红外光谱法-(1-2).ppt

* 问题：每种简谐振动都有特定的振动频率，理论上讲，红外光谱图中吸收峰的数目应等于简正振动数（也即振动自由度），但是，实际光谱中吸收峰数目远小于简正振动数目，为什么？ （1）某些振动方式为非红外活性，不伴随偶极矩的变化（Δμ=0） 例如：CO2的vs=1388cm-1，实际光谱中没有该吸收峰。 （2）振动方式频率相同，发生简并现象。 如CO2的面内和面外弯曲，667cm-1 （3）仪器分辨率不高，有的吸收峰不在仪器的检测范围内 * 三、红外吸收峰强度 intensity of Infrared absorption bend 问题：C=O 强；C=C 弱；为什么？ 吸收峰强度?跃迁几率?偶极矩变化 吸收峰强度 ? 偶极矩的平方 偶极矩变化——结构对称性； 对称性差?偶极矩变化大?吸收峰强度大 符号： vs（很强）；s(强)；m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级； * 四、基团频率 1. 基团频率和特征吸收峰 ?? 在红外光谱中，某些化学基团虽然处于不同分子中，但它们的吸收频率总是出现在一个较窄的范围内，吸收强度较大，且频率不随分子构型变化而出现较大的改变。这类频率称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰。 ?? 多数情况下，一个官能团有数种振动形式，因而有若干个相互依存而又相互佐证的吸收谱带，称为相关吸收峰。 * 2 官能团区和指纹区 ?? 官能团区 4000~1300cm-1是基团伸缩振动出现的区域，对 鉴定基团很有价值 ?? 指纹区 1300~600cm-1是单键振动和因变形振动产生的 复杂光谱区，当分子结构稍有不同时，该区的 吸收就有细微的差异，对于区别结构类似的化 合物很有帮助。 1300~900cm-1 单键和某些双键的伸缩振动 900~600cm-1 变形振动 * 3. 红外光谱中的重要区段 （1）X-H伸缩振动区（氢键区）：4000-2500 cm-1 （a）—O—H 3700 ? 3100 cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽，频率降低。 * （b）—N—H 3500 ? 3300 cm-1 （m） -NH2:双峰； -NHR：单峰； 脂肪胺：峰强中等； 芳香胺：峰强，尖锐 注意：醛基（C=O）上的C-H伸缩振动呈现弱双峰~2820和~2720 cm-1，鉴别醛基的特征频率。 （c）饱和碳原子上的—C—H 3000cm-1 不饱和碳原子上的—C—H 3300-3000cm-1 * （2）三键和累积双键区：2500-2000 cm-1 在该区域出现的峰较少； （a）RC ? CH （2100 ? 2140 cm-1 ） RC ? CR’ （2190 ? 2260 cm-1 ） R ? R’ 时，无红外活性 （b）RC ?N （2100 ? 2140 cm-1 ） 非共轭 2240 ? 2260 cm-1 共轭 2220 ? 2230 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐； 有O原子存在时；O越靠近C ? N，峰越弱； * （3）双键区：2000-1500 cm-1 νC=C ：烯烃 1680-1620cm-1； νC=C ： 单核芳香烃骨架 1650-1430cm-1 附近有2-4个峰，可用来鉴别有无苯环。 * C=O （1900 ? 1650 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； * （4）单键振动和指纹区：1500-400 cm-1 光谱复杂，特征性强 ~1375 cm-1 为甲基的?C-H(对称弯曲振动） ? C-O 1300-1000 cm-1 最强 ? C-H 900-650cm-1 苯环面外弯曲振动，用来确定苯环取代类型 * 单峰 三峰 单峰 双峰 苯的取代基位置 根据苯衍生物的泛频带1650?2000cm-1 和指纹区900~~650cm-1的光谱来确定苯的衍生物的取代类型 苯环上C-H面外的泛频峰 * 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