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之分。
电子跃迁类型：
（1）σ-σ*跃迁：
处于σ成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到σ*反键轨道。
饱和烃中电子跃迁均为此种类型，吸收波长小于150nm。
（2）π-π*跃迁：
处于π成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到π*反键轨道上，所需的能量小于σ-σ*跃迁所需的能量。
孤立的π-π*跃迁吸收波长一般在200nm左右，共轭的π-π*跃迁吸收波长
＞200nm，强度大。
（3）n-π*跃迁：
含有杂原子不饱和基团，其非键轨道中的孤对电子吸收能量后向π*反键轨道跃迁，这种吸收一般在近紫外区（200－400nm），强度小。
（4）n-σ*跃迁：
含孤对电子的取代基，其杂原子中孤对电子吸收能量后向σ*反键轨道跃迁，吸收波长约在200nm。
以上四种类型跃迁所需能量σ-σ*>
n-σ*≥π-π*>
n-π*
（5）电荷迁移跃迁和配位场跃迁
生色团：
有机化合物分子结构中含有π-π*或n-π*跃迁的基团，能在紫外－可见光范围内产生吸收的原子团。
助色团：
含有非键电子的杂原子饱和基团，与生色团或饱和烃连接时，能使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。
红移（长移）：
由于化合物的结构改变，如发生共轭作用、引入助色团以及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝移（紫移或短移）：
当化合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应：
由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度增加。
减色效应：
由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度减小。
强带：
化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值大于104的吸收峰。
弱带：
化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值小于102的吸收峰。
吸收带及其特点：
吸收带符号
跃迁类型
波长（nm）
吸收强度（εmax）
其他特征
R
n→π*
～250-500
<
100
溶剂极性↑，λmax↓
K
共轭π→π*
～210-250
>
104
共轭双键↑，λmax↑，强度↑
B
芳芳香族C=C骨架振动及环内π→π*
～230-270
～200
蒸气状态出现精细结构
E
苯环内π→π*共轭
～180（E1）
～200（E2）
～104
～103
助色团取代λmax↑，生色团取代，与K带合并
计算分光光度法：
运用数学、统计学与计算机科学的方法，在传统分光光度法基础上，通过量测试验设计与数据的变换、解析和预测对物质进行定性定量的方法。
2．基本原理
（1）Lambert-Beer定律：
当一束平行单色光通过均匀的非散射样品时，样品对光的吸收度与样品的浓度及厚度成正比。
A=ECl
（2）吸光度的加和原理：
溶液中存在多种无相互作用的吸光物质时，体系的总吸光度等于各物种吸光度之和。
A总=Aa+Ab+Ac+……
（3）计算分光光度法：
①双波长分光光度法：
等吸收双波长消去法和系数倍率法均利用使ΔA干扰=0，ΔA信号=ΔA被测原理消去干扰组分的吸光度值。
②导数光谱法：
利用导数光谱的输出信号更多、更明显（可显示出结构相似的不同化合物的微小差别）及易于辨认等特点定性；
利用导数光谱法能消除背景干扰及分离重叠谱带等优势定量。
③褶合光谱法：
是一种信号处理技术，即通过褶合变换，显示原始光谱在构成上的局部细节特征，对结构相似的物质进行定性鉴别；
同时减少了混合物中共存组分之间的数学相关性，因而可以测定共存组分的含量。
3．基本计算
（1）Lambert-Beer定律数学表达式：
A=-lgT=ECl或T=10-A=10-ECl
（2）摩尔吸光系数与百分吸光系数的关系：
（3）单组分定量：
①吸光系数法：
C＝A/El
②对照法：
③校正曲线法
（4）多组分定量（a+b的混合物）：
①解线性方程组：
②等吸收双波长消去法：
③系数倍率法：
ΔA＝
第11章荧光分析法
1．基本概念：
荧光：
物质分子接受光子能量而被激发，然后从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的光称为荧光。
振动弛豫：
物质分子吸收能量后，跃迁到电子激发态的几个振动能级上。
激发态分子通过与溶剂分子的碰撞而将部分振动能量传递给溶剂分子，其电子则返回到同一电子激发态的最低振动能级的过程。
内部能量转换（简称内转换）：
当两个电子激发态之间的能量相差较小以致其振动能级有重叠时，受激分子常由高电子能级以无辐射方式转移至低电子能级的过程。
荧光发射：
处于激发单重态的分子，通过内转换及振动弛豫，返回到第一激发单重态的最低振动能级，然后再以辐射形式发射光量子而返回至基态的任一振动能级上，这时发射的光量子称为荧光。
外部能量转换（简称外转换）：
在溶液中激发态分子与溶剂分子及其他溶质分子之间相互碰撞而以热能的形式放出能量的过程。
体系间跨越：
在某些情况下处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化，分子由激发单重态跨越到激发三重态的过程。
磷光发射：
经过体系间跨越的分子再通过振动弛豫降至激发三重态的最低振动能级，分子在此三重态的最低振动能级存活一段时间后返回至基态的各个振动能级而发出的光辐射。
激发光谱：
是荧光强度（F）对激发波长（λex）的关系曲线，它表示不同激发波长的辐射引起物质发射某一波长荧光的相对效率。
发射光谱（称荧光光谱）：
是荧光强度（F）对发射波长（λem）的关系曲线，它表示当激发光的波长和强度保持不变时，在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。
（1）荧光是物质分子接受光子能量被激发后，从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的光。
荧光分析法具有灵敏度高、选择性好的优点。
（2）荧光光谱具有如下特征：
荧光波长总是大于激发光波长、荧光光谱的形状与激发波长无关、荧光光谱与激发光谱存在“镜像对称”关系。
（3）能够发射荧光的物质应同时具备的两个条件：
物质分子必须有强的紫外-可见吸收；
物质分子必须有一定的荧光效率。
（4）在荧光法测定时常有散射光存在，主要有瑞利散射和拉曼散射。
瑞利散射：
光子和物质分子发生弹性碰撞，不发生能量的交换，仅仅是光子运动方向发生改变，其波长与入射光波长相同。
拉曼散射：
光子和物质分子发生非弹性碰撞时，在光子运动方向发生改变的同时，光子与物质分子发生能量的交换，发射出比入射光稍长或稍短的光。
波长比入射光更长的拉曼散射光对荧光测定有干扰。
采取一定的措施（如选择适当的波长或溶剂）可消除拉曼光的干扰。
（5）荧光法常被用于定性和定量分析，但其定量应用更为广泛。
荧光分析法定量的依据是：
当ECL≤0.05时，F=2.3K’I0ECl=KC。
可采用的定量分析方法有：
标准曲线法、比例法、联立方程式法。
（6）用于荧光法测定的仪器是荧光分光光度计，其主要部件包括：
激发光源、激发单色器（置于样品池前）和发射单色器（置于样品池后）、样品池及检测系统。
（7）为进一步提高荧光分析法灵敏度和选择性，发展了其他的荧光分析技术，主要有激光荧光分析、时间分辨荧光和同步荧光分析等。
第12章 红外吸收光谱法
基频峰：
当分子吸收一定频率的红外线，由振动基态（V=0）跃迁至第一激发态（V=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。
泛频峰：
将倍频峰、合频峰及差频峰统称为泛频峰。
伸缩振动：
化学键两端的原子沿着键轴方向作规律性的伸缩运动。
弯曲振动：
键角发生规律性变化的振动，又称为变形振动。
振动自由度：
分子基本振动的数目。
简并：
振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为简并。
红外活性振动：
能引起偶极矩变化而吸收红外线的振动。
红外非活性振动：
不能引起偶极矩变化，不吸收红外线的振动。
特征峰：
凡是能用于鉴别基团存在的吸收峰。
相关峰：
由一个基团产生的一组相互具有依存关系的吸收峰。
特征区：
4000～1300cm-1的区域称为特征区。
指纹区：
1300～400cm-1区域称为指纹区。
（1）振动自由度：
非线型分子有3N－6个振动自由度；
线型分子有3N－5个。
（2）红外吸收光谱产生的条件：
①EL=ΔV·
hγ或γL=ΔV·
γ；
②Δμ≠0。
（3）基频峰的分布规律：
①μ愈小，σ愈高。
②μ相同，K愈大，σ愈高。
③μ相同时，一般ν>
β>
γ。
（4）解析光谱的三大要素：
第一是峰位，第二是峰强，第三是峰形。
（5）解析光谱的原则：
遵循用一组相关峰确定一个基团。
（6）解析光谱的顺序：
先特征区，再指纹区。
（7）掌握各类化合物的主要光谱特征。
①
② γL=ΔV·
γ
③
④
第十三章原子吸收分光光度法
共振吸收线：
原子从基态激发到能量最低的激发态（第一激发态）产生的谱线。
半宽度：
原子吸收线中心频率（ν0）的吸收系数一半处谱线轮廓上两点之间的频率差。
积分吸收：
吸收线轮廓所包围的面积，即气态原子吸收共振线的总能量。
峰值吸收：
通过测量中心频率处的吸收系数来测定吸收度和原子总数。
光谱项、原子能级图、空心阴极灯、原子化器、特征浓度、特征质量。
（1）原子吸收光谱分析法是基于原子蒸气对同种元素特征谱线的共振吸收作用来进行定量分析的方法。
（2）吸收线轮廓是指具有一定频率范围和形状的谱线，它可用谱线的半宽度来表征。
吸收线轮廓是由自然变宽、热变宽、压力变宽等原子本身的性质和外界因素影响而产生的。
（3）采用测量峰值吸收的方法来代替测量积分吸收，必须满足以下条件：
①发射线轮廓小于吸收线轮廓；
②发射线与吸收线频率的中心频率重合。
（4）原子吸收光谱分析法的定量关系式：
A=KC，常用的方法有：
校正曲线法、标准加入法、内标法等。
（5）在原子吸收分光光度法中，干扰效应主要有：
电离干扰、物理干扰、光学干扰及非吸收线干扰（背景干扰）、化学干扰等。
消除方法有：
加入缓冲剂、保护剂、消电离剂、配位剂等；
采用标准加入法和改变仪器条件（如分辨率、狭缝宽度）或背景扣除等。
3．原子吸收分光光度计主要组成：
锐线光源、原子化器、分光系统和检测系统。
第14章核磁共振波谱法
屏蔽效应：
核外电子及其他因素对抗外加磁场的现象。
局部屏蔽效应：
核外成键电子云在外加磁场的诱导下，产生与外加磁场方向相反的感应磁场，使氢核实受磁场强度稍有降低的现象。
磁各向异性效应：
在外加磁场作用下，由化学键产生的感应磁场使在分子中所处的空间位置不同的核屏蔽作用不同的现象。
驰豫历程：
激发核通过非辐射途径损失能量而恢复至基态的过程。
化学位移：
质子由于在分子中所处的化学环境不同，而有不同的共振频率。
自旋偶合：
核自旋产生的核磁矩间的相互干扰。
自旋分裂：
由自旋偶合引起核磁共振峰分裂的现象称为自旋-自旋分裂。
偶合常数：
由自旋分裂产生的峰裂距，反映偶合作用的强弱。
磁等价：
分子中一组化学等价核（化学位移相同的核）与分子中的其它任何一个核都有相同强弱的偶合，则这组核为磁等价。
13C-1HCOSY谱：
两坐标轴分别为13C和1H的化学位移的二维谱。
2．基本理论
（1）共振吸收条件：
①γ0=γ②Δm=±
1
（2）影响化学位移的因素：
①氢核邻近原子或基团的电负性越大，δ值增大。
②磁各向异性效应使处于负屏蔽区的氢核δ值大，处于正屏蔽区的氢核δ值小。
③氢键中质子δ增大。
分子间氢键使化学位移的改变与溶剂的性质和浓度有关。
（3）自旋分裂：
一级图谱的裂分一般具有如下规律：
①裂分峰数目由相邻偶合氢核数目n决定，符合n+1律，多重峰峰高比为二项式展开式的系数比。
I≠1/2时，符合2nI+1律。
有多组偶合程度相等的1H核时，则呈现（n+n'
+…）+1个子峰；
如果偶合程度不同时，则呈现（n+1）（n'
+1）个子峰。
②多重峰的位置，是以化学位移值为中心左右对称，并且各裂分峰间距相等。
（1）进动频率（γ）与外磁场强度（H0）关系式－Larmor方程式：
（2）屏蔽效应存在时的Larmor方程式：
第15章质谱法
1．基本概念及术语
质谱分析法：
质谱分析法是利用多种离子化技术，将物质分子转化为离子，选择其中带正电荷的离子使其在电场或磁场的作用下，按其质荷比m/z的差异进行分离测定，从而进行物质成分和结构分析的方法。
相对丰度：
以质谱中基峰（最强峰）的高度为100%，其余峰按与基峰的比例加以表示的峰强度为相对丰度，又称相对强度。
离子源：
质谱仪中使被分析物质电离成离子的部分。
常见的有电子轰击源EI、化学电离源CI、快原子轰击源FAB等。
分子离子：
分子通过某种电离方式，失去一个外层价电子而形成带正电荷的离子，用m·
+表示。
碎片离子：
当分子在离子源中获得的能量超过其离子化所需的能量时，分子中的某些化学键断裂而产生的离子。
亚稳离子：
离子（m1+）脱离离子源后，在飞行过程中发生裂解而形成的低质量离子（m2+），通常用m+表示。
同位素离子：
质谱图中含有同位素的离子。
单纯开裂：
仅一个键发生开裂并脱去一个游离基，称单纯开裂。
重排开裂：
通过断裂两个或两个以上化学键，进行重新排列的开裂方式。
重排开裂一般脱去一中性分子，同时发生重排，生成重排离子。
2．重点和难点
（1）离子化机理及其特点
①电子轰击电离（EI）：
②化学电离（CI）：
③快原子轰击（FAB）：
（2）质谱中的主要离子及其在质谱解析中的作用
①分子离子：
②碎片离子：
③亚稳离子：
④同位素离子：
（3）重排开裂机理及主要类型
质谱中的某些离子是通过断裂两个或两个以上化学键重新排列形成的，这种裂解称为重排开裂。
重排开裂生成的离子称为重排离子。
与单纯开裂不同，由于重排开裂时脱去一个中性分子，因此重排开裂前后离子所带电子数的奇、偶性保持不变；
其质量数的奇、偶性一般也保持不变，除非重排开裂时失去了奇数个氮原子。
由于离子的电子数与质量间存在一定关系，故可根据离子质量推测该离子是否由重排开裂产生，从而有助于机化合物的结构推断。
产生重排开裂的主要原因是：
重排离子具有更高的稳定性；
能够脱去稳定的中性分子；
需要裂解的临界能较低；
开裂中心在易于移动的氢附近等。
重排开裂的方式很多，其中较常见的有McLafferty重排（麦氏重排）和逆Diels-Alder重排（RDA重排）。
①McLafferty重排：
当化合物中含有不饱和C＝X基团（X为O、N、S、C），且与该基团相连的键上具有γ氢原子时，γ氢原子可重排（转移）到不饱和基团上（通常通过六元环过渡态），同时β键发生断裂，脱去一个中性分子，产生McLafferty重排。
在醛、酮、酸、酯、酰胺、羰基衍生物、烯、炔及烷基苯等化合物的质谱中均可发现这种重排离子峰。
②RDA重排：
RDA重排是以六元环烯化合物的双键为裂解反应起点，由π电子提供的游离基反应中心引发，通过两次α开裂，形成一个中性分子（乙烯或其衍生物）和一个离子化的共轭双烯衍生物。
在环烯化合物、生物碱、萜类、甾体、黄酮及某些邻位二取代芳烃等化合物的质谱中，经常出现由RDA重排产生的碎片离子峰，可为上述化合物的结构分析提供重要信息。
（4）质谱解析
质谱解析的一般程序如下：
确认分子离子峰，确定分子量；
根据分子离子峰的丰度，推测化合物的可能类别；
根据分子离子峰与同位素峰的丰度比，判断分子中是否含有高丰度的同位素元素，如Cl、Br、S等，并推算这类元素的种类及数目；
由同位素峰强比法或精密质量法确定分子式，并由分子式计算不饱和度，了解双键数及环数；
分析基峰及主要碎片离子峰可能代表的结构单元，由此确定化合物可能含有的官能团，并参考其他光谱（波谱）数据，推测出所有可能的结构式；
根据标准谱图及其他所有信息，进行筛选验证，确定化合物的结构式。
（5）综合波谱解析
以多种波谱数据对有机物结构进行综合解析时，要灵活应用各图谱提供的信息。
综合波谱解析的一般程序如下：
①分子式的确定：
目前分子式的确定主要有以下几种方法：
a）元素分析法：
采用元素分析仪定量测出分子中C、H、N、O、S等元素的含量，据此计算出各元素的原子比，拟定实验式，最后根据相对分子质量和实验式确定分子式；
b）质谱法：
由高分辨质谱获得化合物的精确相对分子质量，采用精密质量法确定分子式。
若采用低分辨质谱，则可采用同位素相对强度法，由M+1、M+2与M峰的相对丰度比，并利用Beynon表，确定化合物的分子式；
c）核磁共振波谱法：
核磁共振碳谱可提供化合物中碳原子数目，辅以氢谱，可方便地推算分子式。
只有氢谱时，因峰面积与氢核数成正比，分子中氢核的总数将是这些峰面积最简比例总和的整数倍。
如能得到化合物的相对分子质量、元素分析数据及NMR波谱数据，即可计算分子中的C原子数，从而确定分子式。
②结构单元确定：
a）计算不饱和度：
由分子式计算不饱和度，并结合各图谱，初步推断未知物的类别；
b）利用各谱的特征信息初步确定结构单元：
一般紫外光谱可判断有无共轭体系；
红外光谱可判断化合物类别和有哪些基团存在，以及该基团与其他基团相连接的信息；
NMR氢谱的偶合裂分及化学位移常常是推断相邻基团的重要线索，NMR碳谱的δ值以及是否表现出分子的对称性，对确定取代基的相互位置十分有用；
质谱的主要碎片离子间的质量差值以及重要重排离子等，均可得出基团间相互连接的信息；
c）结构单元的推断：
一般先以一种图谱的信息为基础，推断可能属于哪一类化合物及结构单元，然后再以其他图谱加以验证。
一般说来，对某一给定的结构单元，必须在各图谱中均能得到印证方可确认。
若在某一图谱中未出现，则应重新考虑所推断结构的合理性或在哪个环节发生了错误。
采用这种由少至多逐渐增加信息量的方式，可最有效地得出最终结论；
d）考察剩余结构单元：
从分子式（或相对分子质量）中扣除已确定的各结构单元的分子式（或相对分子质量），推测出剩余结构单元的不饱和度及可能结构。
③未知物结构的确定：
a）以结构单元组成几种可能结构：
若所确定结构单元中不饱和基团与分子的不饱和度相等，则可考虑它们之间各种连接顺序的可能性，并将确定的结构单元组成几种可能的分子结构；
若所确定结构单元中不饱和基团的不饱和度低于分子的不饱和度，则在组成可能结构时还应考虑分子中环的组成；
b）注意不饱和键及杂原子的位置：
在组成分子的可能结构时，应注意安排好不饱和键及杂原子的位置（特别是杂原子的位置），因它们的位置对各谱均会产生重要的影响；
c）推断最可能结构：
以各图谱（多采用MS的裂解规律）对初步确定的几种结构进行核对。
若所推测的某结构与已知图谱有明显矛盾时，说明该结构不合理，应删去；
若所推测的几种结构均与各图谱大致相符时，说明推测的结构基本合理。
再对某些碳原子或氢原子的δ值进行计算，从计算值与实测值相比的结果，以推断最可能的结构；
d）确定最终结构：
核对标准光谱或文献光谱，最终确定化合物的结构。
（1）质谱方程式：
（2）质谱仪的分辨率：
（3）质量精度：
质量精度＝
（4）亚稳离子的质量：
第十六章色谱分析法概论
一、主要内容
保留时间tR：
从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
死时间t0：
分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间tR'
：
某组分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组分在柱中多停留的时间。
相对保留值r2,1：
两组分的调整保留值之比。
分配系数K：
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相与流动相中的浓度之比。
保留因子k：
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中的质量之比。
分离度R：
相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
分配色谱法：
利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别或分配系数的差别而实现分离的色谱法。
吸附色谱法：
利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别或吸附系数的差别而实现分离的色谱法。
离子交换色谱法：
利用被分离组分离子交换能力的差别或选择性系数的差别而实现分离的色谱法。
分子排阻色谱法：
根据被分离组分分子的线团尺寸或渗透系数的差别而进行分离的色谱法。
涡流扩散：
在填充色谱柱中，由于填料粒径大小不等，填充不均匀，使同一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱，使色谱峰展宽的现象。
纵向扩散：
由于浓度梯度的存在，组分将向区带前、后扩散，造成区带展宽的现象。
传质阻抗：
组分在溶解、扩散、转移的传质过程中所受到的阻力称为传质阻抗。
保留指数I：
在气相色谱法中，常把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为，也就是以正构烷烃系列为组分相对保留值的标准，即用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分的保留，这个相对值称为保留指数，又称Kovats指数。
保留体积VR：
是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动相体积。
调整保留体积VR'
是由保留体积扣除死体积后的体积。
保留比R'
设流动相的线速度为u，组分的移行速度为v，将二者之比称为保留比。
（1）色谱分离的原理
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