有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征-展示頁
2025-07-28 19:23本頁面
【正文】 振動 成鍵的兩原子沿鍵軸方向伸長和縮短的振動 稱為伸縮振動，常用 ν 表示。 表征不同結(jié)構(gòu)的化合物要選用不同的方法，很難用一種方法（尤其對新化合物）準(zhǔn)確確定分子結(jié)構(gòu)，經(jīng)常是幾種方法聯(lián)合使用，互相補充，互相驗證。 核磁共振光譜 （ NMR） 反映的是 原子核（氫核和碳核）的躍遷 ，常用來測定有機(jī)分子中的 氫原子和碳原子連接的方式和化學(xué)環(huán)境。 與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的光波的頻率如下表： 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)表征最常用的光波譜 紅外光譜 （ IR） 反映的是 價電子躍遷 ，常用來決定化合物含有什么官能團(tuán)，屬于哪類化合物 。因此，分子中不同質(zhì)點運動狀態(tài)改變，只能吸收具有相應(yīng)能量的波，即一定能量的波。 ? 電磁波粒子能量： 測定物質(zhì)吸收光波的頻率表征分子結(jié)構(gòu)的原理 有機(jī)化合物分子中的原子、電子、原子核等是運動的，質(zhì)點不同，運動狀態(tài)不同，能量差是量子化的。 近代物理方法： 紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜和質(zhì)譜被廣泛使用。 (2)化學(xué)降解及合成方法 (3)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法 把官能團(tuán)化合物轉(zhuǎn)化成衍生物，測定衍生物的性質(zhì)。 近代物理方法：應(yīng)用近代物理實驗技術(shù)建立的一系列儀器分析方法 波譜法。 5. 推測構(gòu)造式 根據(jù)化合物制備方法或來源，結(jié)合分子式，利用 同分異構(gòu)概念，推測可能的構(gòu)造式，甚至構(gòu)型式。 3. 元素的定量定性分析 分析樣品的組成元素及其含量，計算出化合物組 成的實驗式。有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征 研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的基本程序 1. 研究一個未知有機(jī)化合物的基本程序 分離提純 → 元素定性、定量分析 → 測定相對 分子質(zhì)量 → 推測構(gòu)造式 → 結(jié)構(gòu)表征 2. 常用的分離方法： 蒸餾、萃取、洗滌、重結(jié)晶、升華、色層、色 譜等物理分離過程，有時用物理 、 化學(xué)相結(jié)合的分 離過程。 分離后檢查純度：方法有測熔點、沸點、折射率、 比旋光度等物理常數(shù)和色譜分析等。 4. 測定相對分子質(zhì)量 測定相對分子質(zhì)量，結(jié)合實驗式才能寫出分子 式。 6. 結(jié)構(gòu)表征 物理常數(shù)測定法、化學(xué)法和近代物理法。 化學(xué)方法 ： (1)官能團(tuán)分析方法 官能團(tuán)決定研究對象所屬化合物類別，進(jìn)行定性分析，進(jìn)行定量測定。 物理常數(shù)測定法： 此法只能為輔助方法 。這些方法揭示化合物微觀結(jié)構(gòu)，是結(jié)構(gòu)表征的最有力的手段和快速的方法 。用電磁波輻射物質(zhì)，質(zhì)點吸收電磁波，獲得能量，改變運動狀態(tài)。換句話說，分子吸收波的頻率，反映了分子中各質(zhì)點的種類和運動狀態(tài)。 紫外光譜 （ UV） 反映的也是 價電子躍遷 ，更多的用于電子離域體系的電子躍遷，常用來表征分子中重鍵的情況，特別是共軛體等 。 質(zhì)譜 (MS) 不屬于光波譜，它主要是確定分子的相對質(zhì) 量和組成分子的基團(tuán)，進(jìn)一步推測分子的結(jié)構(gòu)。 本章主要掌握 紅外光譜 （ IR）和 核磁共振光譜 （ NMR） 紅 外 光 譜（ IR， Infraned pectroscopy） 又稱振動光譜，一般紅外光譜儀測量吸收光的波數(shù)（頻率的倒數(shù)，單位 cm1）為 4004000,測定的是分子中 化學(xué)健伸縮或彎曲運動吸收的 光，幾乎可用于所有有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征 。 伸縮振動有兩種：對稱伸縮振動（ νs） 不對稱伸縮振動（ νas） 振動頻率 ν 與兩原子的質(zhì)量 M M鍵的力常數(shù) k 有關(guān)： 或用波數(shù) σ 表示為： ① 鍵的力常數(shù) k與鍵能有關(guān)，鍵能大，力常數(shù)大，振動頻率也大。 ③ 同一原子上有幾個鍵，振動會發(fā)生互相影響， HCH兩個 CH鍵振動頻率相等 ，互相偶合，或是對稱伸縮振動，或是不對稱伸縮振動，振動頻率也變化 。 CC， CN， CO振動頻率 比較接近， 相互有影響 ， 因此 同一個化學(xué)鍵，在不同的分子中 σ 不等 。 （ 2）彎曲振動 彎曲振動是離開鍵軸的前、后、左、右振動。亞甲基有面內(nèi)振動和面外振動。 2．產(chǎn)生紅外光譜的條件 1）紅外光輻射的頻率與分子中鍵振動的 頻率相當(dāng) 時，才能被吸收產(chǎn)生吸收光譜。 H O N2等雙原子分子， HC≡CH，對稱 RC≡CR中的 C≡C振動時都不引起偶極矩改變，觀察不到紅外吸收， C=O， N3振動引起的偶極矩變化大，吸收強度大。其又分三個小區(qū)： ① YH伸縮振動區(qū)（ 3700～ 2500cm1） 主要是 OH， NH， CH等單鍵伸縮振動頻率區(qū)。 ③ Y=Z伸縮振動區(qū)（ 1800～ 1600cm1） 2. 指紋區(qū) (低頻區(qū) ) 小于 1600cm1的振動頻率都在此區(qū)，主要是CC， CN， CO等單鍵的伸縮振動和各種彎曲振動的頻率。能反映化合物的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 ? 各種官能團(tuán)的紅外吸收頻率匯于下表 : 紅外吸收光譜圖及其解析 紅
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