2．红外光谱-中国药科大学.ppt

规律 ① U=0，链状饱和化合物 ②U=1，结构中含一个双键或脂环. ③U=2，结构中含叁键或两双键 ④ ，结构中可能含有苯环 3．“四先四后”解析光谱图 先特征区，后指纹区；先最强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定。 4．佐证 案例4-4 红外光谱图解析 某化合物的分子式C8H8O，红外谱图如下图，试推测该化合物的结构。 解：（1）计算不饱和度 推测化合物可能含苯环结构 （2）各峰归属 /cm-1 振动归属 结构单元 不饱和度 化学式单元 2820 （费米共振） —CHO 1 CHO 2700 1690 CO 3060 4 C6H4 1600 （芳环） 1580 1510 825 （取代） 2960 —CH3 0 CH3 1450 1376 （3）结论 综合上述信息，该化合物是对甲基苯甲醛 练习 解： * 单击此处编辑母版文本样式 * 单击此处编辑母版文本样式 * 第4章 红外光谱实用技术 中国医药科技出版社 中国药科大学 学习目标 知识目标 掌握红外光谱产生原理、红外分光光度计的基本构造及制样方法；熟悉和识别各类化合物的红外光谱；了解红外光谱实际相关应用。 技能目标 掌握固体样品制备技术和会正确使用红外光谱仪；红外光谱图的初步识别；红外光谱仪简单维护。 第1节 红外分光光度法的基本原理 一、红外吸收光谱 1．红外光 是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在0.76μm至1000μm之间，红外光是不可见光. （1）单位 波长、频率、波数（表示1cm之内含有多少个波长 ） （2）换算关系 (单位：cm-1) 区域名称 λ/μm σ/cm-1 能级跃迁类型 近红外 0.75～2.5 13158~4000 OH、NH、CH键倍频 中红外 2.5～25 4000~200 振动，伴随转动 远红外 25～1000 200~10 转动 （3）分区 2．红外光谱 （1）红外光谱与红外光谱法 红外光谱：由于物质分子内微粒的振动、转动能级跃迁在中红外光区所产生的吸收光谱，称为中红外吸收光谱（mid-infrared absorption spectrum，Mid-IR），简称红外光谱（IR） 。 远红外光谱（Far-IR）：由分子的纯转动能级跃迁在远红处区所产生的吸收光谱。 近红外光谱（NIR ）：由含氢原子团（如O-H、N-H、C-H）伸缩振动的倍频及组合频吸收产生的光谱 。 红外光谱法（infrared spectrophotometry）：利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法 。 （2）红外光谱表示方法 聚苯乙烯薄膜红外光谱图 特征：（1） 曲线 （2）红外光谱的吸收峰通常是倒置的吸收峰 二、分子振动 1．伸缩振动 对称伸缩振动 不对称伸缩振动 2．弯曲振动 面内弯曲振动 剪式振动 面内摇摆振动 面外弯曲振动 面外摇摆振动 扭曲振动 变形振动 对称变形 不对称变形 3．振动自由度 分子的基本振动数目或独立振动数目称为分子的振动自由度 分子的振动自由度=运动自由度（3N）– 平动自由度 – 转动自由度 非线性分子振动自由度: （3N-6） 线性分子振动自由度: （3N-5） 备注：N为组成分子或粒子的原子个数。 想一想 SO2、H2S、CH4各有多少个基本振动形式？ 4．双原子分子振动频率 虎克（Hooke）定律 为化学键力常数 案例4-1 C—H、C—C 、C=C、C≡C伸缩振动频率 结论：振动形式相同，基团不同，振动频率不同；基团相同， 振动形式不同，振动频率也可能不相同。 三、红外光谱产生的条件 或 为被吸收红外光的频率或波数 （1）简并现象： 振动形式不同，但振动频率相同，吸收光的频率相同，只能观察到一个吸收峰的现象。 （2）红外非活性振动 ：振动不产生红外吸收的现象 （3）红外活性振动：振动中偶极矩发生变化的振动。 （4）产生条件： ①红外光的频率等于基团振动频率的整数倍； ②振动过程中偶极矩不为零。 四、红外光谱常用术语 1．吸收峰的峰位与强度 （1）峰位 吸收峰的位置或称峰位（一定宽度的带状吸收峰）。 影响因素：力常数及折合质量，诱导效应、共轭效应、原子杂化类型、氢键、空间效应、溶剂、温度等。 案例 不同环境中羰基伸缩振动频率 1715cm-1 1780cm-1 （2）吸收峰强度 ε＞100　 非常强谱带（vs） ε=20~100　　强谱带（s） ε=10~20　中