第一章 电磁辐射与谱学基础

1、有机光谱分析，教师：彭彦，手机：64245邮箱：课时：32，学分：2期末成绩：平时30%，考试70%。光谱分析的应用，临床医学：疾病诊断(核磁共振)，环境污染：纯度检验，定量分析和结构鉴定(紫外)，食品安全：食品中微量物质的分析和检测(高效液相色谱-质谱/质谱)，药物分析：成分分析和鉴定，了解各种光谱仪的一般原理、实验方法和数据处理。本课程的基本要求是，掌握各个光谱中各种化合物的光谱信息和影响因素，并利用光谱信息来推断和阐明化合物的结构。综合利用各种化合物的光谱信息来解决复杂的结构问题。1.在20世纪中期(1950年)之前，主要的分析方法是化学分析、样品制备、分离和纯化、物理常数、相对分子质量

2、测定、元素分析、分子式测定、溶解度分组和分类、实验衍生物制备、降解和合成，例如吗啡3360的结构鉴定。1803年从鸦片中分离出纯鸦片，直到1925年人们才得到吗啡的分子式。鉴定吗啡的结构花了147年。2.20世纪中期以后，仪器分析成为主要方法，以经典化学方法为补充，主要利用仪器从光谱学的角度确定化合物的结构，如红外、紫外、核磁共振、质谱和单晶X衍射。优点：速度快，所需样品少。快速测定18-(3，4，5-三甲氧基甲酰氧基)-11，17-二甲氧基-3，20-玉川南-16-甲酸甲酯利血平的结构显示了仪器分析的威力。在其他情况下，分子结构不是很复杂，但长期以来不能用经典化学方法解决，只能随着仪器分析技

3、术的发展而确定。例如，珍妮弗酮，一种从珍妮弗植物中提取的萜类化合物，最终被鉴定为：C129H223N3O5海葵毒素，吉田吉士。为了研究或鉴定有机化合物的结构，有必要对化合物的结构进行表征。分离、纯化、物理常数、元素的测定、分子式的确定、其可能的结构表征的确定、有机化合物的结构表征是在分子水平上理解物质的基本手段，是有机化学的重要组成部分。分析结构的基本程序：结构表征法、化学法、现代仪器分析法，(1)需要更多的样品(半微量分析，样品消耗量为10100毫克)；(2)它需要很多时间；(3)需要熟练的实验技能、高超的智慧和毅力；(4)样品损坏；(5)有时分子重排，导致错误的结论；(6)很难确定C和CC

4、的配置。化学方法的特点，吗啡的结构鉴定耗时147年。光谱分析以光学理论和物质与光相互作用的条件为基础，建立物质的分子结构与电磁辐射之间的关系，从而分析和识别物质的几何异构、立体异构、构象异构和分子结构。现代仪器分析方法中，最常用的仪器分析方法为结构表征、质谱、紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱，其属于光谱，而不是光谱、质谱(最好通过元素分析仪验证)分子式；各种光谱(紫外、红外、核磁共振、质谱)的官能团和部分结构片段；拼凑出一个完整的结构；标准谱图的确认。质谱(分子量)、元素分析、1H-核磁共振、晶体结构和光谱分析已经成为有机结构分析的常规方法，但是化学方法仍然是必不可少的。它们相互补充，相互支持

5、。现代仪器分析方法的特点是，样品消耗量小(10毫克)；样品无损伤(质谱除外)；分析速度快；确定*C和CC的配置非常方便。省时、省力、省钱、快速、准确，光学：是一种电磁波，它具有电磁波具有波粒二象性，电磁辐射是以波和粒子为特征的光子流在空间中高速传播。普朗克认为辐射能的发射或吸收不是连续的，而是量子化的。辐射能的最小单位叫做光子。从这个公式可以看出，一定波长的光有一定的能量，波长越短，能量越高。关键：能量频率；能量1/波长，1.2电磁辐射能量和光谱技术，光是一种电磁波，符合普朗克理论：EL=h=hc/(1.1)电磁辐射按其能量由高到低可分为射线区、X射线区、远紫外、紫外和可见光区、近红外、远红外

6、光区、微波区和射频区。(1)高能辐射区：包括x光区和x光区。(2)中能辐射区：紫外区、可见光区和红外区。因为这部分辐射的研究和应用需要使用一些常用的光学实验技术，如用透镜聚焦、用棱镜或光栅分光等。这个光谱区域也称为光学光谱区域。(3)低能辐射区：微波区和射频区。也称为光谱区。电磁波谱的划分：1)光谱学涉及电磁辐射和物质的量子化能态之间的相互作用。本质上，量子化能量从辐射场转移到物质(或从物质转移到辐射场)。光谱技术与电磁辐射能量，有机分子，用频率连续变化的单色光照射，选择性吸收与能级跃迁相对应的特定频率的光，光谱，仪器记录，吸收光谱，透射，吸收，光谱分析原理：一定波长的电磁波(光波)作用于被研究物质的分子，光与物质的相互作用，1。分子能级，每个运动状态都有一定的能量，分子不断运动，分子平移运动，分子绕轴旋转，物质是由分子组成的，分子中化学键的振动，价电子的轨道运动，E，EE，er，平移能等。E=Et E Ee Er，分子总能量，能量变化-量子化，分子能级跃迁与吸收频率的关系，吸收跃迁，发射跃迁，低能级，高能级，(能级)，(跃迁能)，分子的每个能