机分子含有哪些官能团或化学键。红外光谱的功能：是鉴别分子中含哪些官能团的。吸收峰的位置吸收峰的强度图8.21–己烯红外光谱图8.2.1分子的振动和红外光谱分子的振动模式：（P298图8-1）伸缩振动(在高频区3600-1600cm-1)化学键的振动方式

6、弯曲振动(在低频区1600cm-1以下)对称伸缩振动(νs)反对称伸缩振动(νas)摇摆振动(ω)卷曲振动(τ)面外弯曲振动剪切振动(δs)摇摆振动(ρ)面内弯曲振动同一类型化学键，由于环境不同，力常数并不完全相同，因此，吸收峰的位置不同。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。无红外吸收峰化学键极性越强，振动时偶极矩变化越大，吸收峰越强。极性官能团一般都在高频区有较强的红外吸收特征峰。相同的基团或价键在特定的位置区域出现相同的吸收峰——基团的特征吸收峰(特征峰)。8.2.2有机化合物基团的特征频率影响化学键振动频率的因素：化学键

7、伸缩振动频率范围/cm-1C―Ｈ2850~2950O―H3200~3600N―H3350~3500▲成键原子质量越小，其化学键的振动频率越高。比C―C、C―N、C―O键的1600-1300cm-1频率高。▲化学键刚性越强，其振动频率越高化学键频率范围/cm-12100~22002240~22801620~16801630~1780官能团伸缩振动特征峰一般在4000-1500cm-1（高频特征区）。弯曲振动特征峰一般在1500-400cm-1（低频指纹区）。图8.3正辛烷的红外光谱图T/%图8.42–甲基庚烷的红外光谱图T/%指纹区高频区表8.

8、2常见有机化合物基团的伸缩振动特征频率化学键类型频率cm-1化学键类型频率cm-1单键双键三键官能团或价键特征峰位置官能团及振动类型特征频率区cm-1规律说明360