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波谱分析读书笔记

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第五章色谱和光谱

——化合物的纯化和结构研究方法

重点讲授内容一、纯化方法、色谱技术简介

二、质谱

三、红外光谱

四、紫外光谱

五、核磁共振

推荐参考书:

1、宁永成编著,《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》,科学出版社,2001

2、谢晶曦编著,《红外光谱在有机化学和药物化学中的应用》,科学出版社,1987

3、陈耀祖编著,《有机分析》

Purification

---- is a separation process which depends on the differential distributions of the components of a mixture between a mobile bulk phase and an essentially thin film stationary phase.

Structure Determination

Physical properties Spectroscopic Methods

---- Melting Point ---- IR (Infrared Spectroscopy)

---- Boiling Point ---- NMR (Nuclear Magnetic resonance) ---- Specific Rotation ---- MS (Mass Spectrum)

---- Refractive Index ---- UV (Ultraviolet Spectrum)

有机波谱法(质谱、红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱)

波谱法特点

(1) 样品用量少,一般来说2~3mg即可(最低可少到<1mg);

(2) 除质谱外,其它方法无样品消耗,可回收再使用;

(3) 省时、简便

(4) 配合元素分析(或高分辨质谱),可以准确地确定化合物的结构

实例——分子式为C8H10的化合物可能结构:

( 配四种异构体的核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱图)

一、 质谱——确定分子量、分子式,了解分子内原子连接的详细情况

1、 基本原理

In a technique called mass spectroscopy, a molecule is vaporized and then ionized by removing an electron. This produced a molecular ion, which is a radical cation, a species with an unpaired electron and a positive charge. Because of possessing high energy, the molecular ion may break apart into cations, radicals, neutral molecules, and other radical cations.

M

molecule M +e molecular ion a radical cation

electron Fragments

(插入仪器工作原理图及质谱图样式)

The analyzer tube is surrounded by a magnet. Its magnetic field deflects the positively charged fragments in a curved path. At a given magnetic field strength, the radius of the path traveled by a fragment, depends on its mass-to-charge ratio (m/z). The smaller the m/z of the fragment, the more the magnet deflects it. If a fragment’s path matches the curvature of the analyzer tube, the fragment will pass through the tube and out the ion exit slit. A collector records the relative number of fragments with a particular m/z passing through the slit. The more stable the fragment, the more likely it will make it to the collector. By slowly increasing the strength of the magnetic field, fragments with progressively larger values of m/z can be guided through the tube and out the exit slit.

2、分子量、分子式的确定

Molecular ion ---- the m/z value of the molecular ion gives the molecular weight of the compound

Base peak ---- is the one with the greatest intensity. ( it is assigned a relative intensity of 100% )

M+1 peak or M+2 peak ---- often occurs because there are naturally isotopes of carbon, or other atoms

e.g. 1. The mass spectrum of an unknown compound has a molecular ion with a relative intensity of 43.27%, and an M+1 peak with a relative intensity of 3.81%. How many carbon atoms are in the compound? Solution: There are two naturally isotopes of carbon: 98.89% 12C and 1.11% 13C

Relative intensity of M+1 peak 3.81

Number of carbon atoms = = = 8

0.011 x (relative intensity of M peak) 0.011 x 43.27

Table 5.1 The Natural Abundance of Isotopes Commonly Found in Organic Compounds

High-Resolution Mass Spectrometry can determine the exact molecular mass of a fragment with a precision of 0.0001 amu.

e. g. Some compounds with a nominal molecular mass of 122 amu and their exact molecular masses

Molecular Formula C9H14C7H10N2C8H10O C7H6O2C4H10O4C4H10S2 Exact Molecular Mass (amu) 122.1096 122.0845 122.0732 122.0368 122.0579 122.0225 e. g. Which molecular formula has an exact mass of 86.1096 amu: C6H14C4H10N2C4H6O2

Table 5.2 The exact Masses of Some Common Isotopes

3、分子离子峰的断裂规律与分子内原子连接情况(只要求掌握最基本的一些规律,参阅教材)1)产生氮正离子、氧正离子、卤正离子的裂解:α-裂解、β-裂解

2)产生碳正离子的裂解:

3)脱去中性分子的裂解

烃类和卤代烃:

CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3

CH 3CH 2CH 2+ CH 3CH 2CH 3CH 2CH 2

+ CH 3CH 2m/z = 43

m/z = 29CH 3CH 2CH 2CH 2+ CH 3m/z = 57CH 3CH 2CH 2CH 2+ CH 3m/z = 15molecular ion

m/z = 72

CH 2CH 3

+

CH 2CH 3m/z = 69

H 3C C H CH 3

H 3C C H CH 3

35Cl H 3C C H CH 337H 3H 3C H m/z =78m/z = 80

H 3C CH CH 3+ Cl m/z = 43CH 3CH 2=35Cl

CH 3CH 2=37Cl

+ CH 3m/z = 63, 65

醇醚的β-裂解:

O O O m/z = 101

m/z = 101

m/z = 87

CH 3CH 2CH 2CH 2CH=OH + CH 3CH=OH

m/z = 87m/z = 45

对于第四个裂解方程式,请表示出两种碎片离子的形成过程,并写出各自丢失的片段。

二、 红外光谱——反映分子中键的振动能级的变化情况,提供官能团的信息

1、 红外光谱基本原理——红外吸收光谱与化合物结构特征关系

A 、 常见的键的振动方式: 伸缩振动Stretching Vibrations ,

symmetric stretch asymmetric stretch

弯曲振动Bending Vibrations (面内、面外)

s y m m e t r i c i n -p l n e b e n d (s c i s s o r )a s y m m e t r i c i n -p l a

b e n d (r o

c k ) u t -o f -p l a n e b e n

d (t w i s t )a s y m m

e t r i c o u t -o

f -p l a n e b e n d (w a

g )

一个官能团由于有多种振动方式,在红外光谱中将有一组相应的吸收峰

B、伸缩振动频率与成键原子质量、键的强度(键能、键长)的关系

Hooke 定律:

v =

~

其中

m1 m2

m1+m2

为折合质量

振动频率与成键原子折合质量倒数的平方根成正比,即原子质量愈轻,振动频率愈高;

与键的力常数的平方根成反比,即键能愈大,键长愈短,键的力常数愈大,振动频率愈高。

C=C C=C C-C -C-H =C-H =C-H

υ(cm-1)2100~2260 1600~1670 800~1200 2850-2960 3010~3100 ~3300

C=O C-O O-H(游离)

1660~1780 1000~1300 3580~3670

C=N C=N C-N N-H(游离)

2210~2260 1630~1690 1250~1360 3310~3400(单峰或双峰)

Stronger bonds and lighter atoms give rise to higher wavenumbers

C、影响红外吸收频率的因素——共振结构、电子效应、氢键、空间效应影响

e.g. 1. C=O in 2-pentanone absorbs at 1720cm-1

C=O in 2-cyclohexenone absorbs at 1680cm-1

O

2-Cyclohexenone absors at a lower frequency because the carbonyl group has greater single bond chaacter due to electron delocalizion. Because a double bond is stronger than a single bond, a caronyl group with significant single bond character will stretch at a lower frequency than one with little or no single bond character.

e.g. 2. C-O in ethanol or diethyl ether ~1050cm-1

C-O in acetic acid or ethyl acetate ~1250cm-1

Because the C-O bond in an alcohol or ether is a pure single bond, whereas the C-O bond in a carboxylic acid or an ester has partial double bond character.

e.g. 3. C=O in an aldehyde ~1720cm -1 in an acid halide ~1800cm -1 in an amide ~ 1650cm -1

R C O R Z

The predominant effect of the nitrogen of an amide is electron donation by resonance. Therefore, the carbonyl group of an amide has less double bond character than the carbonyl group of a ketone or an aldehyde, so it is weaker. In contrast, the predominant effect of the halogen in a halide is inductive electron withdrawal. Therefor the carbonyl group of an acid halide has more double bond character than the carbonyl group of a ketone or an aldehyde. ( Similar for the C=O in ester. )

(关于氢键和空间结构的影响等请同学们自学)

D 、 峰强度与键极性、对称性的关系——极性越大,峰越强;对称性越高,峰越弱。

E 、 红外光谱的分区——官能团区(4000~1300cm -1)和指纹区(1300~650cm -1)

2、各主要有机化合物红外光谱的特征吸收峰频率

波谱分析教程考试题库及答案

第二章:紫外吸收光谱法 一、选择 1. 频率(MHz)为4.47×108的辐射,其波长数值为 (1)670.7nm (2)670.7μ(3)670.7cm (4)670.7m 2. 紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致,其能级差的大小决定了 (1)吸收峰的强度(2)吸收峰的数目(3)吸收峰的位置(4)吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 (1)紫外光能量大(2)波长短(3)电子能级差大 (4)电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高 (1)σ→σ*(2)π→π*(3)n→σ*(4)n→π* 5. π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量,其最大吸收波长最大 (1)水(2)甲醇(3)乙醇(4)正己烷 6. 下列化合物中,在近紫外区(200~400nm)无吸收的是 (1)(2)(3)(4) 7. 下列化合物,紫外吸收λmax值最大的是 (1)(2)(3)(4) 二、解答及解析题 1.吸收光谱是怎样产生的?吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定? 2.紫外吸收光谱有哪些基本特征? 3.为什么紫外吸收光谱是带状光谱? 4.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息?紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性? 5.分子的价电子跃迁有哪些类型?哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来? 6.影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些? 7.有机化合物的紫外吸收带有几种类型?它们与分子结构有什么关系? 8.溶剂对紫外吸收光谱有什么影响?选择溶剂时应考虑哪些因素? 9.什么是发色基团?什么是助色基团?它们具有什么样结构或特征? 10.为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移?而使羰基n→π*跃迁波长蓝移?

(完整版)泛函分析复习与总结,推荐文档

《泛函分析》复习与总结 (2014年6月26日星期四 10:20--- 11:50) 第一部分 空间及其性质 泛函分析的主要内容分为空间和算子两大部分. 空间包括泛函 分析所学过的各种抽象空间, 函数空间, 向量空间等, 也包括空间的 性质, 例如完备性, 紧性, 线性性质, 空间中集合的各种性质等等。 以下几点是对第一部分内容的归纳和总结。 一.空间 (1)距离空间 (集合+距离)!验证距离的三个条件:称为是距离空间,如果对于 (,)X ρ,,x y z X ∈(i) 【非负性】,并且当且仅当 (,)0x y ρ≥(,)0x y ρ=【正定性】; x y =(ii) 【对称性】; (,)(,)x y y x ρρ=(iii) 【三角不等式】。 (,)(,)(,)x y x y y z ρρρ≤+距离空间的典型代表:空间、空间、所有的赋范线性空间、 s S 所有的内积空间。 (2)赋范线性空间 (线性空间 + 范数) !验证范数的三个条件:称为是赋范线性空间,如果 (,||||)X ?是数域(或)上的线性空间,对于和 X K =?K =£a K ∈,成立 ,x y X ∈(i) 【非负性】,并且当且仅当【正定性】 ||||0x ≥||||0x =0x =; (ii) 【齐次性】; ||||||||||ax a x =?

(iii) 【三角不等式】。 ||||||||||||x y x y +≤+赋范线性空间的典型代表:空间()、空间(n ?1,2,3,n =L n £) 、空间()、空间(1,2,3,n =L p l 1p ≤≤∞([,])p L a b )、空间、空间、Banach 空间、所有的1p ≤≤∞[,]C a b [,]k C a b 内积空间(范数是由内积导出的范数)。 (3)内积空间 (线性空间 + 内积) !验证内积的四个条件:称为是内积空间,如果 (,(,))X ??是数域(或)上的线性空间,对于和 X K =?K =£a K ∈,成立 ,,x y z X ∈(i) 【非负性】,并且当且仅当【正 (,)0x x ≥(,)0x x =0x =定性】; (ii) 【第一变元可加性】; (,)(,)(,)x y z x z x z +=+(iii) 【第一变元齐次性】; (,)(,)ax z a x z =(iv) 【共轭对称性】。 (,)(,)x z z x =内积空间的典型代表:空间()、空间(n ?1,2,3,n =L n £) 、空间、空间。1,2,3,n =L 2l 2([,])L a b 注. 1) 从概念的外延来理解, 有如下的关系: {内积空间}{赋范线性空间}{距离空间}. ??2) 内积可导出范数, 范数可导出距离, 反之未必. 例如在赋范 线性空间中, 如果范数满足平行四边形公式, 则由范数可以定义内 积. 3) 在距离空间中,,当 0k x x ρ??→?0(,)0k x x ρ→; k →∞赋范线性空间中,,当;|||| 0k x x ???→?0||||0k x x -→k →∞

波谱分析练习题

波谱分析复习题 一、名词解释 1、化学位移; 2、屏蔽效应; 3、相对丰度; 4、氮律; 5、分子离子;6助色团;7、特征峰; 8、质荷比;9、磁等同氢核 10、发色团;11、磁等同H核;12、质谱;13、i-裂解;14、α-裂解; 15. 红移 16. 能级跃迁 17. 摩尔吸光系数 二、选择题 1、波长为670.7nm的辐射,其频率(MHz)数值为 A、4.47×108 B、4.47×107 C、1.49×106 D、1.49×1010 2、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致,能级差的大小决定了 A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目 C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状 3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于 A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高? A、σ→σ* B、π→π* C、 n→σ* D、 n→π* 5、n→π﹡跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量,其最大吸收波长最大 A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的 A、νC-C B、νC-H C、δas CH D、δs CH 7、化合物中只有一个羰基,却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰这是因为: A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为: A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物结体 9、预测H2S分子的基频峰数为: A、4 B、3 C、2 D、1 10、若外加磁场的强度H0逐渐加大时,则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的? A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变

泛函分析重要内容

们同意前人的提法,认为线性泛函与无穷维空间上引进坐标的思想有关,而对偶理论则有如无穷维线性空间上的解析几何学。 Chp.1 距离线性空间 SS1. 选择公理,良序定理,佐恩引理 有序集的定义: (1)若a在b之先,则b便不在a之先。 (2)若a在b之先,b在c之先,则a在c之先。 这种先后关系记作 良序集:A的任何非空子集C都必有一个属于C的最先元素。 良序集的超限归纳法: (1)为真,这里是A中最先的元素。 2)对一切,为真,则亦真 那么对一切皆真。 选择公理 设N={N}是一个非空集合构成的族,则必存在定义在N上的函数f,使得对一切N都有 部分有序 称元素族X是部分有序的,如果在其中某些元素对(a,b)上有二元关系,它据有性质: 例如X中包换关系 在部分有序集下,有上界、极大元和完全有序 其中完全有序的C:。 例如在复数域中,按大小关系定义两个复数的关系,则复平面是部分有序的,实轴、虚轴是完全有序的。 佐恩引理 设X非空的部分有序集,如果X的任何完全有序子集都有一个上界在X中,则X必含有极大元。 从现代观点来看,泛函分析研究的主要是研究实数域或者复数域上的完备赋线性空间。 SS2. 线性空间,哈迈尔(Hamel)基 线性空间的定义:加法交换、加法结合、有零元,有负元、有单位元等。 线性流形:线性空间中的非空子集,如果它加法封闭、数乘封闭。 线性流形的和M+N:所有形如m+n的元素的集合,其中m∈M, n∈N。 线性流形的直和:如果M∩N={θ},则以代替M+N 如果,则称M与N是代数互补的线性流形。 于是有下述定理:

定理2.1 设M,N是线性空间X的线性流形,则当且仅当对每个x∈X都有唯一的表达式 x=m+n, m∈M,n∈N. 定理2.2 若,则dimX=dimM+dimN Hamel基的定义: 设X是具有非零元的线性空间,X的子集H称为X的Hamel基,如果 (1)H是线性无关的。 (2)H成的线性流形是整个空间。 则有Hamel基和线性无关子集的关系: 定理2.3 设X是线性空间,S是X中任意的线性无关子集,则存在X的一个Hamel基使得 推论任何非零线性空间必有Hamel基 由定理2.3,可有 定理2.4 设M是线性空间X的线性流形,则必有线性流形使得,即N是M的代数补。 SS3 距离空间(度量空间),距离线性空间 定义了距离(满足正定性、对称性和三角不等式的映射)d(x,y)的空间即为距离空间,记为 按距离收敛: 设距离空间中的点列使得 ,则称按d(·,·)收敛到x,简记为 距离线性空间: 设赋有距离d(·,·)的线性空间X满足 (1) (2) 距离线性空间的例子 例1 有界序列空间(m) 设X代表所有有界数列的集合,设

波谱分析习题库答案

波谱分析复习题库答案 一、名词解释 1、化学位移:将待测氢核共振峰所在位置与某基准氢核共振峰所在位置进行比较,求其相对距离,称之为化学位移。 2、屏蔽效应:核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的第二磁场,对于氢核来讲,等于增加了一个免受外磁场影响的防御措施,这种作用叫做电子的屏蔽效应。 3、相对丰度:首先选择一个强度最大的离子峰,把它的强度作为100%,并把这个峰作为基峰。将其它离子峰的强度与基峰作比较,求出它们的相对强度,称为相对丰度。 4、氮律:分子中含偶数个氮原子,或不含氮原子,则它的分子量就一定是偶数。如分子中含奇数个氮原子,则分子量就一定是奇数。 5、分子离子:分子失去一个电子而生成带正电荷的自由基为分子离子。 6、助色团:含有非成键n电子的杂原子饱和基团,本身在紫外可见光范围内不产生吸收,但当与生色团相连时,可使其吸收峰向长波方向移动,并使吸收强度增加的基团。 7、特征峰:红外光谱中4000-1333cm-1区域为特征谱带区,该区的吸收峰为特征峰。 8、质荷比:质量与电荷的比值为质荷比。 9、磁等同氢核化学环境相同、化学位移相同、对组外氢核表现相同偶合作用强度的氢核。 10、发色团:分子结构中含有π电子的基团称为发色团。 11、磁等同H核:化学环境相同,化学位移相同,且对组外氢核表现出相同耦合作用强度,想互之间虽有自旋耦合却不裂分的氢核。 12、质谱:就是把化合物分子用一定方式裂解后生成的各种离子,按其质量大小排列而成的图谱。 13、i-裂解:正电荷引发的裂解过程,涉及两个电子的转移,从而导致正电荷位置的迁移。 14、α-裂解:自由基引发的裂解过程,由自由基重新组成新键而在α位断裂,正电荷保持在原位。 15、红移吸收峰向长波方向移动 16. 能级跃迁分子由较低的能级状态(基态)跃迁到较高的能级状态(激发态)称为能级跃迁。 17. 摩尔吸光系数浓度为1mol/L,光程为1cm时的吸光度 二、选择题 1、波长为670.7nm的辐射,其频率(MHz)数值为(A) A、4.47×108 B、4.47×107 C、1.49×106 D、1.49×1010 2、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致,能级差的大小决定了(C) A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目 C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状 3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于(C )

有机波谱分析考试题库与答案

目录 第二章:紫外吸收光谱法....................................................................... 3第三章红外吸收光谱法.......................................................... 7第四章 NMR习题 .............................................................. 11第五章质谱.................................................................. 17波谱分析试卷A ............................................................................. 27波谱分析试卷B ............................................................................. 34波谱分析试卷C ............................................................................. 44二......................................................................................... 54第二章红外光谱............................................................................ 55第三章核磁共振.......................................................................... 57第三章核磁共振-碳谱...................................................................... 61第四章质谱............................................................................... 64第一节:紫外光谱(UV) ....................................................................... 69

泛函分析论文

泛函分析是现代数学的一个分支,其研究的主要对象是函数构成的空间。它综合运用函数论,几何学,现代数学的观点来研究无限维向量空间上的函数,算子和极限理论。主要内容有拓扑线性空间等。泛函分析在数学物理方程,概率论,计算数学等分科中都有应用,也是研究具有无限个自由度的物理系统的数学工具。泛函分析是研究拓扑线性空间到拓扑线性空间之间满足各种拓扑和代数条件的映射的分支学科,是由对变换(如傅立叶变换等)的性质的研究和对微分方程以及积分方程的研究发展而来的。使用泛函作为表述源自变分法,代表作用于函数的函数。巴拿赫是泛函分析理论的主要奠基人之一,而数学家兼物理学家伏尔泰拉对泛函分析的广泛应用有重要贡献。 泛函分析是二十世纪三十年代从变分法、微分方程、函数论以及量子物理等的研究中发展起来的,它运用几何学、代数学的观点和方法研究分析学的课题,可看作无限维的分析学。下面结合这学期的学习和内容从以下几个方面来浅谈泛函分析: 一、度量空间和赋范线性空间 1、度量空间现代数学中一种基本的、重要的、最接近于欧几里得空间的抽象空间。19世纪末叶,德国数学家G.康托尔创立了集合论,为各种抽象空间的建立奠定了基础。20世纪初期,法国数学家M.-R. 弗雷歇发现许多分析学的成果从更抽象的观点看来,都涉及函数间的距离关系,从而抽象出度量空间的概念。度量空间中最符合我们对于现实直观理解的是三维欧氏空间。这个空间中的欧几里德度量定义两点之间距离为连接这两点的直线的长度。定义:设X为一个集合,一个映射d:X×X→R。若对于任何x,y,z属于X,有(I)(正定性)d(x,y)≥0,且d(x,y)=0当且仅当x = y;(II)(对称性)d(x,y)=d(y,x);(III)(三角不等式)d(x,z)≤d(x,y)+d(y,z)则称d为集合X的一个度量(或距离)。称偶对(X,d)为一个度量空间,或者称X为一个对于度量d而言的度量空间。2、赋范线性空间泛函分析研究的主要是实数域或复数域上的完备赋范线性空间。这类空间被称为巴拿赫空间,巴拿赫空间中最重要的特例被称为希尔伯特空间。(一)、希尔伯特空间希尔伯特空间可以利用以下结论完全分类,即对于任意两个希尔伯特空间,若其基的基数相等,则它们必彼此同构。对于有限维希尔伯特空间而言,其上的连续线性算子即是线性代数中所研究的线性变换。对于无穷维希尔伯特空间而言,其上的任何态射均可以分解为可数维度(基的基数为50)上的态射,所以泛函分析主要研究可数维度上的希尔伯特空间及其态射。希尔伯特空间中的一个尚未完全解决的问题是,是否对于每个希尔伯特空间上的算子,都存在一个真不变子空间。该问题在某些特定情况下的答案是肯定的。

波谱分析习题解析

核磁共振波谱分析法习题 二、选择题 1.自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子,μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射,所需的磁场强度H大小顺序为 ( ) A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 2.在 O-H 体系中,质子受氧核自旋-自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) A 2 B 1 C 4 D 3 3.下列化合物的1H NMR谱,各组峰全是单峰的是 ( ) A CH3-OOC-CH2CH3 B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 C CH3-OOC-CH2-COO-CH3 D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3 4.一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰, 其中一个是单峰, 一组是二重峰,一组是三重峰。该化合物是下列结构中的 ( ) 5.自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子,μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )

A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 6.化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( ) A 4个单峰 B 3个单峰,1个三重峰 C 2个单峰 D 2个单峰,1个三重峰和1 个四重峰 7.核磁共振波谱法中乙烯、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( ) A 苯 > 乙烯 > 乙炔 B 乙炔 > 乙烯 > 苯 C 乙烯 > 苯 > 乙炔 D 三者相等 8.在下列因素中,不会使NMR谱线变宽的因素是 ( ) A 磁场不均匀 B 增大射频辐射的功率 C 试样的粘度增大 D 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大 9.将(其自旋量子数I=3/2)放在外磁场中,它有几个能态 ( ) A 2 B 4 C 6 D 8 10.在下面四个结构式中 哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常 数?() 11.下图四种分子中,带圈质子受的屏蔽作用最大的是( )

有机波谱分析考试题库及答案

目录 第二章:紫外吸收光谱法 .................................................................................................................................................... 3第三章红外吸收光谱法.............................................................................................................................................. 8第四章NMR习题 ................................................................................................................................................... 12第五章质谱............................................................................................................................................................... 19波谱分析试卷A ................................................................................................................................................................. 30波谱分析试卷B .................................................................................................................................................................. 38波谱分析试卷C ................................................................................................................................................................. 47二.......................................................................................................................................................................................... 56第二章红外光谱............................................................................................................................................................... 57第三章核磁共振........................................................................................................................................................... 59第三章核磁共振-碳谱................................................................................................................................................... 64第四章质谱..................................................................................................................................................................... 66第一节:紫外光谱(UV) .................................................................................................................................................... 72

波谱分析教学大纲

教学大纲 课程名称现代波谱分析课程负责人刘博静 开课系部化学与化工学院教研室第一基础教研室 二0一五年九月一日

《现代波谱分析》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号: 中文名称:现代波谱分析 英文名称:Modern Spectrum Analysis 适用专业:应用化学专业 课程性质:专业方向选修课 总学时:36 (其中理论教学28学时,实验教学8学时) 总学分:2 二、课程简介 《现代波谱分析》是应用本科专业学生在掌握《无机化学》、《分析化学》和仪器分析》等课程知识后开设的一门专业选修课,该课程内容主要包括:有机质谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外和拉曼光谱、紫外和荧光光谱的基本原理、仪器简介与实验技术、基本规律与影响因素、谱图解析的基本程序与应用,以及谱图的综合解析。通过本课程的学习使学生了解波谱分析法的概念、作用以及各波谱之间的互相联系;掌握各分析法的基本原理和谱图特征;掌握应用四大波谱进行结构解析的基本程序;了解有关的实验技术;培养并提高学生的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力,为学生后续课程学习、毕业论文(设计)和研发工作奠定良好的理论基础。 三、相关课程的衔接 已修课程:有机化学、仪器分析、分析化学 并修课程:工业分析食品分析 四、教学的目的、要求与方法 (一)教学目的 本课程的教学环节包括课题讲授,学生自学,习题讲解和期末考试,通过以上学习,要求学生掌握和了解四大谱图的基本理论及分析方法,培养并提高学生

的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力,为学生今后毕业论文和工作奠定良好的理论基础。 (二)教学要求 通过本课程的学习,使学生了解有机化合物结构鉴定的现代波谱分析手段、方法;掌握结构解析的原理、规律和过程;掌握波谱的特征数据和化合物结构的关系以及在有机化合物结构鉴定中的应用;培养学生单独或综合利用波谱学技术解决实际问题的能力。 (三)教学方法 以讲授式为主,其它教学方法为辅。 五、教学内容(实验内容)及学时分配 第一章紫外光谱(4学时) 教学内容: 1、紫外光谱基本原理 2、紫外光谱仪 3、各类化合物紫外吸收光谱 4、紫外光谱的应用 本章重点:紫外光谱在结构解析中的应用 本章难点:紫外吸收与分子结构的关系、影响因素;紫外光谱在结构解析中的应用 第二章红外光谱(6学时) 教学内容: 1、红外光谱的基本原理 2、影响红外吸收频率的因素 3、红外光谱仪及样品制备技术 4、各类化合物的红外特征光谱 5、红外图谱解析 6、拉曼光谱简介 7、红外光谱技术的进期及应用 本章重点:利用红外光谱判断常见简单化合物的官能团及结构。

《泛函分析》课程标准

《泛函分析》课程标准 英文名称:Functional Analysis 课程编号:407012010 适用专业:数学与应用数学学分数:4 一、课程性质 泛函分析属于数学一级科下的基础数学二级学科,在数学与应用数学专业培养方案中学科专业教育平台中专业方向课程系列的一门限选课程。 二、课程理念 1、培育理性精神,提高数学文化素养 基础数学研究数学本身的内在规律,是整个数学学科的基础,它在数学学科其他领域、物理学、工程及社会科学中都有着广泛的应用。《泛函分析》课程是数学与应用数学本科学生的专业课程之一,是数学分析、高等代数、实变函数等基础课程的后继课程,是研究生学习的基础,。它不仅在数学学科占有十分重要的地位,而且在其他学科领域也有广泛的应用,掌握泛函分析的方法对学生更好地理解基础课程的理论将有很大的益处。该课程培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力,体现知识、能力和素质的统一,符合应用型人才培养的目标要求。 2、良好的学习状态,提高综合解题能力 本课程面对的是数学与应用数学专业四年级的学生。学生刚刚结束教育实习,准备考研的学生进入紧张复习阶段,另一部分学生开始准备找工作。《泛函分析》这门课内容比较抽象,课时又少,所以,如何让学生安保持良好的学习状态,是本门课要面对的一个重要问题,也是学生要面对的一个具体问题。需要师生共同努力去正确面对才能顺利完成本门课的教学任务。为学习研究生课程和现代数学打下必要的基础;进一步提高学生的数学素养。 3、内容由浅入深 本课程的框架结构是根据教学对象和教学任务来安排的: “度量空间”泛函分析的基本概念之一,十分重要。首先,引入度量空间的概念,并在引入度量的基础上定义了度量空间中的极限、稠密集、可分空间、连续映照、柯西点列、完备度量空间,对于一般的度量空间,给出了度量空间的完备化定理,并证明了压缩映照原理。然后,在度量空间上定义线性运算并引入范数,就得到线性赋范空间以及巴拿赫空间。在赋范空间上定义线性算子及线性泛函,并讨论相关性质。第三步,在线性赋范空间上定义内积,可以得到内积空间和希尔伯特空间的定义,在内积空间上引入正交以及投影的概念,并建立起相应的几何学,还要讨论希尔伯特空间上的算子,特别是自伴算子、酉算子、正常算子的一些初步性质。最后,介绍巴拿赫空间中的四个著名定理:Hahn-Banach泛函延拓定理,一致有界性定理,逆算子定理和闭图像定理,这些定理充分显示了泛函分析的威力及其广泛应用。 4、理论联系实际,拓展学生知识面 在教学过程中,主要把握以下几点:将先进的教学思想和教学理念贯穿到课程的内容和体系;强化数学思想方法、加强学生分析解决问题能力和数学素养的培养,让学生接受现代的、新的观念,以启迪学生的创新思维;准确把握课程定位,培养学生掌握扎实的数学基础知识、严密的逻辑思维能力以及应用数学知识解决实际问题的能力,同时为学生向科研型理论型人才发展留下充足的空间。课堂教学提倡启发式,采用各种现代化的教学手段,有些内容举一些数学分析中的例子使学生容易理解泛函分析的抽象理论等。教师通过应用信息技术手段,可以使得授课内容信息量大,学生更能深入泛函分析的内容。 要求学生做到:将书上的基本知识点吃透,注意咬文嚼字;注意抽象思维能力和逻辑思维能力,要求会做一些理论证明;要求在上课时认真听讲,完成课上训练和课堂作业.课下能够查阅

波谱解析习题 适合波谱考试及练习用

波谱分析试题(C) 一、解释下列名词(每题2分,共10分) 1、摩尔吸光系数; 2、非红外活性振动; 3、弛豫时间; 4、碳谱的γ-效应; 5、麦氏重排 二、选择题:每题1分,共20分 1、频率(MHz)为4.47×108的辐射,其波长数值为() A、670.7nm B、670.7m C、670.7cm D、670.7m 2、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致,其能级差的大小决定了() A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目 C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状 3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于() A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高?() A、ζ→ζ﹡ B、π→π﹡ C、n→ζ﹡ D、n→π﹡ 5、π→π﹡跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量,其最大吸收波长最大() A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的()

A、νC-C B、νC-H C、δasCH D、δsCH 7、化合物中只有一个羰基,却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰 这是因为:() A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为:() A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 9、预测H2S分子的基频峰数为:() A、4 B、3 C、2 D、1 10、若外加磁场的强度H0逐渐加大时,则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需 的能量是如何变化的?() A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 11、下列哪种核不适宜核磁共振测定() A、12C B、15N C、19F D、31P 12、苯环上哪种取代基存在时,其芳环质子化学位移值最大() A、–CH2CH3 B、–OCH3 C、–CH=CH2 D、-CHO 13、质子的化学位移有如下顺序:苯(7.27)>乙烯(5.25) >乙炔(1.80) >乙烷(0.80),其原因为:() A.导效应所致 B. 杂化效应和各向异性效应协同作用的结果 C. 各向异性效应所致 D. 杂化效应所致 14、确定碳的相对数目时,应测定() A、全去偶谱 B、偏共振去偶谱 C、门控去偶谱 D、反门控去偶谱

波普分析试题

波谱解析试题A 一、名词解释(5*4分=20分) 1.波谱学:波谱学是涉及电池辐射与物质量子化的能态间的相互作用,其理论基础是量子化的能量从辐射场向物质转移。 2.屏蔽效应:感生磁场对外磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应 3.电池辐射区域:γ射线区,X射线区,远紫外,紫外,可见光区,近红外,红外,远红外区,微波区和射频区 4.重排反应;在质谱裂解反应中,生成的某些离子的原子排列并不保持原来分子结构的关系,发生了原子或基团重排,产生这些重排离子的反应叫做重排反应 5.驰骋过程:要想维持NMR信号的检测,必须要有某种过程,这个过程就是驰骋过程,即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态,重建Boltzmann分布的过程。 二、选择题。(10*2分=20分)CDBBA BCCAB 1. 化合物中只有一个羰基,却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰这是因为:(C ) A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 2. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为:() A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3. 预测H2S分子的基频峰数为:(B ) A、4 B、3 C、2 D、1 4. 若外加磁场的强度H0逐渐加大时,则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的:() A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 5. 下列哪种核不适宜核磁共振测定:() A、12C B、15N C、19F D、31P 6.在丁酮质谱中,质荷比质为29的碎片离子是发生了() A、α-裂解 B、I-裂解 C、重排裂解 D、γ-H迁移 7. 在四谱综合解析过程中,确定苯环取代基的位置,最有效的方法是()

泛函分析学习心得(2020年10月整理).pdf

泛函分析学习心得 学习《实变函数论与泛函分析》这门课程已有将近一年的时间,在接触这门课程之前就已经听闻这门课程是所有数学专业课中最难学的一门,所以一开始是带着一种“害怕学不好”的心理来学.刚开始接触的时候是觉得很难学,知识点很难懂,刚开始上课时也听不懂,只顾着做笔记了.后来慢慢学下来,在课前预习、课后复习研究、上课认真听课后发现没有想象中的那么难,上课也能听懂了.因此得出了一个结论:只要用心努力去学,所有课程都不会很难,关键是自己学习的态度和努力的程度. 在学习《泛函分析》的前一个学期先学习了《实变函数论》,《实变函数论》这部分主要学习了集合及其运算、集合的势、n 维空间中的点集、外测度与可测集、Lebesgue 可测集的结构、可测函数、P L 空间等内容,这为这学期学习《泛函分析》打下了扎实的基础.我们在这个学期的期中之前学习的《泛函分析》的主要内容包括线性距离空间、距离空间的完备性、内积空间、距离空间中的点集、不动点定理、有界线性算子及其范数等.下面我谈谈对第一章的距离空间中部分内容的理解与学习: 第一章第一节学习了线性距离空间,课本首先给出了线性空间的定义及其相关内容,这与高等代数中线性空间是基本一样的,所以学起来比较容易.接着是距离空间的学习,如果将n 维欧氏空间n R 中的距离“抽象”出来,仅采用性质,就可得到一般空间中的距离概念: 1.距离空间(或度量空间)的定义: 设X 为一集合,ρ是X X ?到n R 的映射,使得使得X z y x ∈?,,,均满足以下三个条件: (1))(0,≥y x ρ,且)(0,=y x ρ当且仅当y x =(非负性) (2))()(x y y x ,,ρρ=(对称性) (3))()()(z y y x z x ,,,ρρρ+≤(三角不等式), 则称X 为距离空间(或度量空间),记作)(ρ,X ,)(y x ,ρ为y x ,两点间的距离. 学习了距离空间定义后,我们可以验证:欧式空间n R ,离散度量空间,连

波谱解析试题及答案

波谱解析试题及答案 【篇一:波谱分析期末试卷】 >班级:姓名:学号:得分: 一、判断题(1*10=10 分) 1、分子离子可以是奇电子离子,也可以是偶电子离子。 ?????????() 2、在紫外光谱分析谱图中,溶剂效应会影响谱带位置,增加溶剂极性将导致k 带紫移,r 带红 移。... ??. ???????????????????????() 4、指纹区吸收峰多而复杂,没有强的特征峰,分子结构的微小变化不会引起这一区域吸 收峰的变化。........................................... . ?(.. ) 5、离子带有的正电荷或不成对电子是它发生碎裂的原因和动力之 一。....... () 7、当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时,分子就要释放能量,从 原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。 ??????????.?() 8、红外吸收光谱的条件之一是红外光与分子之间有偶合作用,即分子振动时,其偶极 矩必须发生变 化。??????????????.. ??????????.() 9、在核磁共振中,凡是自旋量子数不为零的原子核都没有核磁共振现象。() 10、核的旋磁比越大,核的磁性越强,在核磁共振中越容易被发现。???() 二、选择题(2*14=28 分) 2.a.小 b. 大c.100nm 左右 d. 300nm 左右 2、在下列化合物中,分子离子峰的质荷比为偶数的是 ??????????() a.c9h12n2 b.c9h12no c.c9h10o2 d.c10h12o

3 、质谱中分子离子能被进一步裂解成多种碎片离子,其原因是????????.. () a. 加速电场的作用。 b. 电子流的能量大。 c. 分子之间相互碰撞。 d.碎片离子均比分子离子稳定。 a .苯环上有助色团 b. 苯环上有生色团 c .助色团与共轭体系中的芳环相连 d. 助色团与共轭体系中的烯相连 5、用紫外可见光谱法可用来测定化合物构型,在几何构型中, 顺式异构体的波长一般都比反式的对应值短,并且强度也较小,造成此现象最 主要的原因是... ? ....... (.). a.溶剂效应 b. 立体障碍c.共轭效应 d. 都不对 6 ????????.(. ) a .屏蔽效应增强,化学位移值大,峰 在高场出现; b. 屏蔽效应增强,化学位移值大,峰在低场出现; c .屏蔽效应减弱,化学位移值大,峰在低场出现; d. 屏蔽效应减弱,化学位移值大,峰在高场出现; 7 、下面化合物中质子化学位移最大的 是??????... ??????????. ?.(. )a.ch3cl b. 乙烯c.苯 d. ch3br 8、某化合物在220 —400nm 范围内没有紫外吸收,该化合物可能属于以下化合物中的哪一 类????????????????????????????? ??.. () a.芳香族类化合物 b. 含双键化合物c.醛类 d.醇类 9、核磁共振在解析分子结构的主要参数 是..... a .化学位移 b. 质荷比 ..).. c.保留值 d. 波数 10、红外光谱给出的分子结构信息 是?????????????????.. () a.骨架结构 b.连接方式 c .官能团 d.相对分子质量 11、在红外吸收光谱图中,2000-1650cm-1 和900-650 cm-1 两谱带是什么化合物的特征谱 带...... ???????????????????????

有机波谱分析考试题库及答案

有机波谱分析考试题库 及答案 内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

目录 第二章:紫外吸收光谱法 一、选择 1. 频率(MHz)为×108的辐射,其波长数值为 (1)(2)μ(3)(4) 2. 紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致,其能级差的大小决定了(1)吸收峰的强度(2)吸收峰的数目(3)吸收峰的位置(4)吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 (1)紫外光能量大(2)波长短(3)电子能级差大 (4)电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高

(1)σ→σ*(2)π→π*(3)n→σ*(4)n→π* 5. π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量,其最大吸收波长最大 (1)水(2)甲醇(3)乙醇(4)正己烷 6. 下列化合物中,在近紫外区(200~400nm)无吸收的是 (1)(2)(3)(4) 值最大的是 7. 下列化合物,紫外吸收λ max (1)(2)(3)(4) 20. 计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量(以eV和kJ·mol-1为单位表示)。 ×1015Hz,40×103cm-1,,·mol-1; ×1015Hz,25×103cm-1,,·mol-1 21. 计算具有和能量光束的波长及波数。 827nm,×103cm-1;200nm,50×103cm-1 22. 已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带,其波长分别为189nm 和280nm,分别属π→π*跃迁和n→π*跃迁,计算π,n,π* 轨道之间的能量差。 (1)152kcal·mol-1;(2) kcal·mol-1

高光谱数据处理基本流程

高光谱分辨率遥感 用很窄(10-2l)而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级,通常具有波段多的特点,光谱通道数多达数十甚至数百个以上,而且各光谱通道间往往是连续的,每个像元均可提取一条连续的光谱曲线,因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱(ImagingSpectrometry)遥感。 高光谱遥感具有不同于传统遥感的新特点: (1)波段多——可以为每个像元提供几十、数百甚至上千个波段; (2)光谱范围窄——波段范围一般小于10nm; (3)波段连续——有些传感器可以在350~2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续的地物光谱; (4)数据量大——随着波段数的增加,数据量成指数增加; (5)信息冗余增加——由于相邻波段高度相关,冗余信息也相对增加。 优点: (1)有利于利用光谱特征分析来研究地物; (2)有利于采用各种光谱匹配模型; (3)有利于地物的精细分类与识别。 ENVI高光谱数据处理流程: 一、图像预处理 高光谱图像的预处理主要是辐射校正,辐射校正包括传感器定标和大气纠正。辐射校正一般由数据提供商完成。 二、显示图像波谱 打开高光谱数据,显示真彩色图像,绘制波谱曲线,选择需要的光谱波段进行输出。 三、波谱库 1、标准波谱库 软件自带多种标准波谱库,单击波谱名称可以显示波谱信息。 2、自定义波谱库 ENVI提供自定义波谱库功能,允许基于不同的波谱来源创建波谱库,波谱

来源包括收集任意点波谱、ASCII文件、由ASD波谱仪获取的波谱文件、感兴趣区均值、波谱破面和曲线等等。 3、波谱库交互浏览 波谱库浏览器提供很多的交互功能,包括设置波谱曲线的显示样式、添加注记、优化显示曲线等 四、端元波谱提取 端元的物理意义是指图像中具有相对固定光谱的特征地物类型,它实际上代表图像中没有发生混合的“纯点”。 端元波谱的确定有两种方式: (1)使用光谱仪在地面或实验室测量到的“参考端元”,一般从标准波谱库选择; (2)在遥感图像上得到的“图像端元”。 端元波谱获取的基本流程: (1)MNF变换 重要作用为:用于判定图像内在的维数;分离数据中的噪声;减少计算量;弥补了主成分分析在高光谱数据处理中的不足。 (2)计算纯净像元指数PPI PPI生成的结果是一副灰度的影像,DN值越大表明像元越纯。 作用及原理: 纯净像元指数法对图像中的像素点进行反复迭代,可以在多光谱或者高光谱影像中寻找最“纯”的像元。(通常基于MNF变换结果来进行)

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