波谱学与结构测试试题（2014）
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一 液体NMR
1．对1H和13C而言 TMS 是常用的参考物质，它溶于大部分有机溶剂，惰性，易挥发，并有 12 个等性的1H核和 4 个等性的13C核。
2．在实验中要想把碳谱中的CH3、CH2 、CH区分开来需要做哪2个谱图？要想得到分子间空间相互靠近的信号，应该做哪种二维谱图可以得到？ 3．下图为某化合物的1H NMR谱和13C NMR谱，请确定该化合物名称。
二 电子自旋共振ESR
1. ESR的研究对象是什么? 什么是ESR现象?
答：(1)在化学领域中，ESR的研究对象主要有以下几类： a.自由基
自由基是指在分子中含有一个未成对电子的物质。 b.双基（briadical）或多基（polyradical）
在一个分子中含有两个或两个以上的未成对电子化合物，并且这些未成对电子相距较远，彼此间相互作用很弱，所以其性质就像两个或多个仅有微弱相互作用的自由基。
c.三重态分子（triplet molecule）
这种化合物在分子轨道中含有两个未成对电子，但与双基不同的是，这两个电子相距很近，彼此间有很强的相互作用。三重态分子有两类： ①分子本身就是三重态分子，例如氧分子
②在光和热的激发下由原来的逆磁性分子变成顺磁性的三重态分子。 d.过渡金属离子和稀土离子 过渡金属离子：未充满的3d, 4d, 5d 电子壳层稀土离子：未充满的4f,5f 电子壳层
e.固体中的晶格缺陷 一个或多个电子（或空穴）陷落在缺陷中或其附近，形成一个具有单电子的物质。例如，F心，V心。 f.其他体系
含有奇数电子的原子，以及含有单电子的分子等。 (2)电子自旋共振现象，也称为电子顺磁共振 2. 电子自旋共振的条件是什么? 答：顺磁性物质分子中未成对电子在直流磁场作用下产生能级分裂，如果在垂直于磁场的方向上施加频率为υ的电磁波，当满足下面的条件：
hυ＝gβH
一部分能级低的电子吸收电磁波能量跃迁到高能级中。 3. 在什么情况下ESR谱出现超精细结构?
答：未成对电子与磁性核之间有磁相互作用，称为超精细相互作用。由此产生许多谱线，称为超精细结构(hfs)。核的自旋运动可以用核自旋量子数I表征， 即： μn=+gnβnI
其中，μn：核磁矩 gn：核的g因子 βn：核磁子，βn＝βe /1836
4. 什么是g因子？如何在ESR谱中使用绝对测量方法计算g因子，请写出计算公式，以及公式中各个常量的数值及单位。
答：g因子在本质上反映了分子内部局部磁场的特征,它是提供分子结构信息的一个重要参数.通过g因子的测量，有助于了解信号来源和磁性粒子的性质。 由共振条件 hυ＝gβH，可知： g=hυ/βH
对于自由电子，只具有自旋角动量而无轨道角动量，ge＝2.0023。
根绝对测量方法：据共振条件hυ= g βH 可知， g=hυ/βH 其中，υ微波频率9.78 x109Hz，h=6.626 x 10-27尔.秒，β=9.274 x 10-21尔/高斯，H谱
线位置的磁场强度
5. g 因子的大小与自旋体系相对于外磁场的方向是否有关？请举例
g 因子的大小与自旋体系相对于外磁场的方向有关，由gxx， gyy， gzz 表示
(1) 对称结构
①如在八面体,立方体等高度对称的体系中,则gxx = gyy = gzz ②如顺磁性物质在低黏滞性的溶液中，分子快速翻滚，g的各向异性被平均掉，即g因子表现为各向同性，则g平均 = 1/3 (gxx + gyy + gzz )
(2) 轴对称结构
如果分子含有一个n重对称轴，此时，对称轴为z，而x与y相同，即gxx = gyy ≠gzz通常，用g∥ 代表平行与对称轴z的g 因子，即，g
即，g⊥＝ gxx = ∥＝ gzz用g⊥ 代表垂直于此轴的g 因子此轴的g 因子，
gyy
(3) 非轴对称结构
对于更低的对称体系, 不含三重或多重对称轴,g因子在X,Y,Z方向的主值都不相同.即gxx ≠gyy ≠gzz