质谱法

质谱仪测量离子的精确质量。可以将有机样品引入质谱仪并使其电离。这也将一些分子分解成更小的片段。

所得的质谱显示

1) 最重的离子只是电离的分子本身。我们可以简单地记录它的质量。

2) 其他离子是分子片段，提供有关其结构的信息。常见的片段是

物种	公式	质量
甲基	CH₃⁺	15
乙基	C₂H₅⁺	29
苯基	C₆H₅⁺	77

核磁共振波谱法

核磁共振 (NMR) 波谱法是确定有机化合物结构最有用的分析技术之一。主要有两种类型的 NMR，¹H-NMR（质子 NMR）和¹³C-NMR（碳 NMR）。在 A-level 上，我们只需要了解¹H-NMR。

NMR 基于这样一个事实，即原子核具有称为自旋的量子化性质。当将磁场施加到¹H 核时，核可以与施加的磁场（自旋 +1/2）或与施加的磁场（自旋 -1/2）对齐。

这两个状态具有不同的势能，能量差取决于磁场强度。然而，围绕原子核的磁场强度取决于原子核周围的化学环境。例如，围绕原子核和靠近原子核的负电荷电子可以屏蔽原子核免受磁场的影响，从而降低原子核感受到的有效磁场强度。这反过来将降低在 +1/2 和 -1/2 状态之间跃迁所需的能量。因此，对于连接到电子供体基团（如烷基）的原子核，跃迁能量将更低，而对于连接到吸电子基团（如羟基）的原子核，跃迁能量将更高。

在 NMR 机中，待分析的化合物放置在强磁场中，并用无线电波照射，使所有¹H 原子核占据更高的能量 -1/2 状态。当原子核弛豫回到 +1/2 状态时，它们会释放出对应于两个自旋状态之间的能量差的无线电波。无线电波被记录下来并由计算机分析，以给出样品的强度与频率图。然后可以使用此信息来确定化合物的结构。

红外光谱法。

吸收红外辐射使共价键振动。不同类型的键吸收不同波长的红外线

红外光谱学家没有记录波长，而是记录波数；1 cm 中能容纳的波数。（这很容易转换为波的能量。）

出于某种原因，光谱被反向记录（从 4000 到 500 cm⁻¹ 比较典型），通常在 1000 cm⁻¹ 以下使用不同的比例（以便更清楚地看到指纹区域）并且颠倒（记录的是％辐射透射而不是辐射吸收）。

吸收的红外辐射的波数是许多键的特征，因此红外光谱法可以确定样品中包含哪些官能团。例如，羰基 (C=O) 键将在 1650–1760 cm⁻¹ 处吸收。

有机分子中键的吸收总结

w:红外光谱相关表

键	最小波数 (cm⁻¹)	最大波数 (cm⁻¹)	官能团（以及其他说明）
C-O	1000	1300	醇和酯
N-H	1580	1650	胺或酰胺
C=C	1610	1680	烯烃
C=O	1650	1760	醛、酮、酸、酯、酰胺
O-H	2500	3300	羧酸（非常宽的带）
C-H	2850	3000	烷烃
C-H	3050	3150	烯烃（将强度与烷烃进行比较，以大致了解所涉及的 H 原子数）
O-H	3230	3550	在醇中形成氢键
N-H	3300	3500	胺或酰胺
O-H	3580	3670	醇中的游离 –OH（仅在用非极性溶剂稀释的样品中）