有机化学光谱解读（样例5）

第一篇：有机化学光谱解读

八、光谱

（1）紫外光谱

1生色基：能在某一段光波内产生吸收的基团称为这一段波长的生色基。紫外光谱的生色基是：碳碳共轭结构、含有杂原子的共轭结构、能进行n→π*跃迁的基团、能进行n→σ*跃迁并在近紫外区能吸收的原子或基团。

2红移：使最大吸收峰向长波方向移动的现象称为红移现象。

3伍德沃德和费塞尔规则：用来估算二烯烃，多烯烃及共轭烯酮类化合物的紫外吸收λ

（参见表max位置的经验规则，一般计算值与实验值之间的误差约为±5nm。

5-8）。

4助色基：非键电子与π电子的共轭即为p-π共轭，p-π共轭使电子活动范围增大，吸收向长波方向位移，并使颜色加深，这种效应称为助色效应，这种基团称为助色基，如—OH，—OR，—NH2，—NR2，—SR，卤素等均是助色基。

5减色效应：使ε值减弱的效应称为减色效应。

6紫外光谱图：紫外光谱图提供两个重要的数据：吸收峰的位置和吸收光谱的吸收强度。紫外光谱图以波长（nm）为横坐标，指示吸收峰的位置；以吸光度为纵坐标，指示了吸收峰的吸收强度。在图中，化合物对电磁辐射的吸收性质是通过一条吸收曲线来描述的。

7紫外吸收光谱：由于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱称为紫外吸收光谱。也可以称它为电子光谱。

8紫（蓝）移：最大吸收峰向短波方向移动的现象称为紫（蓝）移现象。9增色效应：使ε值增加的效应称为增色效应。

（2）红外光谱

1红外光谱：原子和分子所具有的能量是量子化的，称之为原子或分子的能级，有平动能级、转动能级、振动能级和电子能级。基团从基态振动能级跃迁到上一个振动能级所吸收的辐射正好落在红外区，所以红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生的。

2红外光谱图：红外光谱图的横坐标是红外光的波长（m）或波数（cm—1），纵坐标是透过率T或吸光度A。A与T的关系是A=lg（1/T）。中间是一条吸收曲线。吸收曲线的吸收峰形状是各不相同的，一般分为宽峰、尖峰、肩峰，双峰等类型。

3泛频峰：1+2，21+2…吸收峰称为合频峰，1—2，21—2…吸收峰称为差频峰，合频峰与差频峰统称为泛频峰。

4伸缩振动：键长改变的振动。分为对称伸缩振动（s）和反对称伸缩振动（as）两种。

5官能团区和指纹区：从IR谱的整个范围来看，可分为4000~1350cm—1与1350~650cm—1两个区域。4000~1350cm—1区域是由伸缩振动产生的吸收带，光谱比较简单但具有很强的特征性，称为官能团区。官能团区的吸收带对于基团的鉴定十分有用，是红外光谱分析的主要依据。在1350~650cm—1区域，有C—O，C—X的伸缩振动和C—C的骨架振动，还有力常数较小的弯曲振动产生的吸收峰，因此光谱非常复杂。该区域中各峰的吸收位置受整体分子结构影响较大，分子结构稍有不同，吸收就有细微的差异，所以称这个区域为指纹区。指纹区对于用已知物来鉴别未知物十分重要。

6费米共振：一个基团振动的倍频与另一个基团振动的基频接近时，也会发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生峰的裂分，这种现象称为费米共振。

7弯曲振动：键角改变的振动。也称为变形振动，分为面内变形振动和面外变形振动两种。前者又可分为剪式振动和面内摇摆振动，后者则分为扭曲振动和面外摇摆振动。

8振动的偶合：分子中符合某种条件的基团间的相互作用也会引起频率位移。例如：两个振动频率很接近的邻近基团会产生相互作用而使谱线一分为二，一个高于正常频率，一个低于正常频率。这种基团间相互作用称为振动的偶合。

9倍频峰：在红外光谱中，基团从基态跃迁到第二激发态、第三激发态等产生的吸收峰称为倍频峰。

（3）核磁共振 1H-NMR ：1H的核磁共振称为质磁共振，简称PMR，也表示为1H-NMR。2 13C-NMR ：13C的核磁共振简称CMR，也表示为13C-NMR。3一级图谱：符合n+1规律的图谱称为一级图谱。

4化学位移：同种核由于在分子中的化学环境不同而在不同共振磁场强度下显示吸收峰，这称为化学位移。

5化学位移等价：在分子中，具有相同化学位移的核称为化学位移等价的核。6化学等价：分子中两相同原子处于相同的化学环境时称为化学等价，化学等价的质子必然具有相同的化学位移。分子中的质子，如果可通过对称操作或快速机制互换，它们是化学等价的。

7对映异位质子：通过镜面对称操作能互换的质子叫对映异位质子。对映异位质子在非手性溶剂中是化学等价的，在手性环境中是非化学等价的。

8去屏蔽效应：假如感应磁场在某些区域与外磁场一致，则质子实际上感受到的有效磁场应是外磁场强度加上感应磁场强度。这种作用称为去屏蔽效应，也称为顺磁去屏蔽效应。

9各向异性效应：当分子中某些基团的电子云排布不呈球形对称时，它对邻近的1H核产生一个各向异性的磁场，从而使某些空间位置上的核受屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽，这一现象称为各向异性效应。

13C同位素边峰：13C与1H能发生偶合并产生裂分峰，这对裂分峰称为13C同位素边峰。由于13C的天然丰度仅为1.1％，只有在浓度很大或图谱放大时才会发现13C同位素边峰。

11自旋偶合：在分子中，不仅核外的电子会对质子的共振吸收产生影响，邻近质子之间也会因互相之间的作用影响对方的核磁共振吸收。并引起谱线增多。这种原子核之间的相互作用称为自旋-自旋偶合，简称自旋偶合。

12自旋裂分：因自旋偶合而引起谱线增多的现象称为自旋-自旋裂分，简称自旋裂分。13扫频和扫场：要使射=0，可以采用两种方法。一种是固定磁场强度H0，逐渐改变电磁波的辐射频率射，进行扫描，当射与H0匹配时，发生核磁共振。这种方法称为扫频。另一种方法是固定辐射波的辐射频率射，然后从低场到高场，逐渐改变磁场强度H0，当H0与射 匹配时，也会发生核磁共振。这种方法称为扫场。一般仪器都采用扫场的方法。

14非对映异位质子：不能通过对称操作或快速运动进行互换的质子叫做非对映异位质子。非对映异位质子在任何环境中都是化学位移不等价的。n+1规律：有些1H谱的自旋裂分的峰数目符合n+1规律，即一组化学等价的质子，其共振吸收峰的个数由邻接质子的数目来决定，若它只有一组数目为n的邻接质子，那末它的吸收峰数目为n+1。如果它有两组数目分别为n，n’的邻接质子，那末它的吸收峰数目为（n+1）(n’+1)。

16屏蔽效应：分子中磁性核不是完全裸露的，被价电子包围着。这些电子在外界磁场的作用下发生循环的流动，会产生一个感应的磁场，感应磁场应与外界磁场相反（楞次定律），所以，质子实际上感受到的有效磁场强度应是外磁场强度减去感应磁场强度。核外电子对核产生的这种作用称为屏蔽效应，也叫抗磁屏蔽效应。σ称为屏蔽常数。

17核磁共振：核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振。

18偶合常数：自旋偶合的量度称为自旋的偶合常数。偶合常数用符号J表示，J值的大小表示了偶合作用的强弱。J的左上方常标以数字，它表示两个偶合核之间相隔键的数目，J的右下方则标以其它情报。

19旋转边峰：在1H-NMR测定时，旋转的样品管会产生不均匀的磁场，导致在主峰两侧产生对称的小峰，这一对小峰称为旋转边峰。旋转边峰与主峰的距离随样品管旋转速度的改变而改变，在调节合适的仪器中旋转边峰可消除。

20等位质子：通过对称轴旋转而能互换的质子叫等位质子。等位质子在任何环境中都是化学等价的。

21磁等价：一组化学位移等价的核，如对组外任何其它核的偶合常数彼此之间也都相同，那么这组核就称为磁等价核或磁全同核。

22碳谱：13C核的核磁共振谱。

（4）质谱

1分子离子和分子离子峰：分子被电子束轰击失去一个电子形成的离子称为分子离子，在质谱图上，与分子离子相对应的峰称为分子离子峰。

2多电荷离子：带两个或多个电荷的稳定离子称为多电荷离子。

3同位素离子和同位素离子峰：含有同位素的离子称为同位素离子。在质谱中，与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。

4亚稳离子：在分析器中裂解产生的离子（m3）称为亚稳离子。

5麦克拉夫悌（Mclafferty）重排裂解：具有γ氢原子的侧链苯、烯烃、环氧化合物、醛、酮等化合物经过六元环状过渡态使γ氢转移到带有正电荷的原子上，同时在α，β原子间发生裂解，这种重排裂解称为麦克拉夫悌重排裂解。

6质谱：质谱分析的基本原理是很简单的，下面结合EI源来说明：使待测的样品分子汽化，用具有一定能量的电子束轰击气态分子，使其失去一个电子而成为带正电的分子离子，分子离子还可能断裂成各种碎片离子，所有的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比（m/z）大小依次排列而得到谱图。

7质谱图：都用棒图表示，每一条线表示一个峰，图中高低不同的峰各代表一种离子，横坐标是离子质荷比（m/z）的数值，图中最高的峰称为基峰，并人为地把它的高度定为100，其它峰的高度为该峰的相对百分比，称为相对强度，以纵坐标表示之；有时也用纵坐标表示某峰与所有峰总强度比的相对强度，但一般都采用第一种方法表示。α-裂解：有机官能团与α碳原子或其它原子之间的裂解称为α-裂解。9 β-裂解：与官能团相连的α碳原子与β碳原子之间的裂解称为β-裂解。10碎片离子和重排离子：分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的离子称为碎片离子。经重排裂解产生的离子称为重排离子。

第二篇：光谱工作总结

光谱分析工作总结

张新慈

我于2012年6月毕业于南京理工大学紫金学院机械工程及其自动化专业。2012年7月受聘于常州电站辅机总厂有限公司，从事理化检验工作。从毕业到现在已有三个年头，在这段工作时间中，领导和同事给予了我很多的宽容支持和帮助，让我在工作中学习到了很多宝贵的经验，同时也坚定了自己的对未来工作的信心。

随着国家认证实验室评审的日益临近，我们的实验室管理、设备、技术能力、质量意识不断提高。本质量检测中心今年上半年购入了一台新型金属分析光电直读光谱仪，因为光电直读光谱仪分析速度快，准确度高，适用于较宽的波长范围；光电倍增管对信号放大能力强，对强弱不同谱线可用不同的放大倍率，因此它可用同一分析条件对样品中多种含量范围差别很大的元素同时进行分析；线性范围宽，可做高含量分析。

本公司的光电直读光谱仪主要用以碳钢45#、合金钢40Cr中主要元素（C、S、Mn、Si、P）含量的测量分析。

主要操作规程如下：

1、打开氩气总开关，将输入分压表调整到0.3MPa~0.4MPa；打开控制箱总电源并接通稳压器，打开光谱仪电源，打开光谱仪前面激发台开关。

2、检查设备是否正常，光源、高压、真空指示等是否正常；清理入射窗，调整电极间隙，清理样品台内部残渣。

3、磨制试样和标准试样，使分析面平整并有一定的粗糙度；磨削合金钢和普通碳素钢试样应使用各自专用的砂轮片试样磨削后放在有盖的容器中；禁止用手触摸或擦拭分析表面，禁止长期暴露在空气中。

4、打开汞灯电源，稳定一段时间后，进行狭缝校准。

5、打开氩气减压器，调节出口压力。每天第一次试验时应将管道内残余气体放尽。

6、用一块相关试样进行多次激发，直到各元素（主要是硫、磷）读数逐渐稳定。

7、用控样检查分析数据是否正确，如误差较大，应重新标准化；若两次标准化后仍无法达到要求的精度，则应停止试验，立即报告主管领导和设备员。

8、标准化正确后即可分析试样，每个试样应激发三次以上，舍去不良数据后，取平均值作为分析结果。

注意事项：

1、如果因为放假要关闭所有电源，则应该先关闭真空阀门，然后再关闭真空泵。遇雷雨天气，为安全起见，应关闭所有电源，拔掉稳压器电源。

2、样品每激发一次，改变一次位置，并清刷电极；样品激发面要光滑且纹路一致，不得用手触摸磨好的激发面。

3、在实际测量时要观察燃烧的斑点。正常是3~6mm以上。如果燃烧斑点的白边过大说明氩气存在问题。

4、在做高碳、高合金时或做超低碳和低合金时，先激发几次试样，这样避免由于清理电极不好而造成没必要的污染。

5、试样背面有油污、铁锈时可用砂轮或砂纸除去，打磨不同基体试件要更换砂纸，尽量避免基体之间的污染。

6、探头与主机的连接电缆和氩气管不要硬折或是有硬物磕碰它们。

2015年10月

第三篇：光谱实验室制度

光谱实验室卫生、安全管理制度

1.光谱实验室的安全、卫生管理工作由相应实验员负责。

2.光谱分析实验室应清洁、无尘、无强烈振动，以免影响精密仪器的使用。

3.保持工作台面及周围环境整洁卫生，工具、标样、试料、仪器用完后要清理，恢复原位。

4.实验室所有的试样、药品、仪器、设备及办公用品、资料档案等必须规定定点放置，应有良好的通风设施。

5.严格执行实验室管理规定和防火、防水、防盗制度，做到人员落实，责任到人。

6.仪器设备操作和维护要严格按照操作规程进行操作，明确各人职责，未经培训不准操作使用仪器。

7.光谱实验室的钥匙由专人负责，实验人员不得在未经同意情况下私自配备或转借他人。

8.非工作人员不得进入实验室。

9.不得擅自安装和使用大功率加热器，如因检测需要，须经主管批准，使用期间人员不得离开，离开时必须关闭。

10.消防器材和设施要放在明显的位置，定期检查，发现故障及时排除和维修，使之处于完好状态。

11.实验室必须建立安全值班制度，工作人员下班前需检查门、窗、水、电、和易燃易爆气体等，做好相应处理。

第四篇：光谱分析员岗位职责

光谱分析员岗位职责

1、贯彻“质量第一”的方针，认真贯彻执行有关法规、标准和规范；

2、质量职责：根据下达的《检测任务通知单》及协议、合同的要求，严格按作业指导书进行光谱分析工作，完成光谱分析任务；接受专业检测责任人（即质量监督员）的指导；接受复核（验证）人员的复核，对检测记录和检测结论负责，对未完成工作任务和质量失控负责；

3、负责光谱分析记录达到规范化要求，做到详细、清晰、完整、真实；

4、编写光谱分析报告，并保证做到公正性、科学性的要求；

5、为客户保守机密，不泄露原始数据、不散发、复制检测报告；

6、严格执行光谱实验操作规程，负责管理，维护光谱检测有关的检测仪器设备和工具，保持其完好状态，防止发生仪器设备事故，按时填写仪器设备使用前后的检查使用记录；

7、严格执行有关安全规程，防止安全事故的发生；

8、努力提高专业理论水平和操作技能，积极参加专业培训考核；

第五篇：含水物质红外光谱测试的样品制备解读

基金项目:福建省自然科学基金资助项目(C0110024。

作者简介:谢狄霖,男,研究员,理学硕士,福建省医学测试重点实验室主任,主要从事红外光谱与核磁共振等仪器分析技术的研究与应用。

含水物质红外光谱测试的样品制备 谢狄霖1 陈 忠2(1.福建省医学科学研究所,福州,350001;2.厦门大学物理系和化学系,厦门,361005 摘 要 介绍了含水物质红外光谱测试中常用的样品制备技术,包括结晶压片法、吸附压片法、蒸发涂片法、蒸发成膜法、液池参比法等。

关键词 含水物质 红外光谱 样品制备

自然界中有许多物质,尤其是生物医学样品,富

含水分。水对红外波段有很强的吸收,会产生强烈干扰;水分还会溶解腐蚀溴化钾、氯化钠等常用晶片材料,给含水物质的红外光谱测试带来很大麻烦。本文介绍日常测试工作中含水物质红外光谱测试样品的制备技术。结晶压片法

如果水溶液样品中溶质的成分是结晶体,则可以将溶液加热或在室温下抽真空,使水分蒸发,余下的溶质就会以固态晶体或粉末状态析出,稍加干燥后取出,与溴化钾一起研磨压片,即可上机测试[1]。这是处理水溶液样品最简单的一种方法。但在许多情况下,难于通过蒸发使溶质以晶体或粉末状态析出,所以本方法的应用受到一定限制。吸附压片法

取少量待测水溶液样品注入蒸发皿,掺入适量溴化钾晶粒,搅拌,使之溶解,然后缓慢加热蒸发,或放置在真空干燥设备中抽干。取少量析出物,添加适量溴化钾后研磨压片,即可上机测试。由于这时样品在溴化钾分子间的分布十分均匀,通常可以得到基线平直、质量较高的谱图。溴化钾吸附压片法简单易行,适用面广,绝大多数含水样品均可按此法处理。我们用此法处理人血清、唾液、药水等样品,常可得到满意的谱图。

有时待测样品,如脊髓、胃液等生物医学物质, 干燥后得到的样品量微少,不足以压制通常大小的样片。这时可找一张卡片纸,剪成直径为13mm 的圆盘,在圆盘中部刻出4mm ×10mm 的矩形孔。将制作好的纸圆盘放在压模内下垫块的上方。将按上述方法得到的吸附有样品的溴化钾充分研磨后,均匀铺洒在纸圆盘的矩形孔中,并在纸圆盘的其余部分铺洒研磨好的空白溴化钾粉末,一同进行压片。最后连圆纸片一起上机测试。调整矩形孔的方位,使其与仪器光路狭缝一致,使该处的透过率达到最大,这样便可得到微量生物医学样品的谱图。蒸发涂片法

许多含水样品在蒸发后并不析出晶体或粉末,而是析出粘稠的油状物,不适于压片制样。这时可用玻璃棒沾取少量析出物,均匀涂抹在可拆液槽的溴化钾窗片中央进行测试,也可用自行压制的溴化钾小圆片代替可拆液槽窗片,以节省实验费用。我们在进行中草药成分研究时,常对样品溶液使用这种制样方法。蒸发成膜法

有些样品溶液溶质的柔韧性较好,在水分蒸干

后能够成膜,则可以采用蒸发成膜法制样[2]。为便于揭膜,可将水溶液注入水银槽的表面,置于真空干燥器中抽干。如果需要,可适当加热,直至溶液成膜,悬浮在水银面上。为节省样品量,水银槽的开口应尽可能做成狭长形,只要制成的薄膜足够遮挡入 分析仪器

2003年第4期

射狭缝即可。水银面上方四壁涂抹少量石蜡油,防止样品膜粘结在壁上不易揭下。用2cm ×4cm 的卡片纸2张,中央分别刻出4mm ×10mm 的长方形孔洞。将样品薄膜取出摊平,夹在两张卡片中央孔洞处,然后将整个卡片靠磁力吸附在样品架上待测。由于水银槽的横截面积是固定的,在相同实验条件下,只要注入的水溶液量相同,就可得到同样厚度的薄膜。这样便可以根据某物质特征吸收峰强度的变化,建立标准曲线,对该物质进行定量分析。用此种方法制样可以测量血浆中的血药浓度。液池参比法

采用特制的液池盛装含水样品,并在另一个与

样品液池结构相同的液池中注入适量的水,作为参比,保持两液池的温度相同。由于水在250~5000cm-1的整个区域内都有极强的吸收带,因此水

溶液的透射光谱必须采用溶剂水来补偿。氟化钙不溶于水,与酸碱及大多数无机盐都不起化学反应,是最常用的液池材料。由于水在红外波段的吸收很强,池的光程长通常取50mm ,甚至更短[3]。生物医学系统大多富含水,经过蒸发、结晶、吸附等方法处理后,可能引起系统某些性状的变化,使红外光谱发生变异,故有时需要在原系统条件下测定其红外光谱,而液池参比技术是在不改变系统条

件下获取红外光谱的唯一方法。另外,有些无机化合物(如硫酸铜等固态样品的红外光谱,由于离子间相互作用的影响,使谱峰复杂化,往往难于解析,而它们在水溶液中的光谱却要简单得多,因而也适宜采用液池参比法测定其光谱。

我们利用氟化钙液池,用水作参比,测量了人血清样品在室温下的红外透射光谱,研究胃癌患者血清的光谱与正常人的差异,得到了较好的结果。但由于参比池中水的用量不易精确控制,参比光束与样品光束间的强度、温度、衰减等也不会完全相

同,而且液池参比法总是存在水分的强吸收干扰,无法完全补偿,所以液池参比法只是在有特殊要求的情况下才使用。

致谢:感谢张水冰女士为本文所做的大量实验工作。参考文献 王宗明等.实用红外光谱学.北京:石油工业出版社, 1982:141-144 2 钟海庆.红外光谱法入门.北京:化学工业出版社,1984: 98 3 Miller R G.红外光谱学的实验方法.北京:机械工业出版 社,1985:223-227 收稿日期:2003-01-24 T echniques for preparing hydrous samples for infrared spectrometry.Xie Dili n ,Chen Zhong(1.Fujian Medical Research Instit ute ,Fuz hou ,350001;2.Depart ments of Physics and Chem ist ry ,Xiamen U niversi 2ty ,Xiamen ,361005 Five techniques commonly used for preparing samples of materials containing water for testing by infrared spectrometry are described ,including crystallization wafer pressing ,absorption wafer pressing ,evaporation film coating ,evaporation filming and solution reference techniques.北京北分瑞利分析仪器(集团有限责任公司被评为“2002中国机械行业竞争力之星企业”

中国工业经济联合会、中国机械工业联合会和中国工业报社从2003年年初开始,根据国家统计局授权中国机械工业联合会统计的2002年机械行业的权威数据,按照机械工业企业核心竞争力评价体系,对机械行业企业开展了企业核心竞争力的测评工作。北京北分瑞利分析仪器(集团有限责任公司被评为“2002中国机械行业竞争力之星企业”。

根据测评结果,有100家企业被评为“2002中国机械工业企业核心竞争力100强”。被评为“2002中国机械行业竞争力之星企业”的共有108家,其中仪器仪表企业9家,属于分析仪器的企业只有北分瑞利公司一家。其他8家是:佛山普立华科技有限公司、上海美能达光学仪器有限公司、中国四联仪器仪表集团有限公司、上海海鸥数码影像股份有限公司、上海横河电机有限公司、天津市自动化仪表七厂、吴忠仪表集团有限公司、苏州三光集团公司。52003年第4期

分析仪器