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文件名称:仪器分析速成攻略光谱部分(下).doc
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更新时间:2025-05-22
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仪器分析速成攻略光谱部分(下)

产生核磁共振波谱的必要条件是什么?

原子核必须具有核磁性质,即必须是磁性核,有些原子核不具有核磁性质,它就不能产生核磁共振波谱。

需要有外加磁场,磁性核在外磁场作用下发生核自旋能级的分裂,产生不同能量的核自旋能级,才能吸收能量发生能级的跃迁。

只有那些能量与核自旋能级能量差相同的电磁辐射才能被共振吸收,即,这就是核磁共振波谱的选择性。

核磁共振波谱法的特点。

NMR法谱图的直观性强,而碳谱能直接反映出分子的骨架,谱图解释较为容易。因此它可以确定几乎所有常见官能团的环境,有的是其它光谱或分析法所不能判断的环境。

有多种原子核的共振波谱,扩大了应用范围,各种谱之间还可以互相印证。

可以进行定量测定,也可以用于跟踪化学反应的进程,研究反应机理,还可以求得某些化学过程的动力学和热力学的参数。分析时样品不会受到破坏,属无损分析。

简述弛豫过程同时说明不同物质弛豫时间的区别。

1、纵向弛豫(又称自旋-晶格弛豫):处于高能级的核将其能量转移给周围分子骨架(晶格)中的其它核,而使自己返回到低能级,这种方式称纵向弛豫。

2、横向弛豫(又称自旋-自旋弛豫):当两个相邻的核处于不同能级,但进动频率相同时发生横向弛豫。

纵向驰豫取决于样品中磁核的运动,样品流动性降低时,T1增大。气、液的T1较小,固体及粘度大的液体的T1很大,T2很小;弛豫时间虽然有T1、T2之分,但对于一个磁核来说,它处于高能态时所停留的平均时间只取决于T1、T2中较小的一个。

进行核磁共振分析时,应如何处理样品?对于溶剂又有什么要求?

非粘滞液体样品:可不必处理,只要置于样品管中即行。

粘滞液体样品:一般配成约2-10%的稀溶液后实验。

固体样品:若将固体样品直接进行实验,其图谱往往有许多互相叠合的谱带组成,且很宽,因此对结构分析没有什么意义。对固体样品,可预先将其溶解,如果溶液的制备会引起分子结构的变化,就必须采用固体样品直接实验,但必须采用一些特殊技术。

首先,溶剂要根据样品的溶解度来选择;样品溶液应不含磁性及不溶杂质,且粘度小;若研究1H核磁共振谱,样品溶剂应不含质子。常用溶剂有四氯化碳、二硫化碳及氘代溶剂。

核磁共振最常用的参比物是四甲基硅烷TMS,选用TMS作标准的原因是什么呢?对于水溶样品,选用什么作为参比物?

TMS中12个质子处于完全相同的化学环境中,只有一个尖峰;

(2)TMS中质子外围的电子云密度和一般有机物相比是最密的,因此氢核受到最强烈的屏蔽,共振时需要外加磁场强度最强,化学位移值最大,不会和其它化合物的峰重叠;

(3)TMS是化学惰性,不会和试样反应;

(4)易溶于有机溶剂,且沸点低(bp=270C),易用蒸馏法从样品中分离除去,回收试样容易。

对水溶样品,应选择4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠(DSS)作为参比化合物。

影响化学位移的因素有哪些?

(1)诱导效应:相邻的原子或基团的电负性大,该质子的共振信号移向低场;

(2)共轭效应:如果有电负性的原子存在并以单键形式连接到双键上,共振吸收移向高场;如果有电负性的原子以不饱和键的形式连接,共振吸收移向低场;

(3)磁各向异性效应:屏蔽区,δ较小,共振信号出现在高场;去屏蔽区,δ较大,共振信号出现在低场;

(4)形成氢键的影响:当分子形成氢键时,氢键中质子周围的电子云密度降低,屏蔽效应削弱,共振信号移向低场,δ变大。

7.化学位移与偶合常数的区别。

化学位移值Δv也用频率表示,但偶合常数不随外加磁场强度的变化而改变。若核磁共振图谱中的两峰之间的Δv值随Bo改变而改变,则可判定它们是由两个化学位移不同的核给出的信号;若不随Bo改变,则是由自旋-自旋偶合裂分造成的。

什么是化学全同和磁全同,这两者有什么关系?

化学全同:同一分子中化学位移相等的质子称化学全同质子,化学全同质子具有相同的化学环境。

磁全同:如果有一组质子是化学全同质子,当它与组外的任一磁核偶合时,其偶合常数相等,这组质子称磁全同质子。

磁全同一定有化学全同,但是化学全同不一定有磁全同。

质谱法的工作原理、应用范围、特点、测定要求、局限性以及工作过程。

质谱法是在高真空条件下,利用高速电子束使样品分子电离,将分解出的阳离子加速导入质量分析器中,然后按质荷比(m/z)大小顺序进行分离并被检测而记录下来,即得到所谓的质谱图。

根据质谱图峰的位置,可以进行定性和结构分析;根据峰的强度可以进行定量分析。质谱法尤其适合于研究有机化合物结构、生物大分子的分子量测定以及同位素的测定。

分析速度快,样品用量少,灵敏度高,重现性好。

质谱法要求用纯样品测定。

质谱仪器较为精密,价格较贵,工作环境要求较高,给普及带来一定的限制。

工作过程:使样品分子转变成离子;(2)通过电场使离子加速;(3)按质荷比分离离子;(4)将离子