即红外光谱。.ppt

3.3各种有机化合物的红外光谱 饱和烃 不饱和烃 醇、酚和醚 含羰基化合物 含氮化合物 其他含杂原子有机化合物 金属有机化合物 高分子化合物 无机化合物 饱和烃 C-H伸缩振动：对称伸缩振动（νs）和反对称伸缩振动（νas） ，在2800-3000cm-1之间，νas较νs在较高频率。 C-H弯曲振动：1475-700 cm-1 ，甲基的对称变形振动出现在1375 cm-1处 ，对于异丙基和叔丁基，吸收峰发生分裂。 碳碳骨架振动：750-720cm-1为-(CH2)2-的骨架振动，1253-1000cm-1为分叉甲基的骨架振动。 环己烷 不饱和烃 烯烃 炔烃 芳香烃 * 第3章 红外光谱法 （Infrared Analysis） 3.1 概述 3.2 基本原理 1. 产生红外吸收的条件 2. 分子振动 3. 谱带强度 4. 振动频率 5. 影响基团频率的因素 3.3 各类有机化合物的红外吸收光谱 3.4 红外光谱仪器 3.5 试样制备 3.6 应用 3.1 概述 1. 定义：红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即红外光谱。 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。 红外光谱的表示方法： 红外光谱以T~?或T~ 来表示，下图为苯酚的红外光谱。 T(%) 2. 红外光区划分 红外光谱 (0.75~1000?m) 远红外(转动区) (25-1000 ?m) 中红外(振动区) (2.5~25 ?m) 近红外(泛频） (0.75~2.5 ?m) 倍频 分子振动转动 分子转动 分区及波长范围 跃迁类型 （常用区） 3. 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； 3）分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）定量分析； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）分析速度快。 7）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。 3.2 基本原理 1. 产生红外吸收的条件 分子吸收辐射产生振转跃迁必须满足两个条件： 条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。 根据量子力学原理，分子振动能量Ev 是量子化的，即 EV=（V+1/2）h? ?为分子振动频率，V为振动量子数，其值取 0，1，2，… 分子中不同振动能级差为 ?EV= ?Vh? 也就是说，只有当?EV=Ea或者?a= ?V?时，才可能发生振转跃迁。例如当分子从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1），此时?V=1，即?a= ? 条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用 磁场 电场 交变磁场 ? 分子固有振动 ?a 偶极矩变化 （能级跃迁） 耦合 不耦合 红外吸收 无偶极矩变化 无红外吸收 2. 分子振动 1）双原子分子振动 分子的两个原子以其平衡点为中心，以很小的振幅（与核间距相比）作周期性“简谐”振动，其振动可用经典刚性振动描述： k为化学键的力常数（N/cm = mdyn/?），?为双原子折合质量 如将原子的实际折合质量（通过Avogaro常数计算）代入，则有 影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素为化学键力常数k 和原子质量。 k大，化学键的振动波数高，如 kC?C(2222cm-1)kC=C(1667cm-1)kC-C(1429cm-1)（质量相近） 质量m大，化学键的振动波数低，如 mC-C(1430cm-1)mC-N(1330cm-1)mC-O(1280cm-1)(力常数相近） 经典力学导出的波数计算式为近似式。因为振动能量变化是量 子化的，分子中各基团之间、化学键之间会相互影响，即分子 振动的波数与分子结构（内因）和所处的化学环境（外因） 有关。 2）多原子分子 多原子分子的振动更为复杂（原子多、化学键多、空间结构复杂），但可将其分解为多个简正振动来研究。 简正振动 整个分子质心不变、整体不转动、各原子在原地作简谐振动且频率及位相相同。此时分子中的任何振动可视为所有上述简谐振动的线性组合。 简正振动基本形式 伸缩振动?：原子沿键轴方向伸缩，键长变化但键角不变的振动。 变形振动?：基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动。又称