高中有機化學 質譜儀 核磁共振儀 紅外光譜儀 紫外光譜儀分別有什麼用?

時間 2021-05-31 11:35:42

1樓:Kton

根據我的了解回答一下,可能表述不是很準確。紫外UV,常見的有共軛結構或生色基團等的物質有紫外吸收,表徵的話一般看最大吸收波長與文獻是否匹配;紅外IR,這個能判斷出有哪些官能團,不同的官能團對應著不同的波數範圍,這個學分析化學和波譜解析的時候要背;核磁NMR,核磁有氫譜和碳譜,這個能判斷出是哪種型別的氫和碳,舉個例子,烯烴的氫和烷烴的氫,這個也是要背資料的;質譜MS,根據碎片的質荷比的值來判斷有哪些官能團,也是要記資料,一般是通過前幾種譜圖分析出化合物的結構,再拿質譜驗證。

2樓:去深山老林冒險

高中就簡單說說吧。

質譜,就是測質量的,只不過測定出來的質量數高中只需要看最大值。最大值就是分子質量分數。

核磁共振,這個分氫譜和碳譜,碳譜不常用,我大學用的也少,好像不是很好看。氫譜比較常用,看氫化學環境的,同時還能分析出相鄰的氫的情況,這個比較好用。不過高中好像是只需要看氫數量。

紅外,這個是分析官能團用的。

紫外,這個分析未知物質基本沒用,不過可以測定已知的物質的含量。

3樓:化學民工

前面那哥們,不走心啊。

我堵他自己都整不明白公式怎麼推出來的

質譜呢,一般常用的就是飛行質譜和雷射質譜,各有側重,陽離子模式下,容易看不到一些藏起來的物質雷射呢,又有能量,容易將不穩定的物質破壞了所以一般需要加保護劑

但是,說回來質譜就是乙個原理

相對分子量之和的數值就是質譜圖上多的M/Z值,然後自己去推是什麼物質質譜也可以從來證明純度

純物質,只會在自己分子量的位置有特徵峰

如果有雜峰,還是強特徵峰,就不純

同時,由於前面提到的陽離子,陰離子模式的選擇,等原因質譜,驗純說服力不夠,一般會配合分析液相色譜核磁用的不是很多

核磁,實際就是帶電的粒子在磁場下,進行了自旋從而產生了位移

但是注意,核磁必須測同位素

O H不好測

一般測重原子或者非CHO 的方便

紅外光譜

我們都知道,物質原子在受能後會被激發

同樣,物質受到能量後也會產生變化

而這個變化體現為,物質結構的震動

所以紅外光譜也稱為振動光譜

而每個物質的振動光譜又是唯一的,相當於ID所以,乙個純物質的測圖,和標準圖一比較就可以查明這個物質是什麼而訊號的處理,涉及到了物理上的傅利葉變換公式所以,我們能見到的都是傅利葉變換紅外

說回來,既然是震動光譜,分子的震動是觀察不到的我們需要借助,計算化學的工具

比如 GUASSIAN GUASSVIEW去動態的看看分子到底怎麼震動的

如何紅外光譜分析? - 化學民工的回答 - 知乎如何紅外光譜分析?

可以參考我之前做得工作

紫外的原理

是物質吸收紫外光,或者近紫外光後被激發

能量的躍遷

所以,紫外稱為吸收光譜

吸收光譜可以反映物質的能級

是否容易被反應,被氧化

這個方面使用呢

往往需要配合CV CVD 電化學的方法測氧化,還原電位紫外圖,同樣也是唯一的

但是紫外的使用條件比較苛刻

不如紅外來的快

來的粗狂

我用壓片紅外,隨便溴化鉀磨一磨,56%的相似度傅利葉紅外就可以測出來物質

而有機化學狗

常說的就是投反應

過柱子測官能團的話,需要質譜啦

但是需要考慮,自由基的帶電情況,以及是否穩定然後考慮使用哪種機器,什麼模式

4樓:番茄抄了馬鈴薯

瀉藥高中的話應該用不到這些吧,用的到的應該是核磁,不過核磁最常用的有兩種,氫譜和碳譜。

簡單說,質譜是測分子量,氫譜測不同型別的氫,紅外測官能團,這三個都是定性不定量的,紫外主要是定量,也可以測一些官能團,不過定性不夠準確。這幾個合用才更好。

5樓:青橙紫

質譜儀:測分子量

核磁共振:測結構,推測分子式,精準度極高

紅外:測結構,通常只能大致推斷官能團,不太精準紫外:定量分析,幾乎難以測出官能團,但是可以測出含量

6樓:

有機化學裡紫外光譜儀最有用的恐怕是作為HPLC的PDA detector……沒見誰真用那些經驗規則推測吸收峰值或者反推結構。

7樓:貓撲風鈴

高中嘛,那就簡寫了。

質譜儀測的是分子質量,看最大值。

核磁共振儀,測的是不同化學位置的H的數量,比如甲基都在乙個峰,羥基都在乙個峰之類的。

紅外光譜儀是測官能團的。

紫外光譜儀高中不學。大體上也是測官能團的。

8樓:許小然

有趣的問題,而且看起來非常具有建設性。

考慮到高考將近,今年又因為COVID-19的原因導致了很多不便,以此為動力,我來回答一下這個問題。

以下內容均建立在高中知識範圍的基礎上,不會有過多刁鑽的知識讓希望尋找到答案的高中生感到完全看不懂。那麼我們就按照題目中的順序來說,首先是

質譜(mass spectrograph),顧名思義,和被測物質的質量有關。不過這裡提到的質量當然不是被測試的樣品到底有多重,是10 g還是15 g(這種巨集觀質量的測量在高中範圍內用天平就可以輕易解決了。質譜所研究的是乙個物質分子/分子碎片/原子有多重,所以可以用來分辨具體的分子/原子/同位素種類。

原理的話,非常簡單,就是乙個磁場內洛倫茲力充當向心力的問題,在高中語境下,一般是物質粒子被以一定速度垂直射入磁場,在洛倫茲力的作用下發生偏轉,並通過該粒子在磁場中軌跡的半徑來判斷粒子的質量,數理關係如下:

第一行粉色部分為洛倫茲力表示式,灰色部分為向心力表示式;第二行為質量與軌跡半徑的數學關係。其中, 為粒子電荷量, 為粒子運動速度, 為磁感應強度, 為粒子質量, 為軌跡半徑。

核磁共振氫譜( , nuclear magnetic resonance)是用來檢驗分子中氫環境的表徵方法。在下面紅外光譜中我還會提到,紅外光譜作為一種便捷的表徵方法常用於化學合成產物的粗糙檢驗,而因為其片面性,經常需要與其他表徵方法共同使用,NMR就是經常與IR共同使用的表徵方法的一種。

所謂檢測氫環境,指的即使檢測某乙個物質分子內部共有幾種氫原子,亦即每種氫原子數目的比值。而這裡的提到的氫原子種類,即:對於每一種氫原子,每個氫原子周圍的分子內化學環境全同。

好比說,對於乙個苯分子,

該分子內部共有一種氫,這種氫在每個苯分子內包含六枚氫原子。可以理解吧——因為苯分子上每個碳原子所連線的氫原子彼此之間都是全同的。那麼在NMR譜圖上得到的就是乙個孤零零的強峰。

再比如,對於乙苯,上面共有幾種氫原子,每種氫原子又包含幾枚氫原子呢?你先自己想一想

答案是存在共計五種氫原子,分別是甲基上的氫原子三枚、亞甲基上的氫原子兩枚、苯環鄰位氫原子兩枚、苯環間位氫原子兩枚、和苯環對位氫原子一枚。因此在NMR圖譜上共計有五個峰,它們的強度比例為3:2:

2:2:1。

紅外光譜分析(IR,infrared spectroscopy)是一種化學和材料科學研究者常用的表徵手法,但由於表徵原理和測試面較為片面,通常需要與其他表徵方法同時進行。而之所以目前IR依然在大量使用,是一種檢驗樣品分子內化學環境的主流手段,主要是因為其操作便利性,和由於引入了快速傅利葉變換演算法(Fast Fourier-transform algorithm)帶來的快捷性[(指傅利葉變換紅外光譜分析(IR, Fourier-transform infrared spectroscopy)]。通過檢驗化學鍵的型別繼而可以判斷被測樣品的官能團情況和分子內化學環境,而它的原理是:

對於乙個非單原子分子物質,其分子內部結構本身並非是靜止不動的;換言之,連線分子內部兩個原子的化學鍵並非是乙個類剛體的結構,而是可以發生振動。對於同一條化學鍵,其振動總體可分為兩種形式:伸縮和擺動。

而,當然,對於兩條以上的化學鍵構成的系統,則還分為對稱和非對稱形式。那麼這兩種評判標準的交叉結果是,由兩條化學鍵構成的系統共計有六種振動形式,我們取兩個最簡單的形式作為示例,給大家乙個較為直觀的感受:

對稱伸縮

非對稱伸縮

而分子發生這種分子內部的運動當然也是需要吸收並消耗能量的,這部分能量則可以以電磁波的形式被給予,對應關係當然就是高中物理級別的蒲朗克-愛因斯坦關係式(Planck-Einstein relation)了。

化學鍵震動所需要的能量依靠上述方程所對應的波段落在紅外範圍內,而每種化學鍵振動對應的能量,即對應的波長不同;每一種化學鍵的不同種振動方式對應的波長也不同。因此,通過紅外光源釋放乙個連續的紅外光譜,透過樣品後在接收,測試強度發生減弱(即被吸收)的波長的具體值,即能確定樣品內部的化學鍵種類。

至於紫外光譜,我不認為高中會學到這個領域的知識。紫外光譜主要是通過不同電子軌道躍遷的吸收峰來判斷物質的結構。如果題目中真的出現了想必本身也是作為所給資訊出現,到時候見招拆招就好了。

祝高考順利。

9樓:空心蘿蔔

質譜儀就是把一整個分子轟擊成一些片段,根據片段分子量和斷裂後的點與片段判斷結構。核磁應該是判斷不同環境下H原子的種類與數量比,然後也能推斷這個結構是不是我們想要合成的。紫外就是根據有些基團有紫外吸收,也可以查到相應資料來判斷結構。

10樓:KOP115OF

都可以……而且這些書上都有啊

質譜靠分子碎片,一般只有ei質譜有這個功能,esi的應該不可以。

紅外核磁官能團會在特定位置出峰,這兩個對於結構解析用得最多。比如羰基紅外出在1750,核磁碳譜出在200~210……

紫外主要是用來定量的,但是也可以通過紫外吸收曲線判斷分以上有紫外吸收的結構,比如苯環結構在250nm左右有最大吸收峰。

其中紅外和質譜對官能團的鑑別是最全面的,基本上所有官能團在質譜和紅外上都有特徵,紅外的指紋區更是精細到個體;核磁則要求官能團必須要有碳/氫/氟等元素才能看出;紫外則要求必須有紫外吸收的結構,比如說共軛雙鍵……

分析化學上靠波譜資料處理鑑定乙個化合物,通常需要「四譜聯解」,四種譜都有,資訊量才全,考試的時候也最怕這個。

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