红外、紫外、核磁和质谱的异同点以及相互之间的联系!从来源,原理,影响因素,应用等角度对比
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 04:13:32
红外、紫外、核磁和质谱的异同点以及相互之间的联系!从来源,原理,影响因素,应用等角度对比
红外、紫外、核磁和质谱的异同点以及相互之间的联系!
从来源,原理,影响因素,应用等角度对比
红外、紫外、核磁和质谱的异同点以及相互之间的联系!从来源,原理,影响因素,应用等角度对比
四大谱都是有机结构解析中最重要的数据,其中红外和紫外都可以给出基团信息,核磁是给定空间结构的重要信息,质谱给出分子量和元素组成.
红外
利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定.将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱.每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,据此可以对分子进行结构分析和鉴定.红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形.当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时,这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）.分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱.分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的.但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁,使振动光谱呈带状.所以分子的红外光谱属带状光谱.分子越大,红外谱带也越多.
紫外
分子振动能级的能级差为0.05～1 eV,转动能级的能差小于0.05 eV,都远远低于电子能级的能差,因此当电子能级改变时,振动能级和转动能级也不可避免地会有变化,即电子光谱中不但包括电子跃迁产生的谱线,也有振动谱线和转动谱线,分辨率不高的仪器测出的谱图,由于各种谱线密集在一起,往往只看到一个较宽的吸收带.若紫外光谱在惰性溶剂的稀溶液或气态中测定,则图谱的吸收峰上因振动吸收而会表现出锯齿状精细结构.降低温度可以减少振动和转动对吸收带的贡献,因此有时降温可以使吸收带呈现某种单峰式的电子跃迁.溶剂的极性对吸收带的形状也有影响,通常的规律是溶剂从非极性变到极性时,精细结构逐渐消失,图谱趋向平滑.[
核磁
在外磁场的作用下,有较多1H倾向于与外磁场取顺向的排列,即处于低能态的核数目比 处于高能态的核数目多,但由于两个能级之间 能差很小,前者比后者只占微弱的优势1H-NMR的讯号正是依靠这些微弱过剩的低能态核吸收射频电磁波的辐射能跃迁到高级而产生的.如高能态核无法返回到低能态,那么随着跃迁的不断进行,这种微弱的优势将进一步减弱直到消失,此时处于低能态的1H核数目与处于高能态核数目逐渐趋于相等,与此同步,PMR的 讯号也会逐渐减弱直到最后消失.上述这种现象称为饱和. 1H核可以通过非辐射的方式从高能态转变为低能态,这种过程称为弛豫(relaxation),正是 因为各种机制的弛豫,使得在正常测试情况下不会出现饱和现象.弛豫的方式有两种,处于高能态的核通过交替磁场将能量转移给周围的分子,即体系往环境释放能量,本身返回低能态,这个 过程称为自旋晶格弛豫.其速率用1/T1表示,T1称为自旋晶格弛豫时间.自旋晶格弛豫降低了磁性核的总体能量,又称为纵向弛豫.两个处在一定距离内,进动频率相同、进动取向不同的 核互相作用,交换能量,改变进动方向的过程称为自旋-自旋弛豫.其速率用1/T2表示,T2称为自旋-自旋弛豫时间.自旋-自旋弛豫未降低磁性核的总体能量,又称为横向弛豫
质谱
质谱法(Mass Spectrometry,MS),即用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片）按它们的质荷比分离后进行检测的方法.测出了离子的准确质量,就可以确定离子的化合物组成.这是由于核素的准确质量是一多位小数,决不会有两个核素的质量是一样的,而且决不会有一种核素的质量恰好是另一核素质量的整数倍.