复旦大学分析化学AII第三章红外光谱剖析.ppt

红外光的区域 红外线：波长在0.76－500μm 范围内的电磁波 2、红外吸收光谱产生的条件 Condition of Infrared absorption spectroscopy 分子振动方程式 三、分子中基团的基本振动形式 Basic vibration of the group in molecular （一）伸缩振动 原子沿键轴方向伸缩，键长发生变化而键角不变的振动，用符号?表示。 1．对称伸缩振动（?s） ：键长沿键轴方向的运动同时发生 2．反对称伸缩振动（?as）：键长沿键轴方向运动交替发生 （二）变形振动（又称弯曲振动或变角振动） 基团键角发生周期变化而键长不变的振动，用符号?表示。 变形振动又分为面内变形和面外变形振动。 1．面内变形振动β： 又分为剪式（以?表示）和平面摇摆振动（以?表示）。 1）剪式振动δ：振动中键角的变化类似剪刀的开闭 2）面内摇摆ρ：基团作为一个整体在平面内摇动 2．面外弯曲γ：弯曲振动垂直几个原子构成的平面 又分为非平面摇摆（?表示）和扭曲振动（?表示）。 1）面外摇摆ω：两个X原子同时向面下或面上的振动 2）扭曲τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动 2、振动的自由度 指分子独立的振动数目，或基本的振动数目 注： 振动自由度反映吸收峰数量 并非每个振动都产生基频峰 吸收峰数常少于振动自由度数 水分子——非线性分子 CO2分子 ——线性分子 吸收峰数少于振动自由度的原因： 发生了简并——即振动频率相同的峰重叠 红外非活性振动 2). 吸收峰强度 基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰 （即V=0 → 1产生的峰） （5）泛频峰 倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激 发态、第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰 （即V=0→V=2，3- - -产生的峰） 一、红外吸收光谱的特征性 Group frequency in IR 红外光谱信息区 二、分子结构与吸收峰 Molecular structure and absorption peaks （2）饱和碳原子上的—C—H(2800-3000cm-1) 三、影响峰位变化的因素 Molecular structure and absorption peaks ｂ．共轭效应---使电荷分散. （２）空间效应 2.氢键效应 一、仪器类型与结构 Types and structures of instruments 1. 色散型红外光谱仪主要部件 2. 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 迈克尔干涉仪工作原理图 3. 傅立叶变换红外光谱仪的特点 1. 对试样的要求 2.制样方法 基团吸收带数据 苯衍生物的C=C 苯衍生物在 1650 ? 2000 cm-1 出现 C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。 （3）C=O （1850 ? 1600 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。 饱和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；强、尖；不饱和向低波移动； 醛，酮的区分？ 酸酐的C=O 双吸收峰：1820～1750 cm-1 ，两个羰基振动偶合裂分； 线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强； 环形结构：低波数峰强； 羧酸的C=O 1820～1750 cm-1 ， 氢键，二分子缔合体； 4. X—Y，X—H 变形振动区 1350 cm-1 指纹区(1350 ? 650 cm-1 ) ,较复杂。 C-H，N-H的变形振动； C-O，C-X的伸缩振动； C-C骨架振动等。 精细结构的区分； 顺、反结构区分； 常见基团的红外吸收带 特征区 指纹区 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 C-H，N-H，O-H N-H C?N C=N S-H P-H N-O N-N C-F C-X O-H O-H（氢键） C=O C-C，C-N，C-O ?C-H C-H C?C C=C 1．内部因素 （1）电子效应 a．诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移） 　 化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。 R-COR ?C=0 1715cm-1 ; R-COH