吉林大学《仪器》第07章红外吸收光谱法分解.ppt

第七章 红外 吸收光谱法 一、概述 二、红外光谱与有机化合物结构 三、分子中基团的基本振动形式 四、影响峰位变化的因素 1.红外光谱产生的条件 2. 分子振动方程式 (2) 分子振动方程式 三、分子中基团的基本振动形式 四、影响峰位变化的因素 2.氢键效应 振动耦合效应 含有若干个相同的化学键的振动频率发生分裂的现象称为耦合效应。当一个化学键的伸缩振动与另一个化学键的振动吸收频率很接近时，就会发生振动耦合。 一个化学键的某一种振动的基频和他自己或另一个连在一起的化学键的某一种振动的倍频或组频很接近时，可以发生耦合，这种耦合成为费米共振。 一、仪器类型与结构 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 二、制样方法 三、联用技术 一、红外光谱的特征性 红外光谱与分子结构 二、有机化合物分子中常见基团吸收峰 （2）饱和碳原子上的—C—H 三、基团吸收带数据 四、分子的不饱和度 芳香烃 取代苯的C-H面外弯曲振动吸收峰位置 ? 羧酸和羧酸盐 一、红外谱图解析 对比 二、未知物结构确定 典型有机化合物的红外光谱 1. 烯烃双键的特征吸收 =CH的面外弯曲振动 烯烃类型 CH面外弯曲振动吸收位置（cm-1） R1CH=CH2 995-985，910-905 R1R2C=CH2 895-885 R1CH=CHR2(顺) 730-650 R1CH=CHR2(反） 980-965 R1R2C=CHR3 840-790 炔烃化合物 C-H伸缩振动：3340-3300cm-1，波数高于烯烃和芳香烃，峰形尖锐。 C-C叁键伸缩振动：2100cm-1 ，峰形尖锐，强度中到弱。干扰少，位置特征。末端炔基该吸收强。分子对称性强时，该吸收较弱。 腈类化合物，C-N叁键伸缩振动出现在2300-2220cm-1，波数比炔烃略高，吸收强度大。 振动类型 波数（cm-1） 说明 芳环C-H伸缩振动 3050±50 强度不定 骨架振动 1650~1450 峰形尖锐，通常为4个峰，但不一定同时出现 C-H弯曲振动（面外） 910~650 随取代情况改变 取代类型 C-H面外弯曲振动吸收峰位置（cm-1） 苯 670 单取代 770-730，710-690 二取代 1，2- 770-735 1，3- 810-750，710-690 1，4- 833-810 三取代 1，2，3- 780-760，745-705 1，2，4- 885-870，825-805 1，3，5- 865-810，730-675 四取代 1，2，3，4- 810-800 1，2，3，5- 850-840 1，2，4，5- 870-855 五取代 870 各类取代苯的倍频吸收和面外弯曲振动吸收: 羰基化合物的C=O伸缩振动吸收峰位置 化合物类型 吸收峰位置（cm-1） 醛 1735-1715 酮 1720-1710 酸 1770-1750 酯 1745-1720 酰胺 1700-1680（酰胺“I”峰） 酸酐 1820和1760 CO2-的对称伸缩振动，1650-1540，最强峰，反对称伸缩振动，1420-1300，强峰 酰卤 卤素原子直接与羰基相连，强诱导效应使羰基伸缩振动大大升高。脂肪族位于1800cm-1附近。 C-X伸缩振动：脂肪族1000-910cm-1，峰形宽大，芳香族1250-1110cm-1，通常分裂为数个峰。 C-X弯曲振动：1310-1040cm-1 1．烷烃 2. 烯烃 第四节 红外谱图解析示例 烯烃顺反异构体 3.醇 氢键 缔合 ４．醛、酮 5．羧酸及其衍生物 * * 第一节 红外光谱基本原理 一、概述 分子中的原子与化学键处于不断的运动中。除了原子外层价电子跃迁以外，还有分子中原子的振动和分子本身的转动。这些运动形式都可能吸收外界能量而引起能级的跃迁，每一个振动能级常包含有很多转动分能级，在分子发生振动能级跃迁时，不可避免的发生转动能级的跃迁，因此无法测得纯振动光谱，故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱，简称振转光谱，即红外光谱。 分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱 红外光谱测定的优点： 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。 4、样品用量小。 红外波段的划分 σ=104/λ（λ μm ，cm-1） 红外波段范围又可以进一步分为远红外、中红外、近红外 波段 波长μm