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红外吸收光谱法 本章的主要内容 第1节 概述 第2节 红外吸收光谱法基本原理 第3节 红外光谱与分子结构 第4节 红外光谱仪器 本章的基本要求 理解红外光谱产生的两个条件 掌握有机物的基团特征频率及指纹区的特征吸收 掌握影响基团频率位移的主要因素 了解FT-IR仪的基本组成部件的作用及特点 了解有机物谱图解析的一般方法 第一节 概述 introduction 能级跃迁 第二节 红外吸收光谱法基本原理 一. 红外光谱产生的条件 例2　CO2分子（有一种振动无红外活性） 二.分子振动方程 表 某些键的伸缩力常数（毫达因/埃） 1.键强度对峰位的影响 二、分子中基团的基本振动形式 （2）峰形 O-H 与N-H的峰形比较 Summary of The Key Points * * 第十章 Infrared absorption spectroscopy(IR) 近红外区 0.78-2.5?m 中红外区 2.5-25 ?m 远红外区 25-1000 ?m 辐射 分子振动能级跃迁 红外光谱 官能团 分子结构 红外光谱法 振动能级跃迁时总伴随有转动能级跃迁。 红外吸收峰(带) 可以用峰位，峰形，峰强描述。 红外光谱图 纵坐标为透过率%，有时使用吸光度A 横坐标为波数? (cm-1 ) ，过去常用波长λ （ ?m ）。 定性：利用基团的特征吸收频率进行有机化合物的结构解析。 定量：利用特征峰的吸收强度； 朗伯-比尔定律 特点 1. 应用面广 2. 不破坏样品，对任何相态都适用 3. 特征性高，只要分子结构不同，其IR谱图肯定不同 4. 速度快，样品用量少，适合于联用 红外光谱的用途 Basic principle of IR (1)辐射的能量等于分子振动跃迁所需的能量—即能级差； (2)分子振动时有瞬间偶极矩变化。 红外活性 infrared active 有偶极矩变化，有红外活性。 如H2O，HCl, CO2 (动画) 非红外活性 infrared inactive 没有偶极矩变化，辐射不能引起共振，无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 (动画) (1) 双原子分子的振动看作简谐振动 (2) 化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧 假设: （与峰位有关） 任意两个相邻的能级间的能量差为： K 化学键的力常数（force constant），与键能和键长有关， ? 为双原子的折合质量（reduced mass）? =m1m2/（m1+m2） 结论：发生振动能级跃迁需要能量的大小（或产生吸收峰的频率）取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。 例题: 由表中查知C=C键的K=9.5 ? 9.9 ,令其为9.6, 计算波数值。 正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1 键类型 —C?C — —C =C — —C— C — 力常数 15 ? 17 9.5 ? 9.9 4.5 ? 5.6 峰位 2100-2250 1600-1680 800-1200cm-1 　　 结论：化学键越强（即键的力常数 K 越大），则其振动频率越大，即吸收峰将出现在高波数区。 Conclution: Stronger chemical bonds tend to cause increases in observed frequencies. Group C-H C-C C-Cl C-Br C-I 峰位 3000 1000 800-600 600-500 500-200 cm-1 Conclution: Lighter atomic masses tend to cause increases in observed frequencies. 结论：原子的质量越小，产生的吸收峰频率越高，即吸收峰将出现在高波数区。 2.原子质量对峰位的影响 伸缩振动 Stretching vibration (动画) 变形振动 Deformation vibration 1．两类基本振动形式 不对称伸缩 asymmetric 对称伸缩 symmetric 面内变形 in plane 面外变形 out-of-plane basic vibration of the group in molecule 例１　水分子 （非对称分子） （1）峰位 (peak position) ２．峰位、峰形与峰强 规律：同一基团的伸缩振动频率总高于其变形（