红外分光光度法 - 辽宁中医药大学职业技术学院欢迎您.ppt

分子振动的自由度 N个原子组成分子。 有3N个独立运动＝平动数＋振动数＋转动数 N个原子中每个原子都能向X，Y，Z三 个坐标方向独立运动。 即N个原子有3N个独立运动。 3个平动自由度 如H2O的振动自由度等于 3×3－6＝3 基团吸收带数据 第三节　红外分光光度计与制样 内部结构 色散型红外光谱仪主要部件 制样方法sampling methods 分子的不饱和度 第十四章 泛频峰的存在使光谱变得复杂，但同时也增加了红外光谱对分子结构的特征性。 例如，取代苯的泛频蜂出现在2000cm-1~1677cm-1的区间，主要是由于苯环的面外弯曲振动的倍频峰等所构成的，特征性很强，可用于鉴别取代基在苯环上的取代位置。 第二节　基本原理 第十四章 (五)吸收峰峰位及影响因素 一般以振动能级跃迁时所吸收的红外光的波长或波数或频率表示. 第二节　基本原理 第十四章 第二节　基本原理 吸收峰的峰位 化学键的力常数k 越大， 原子折合质量越小， 键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）； 反之，出现在低波数区（高波长区）。 第十四章 同一类基团(化学键) ，由于所处的化学环境不同，其吸收峰的位置在一定的区域内发生移动叫基团频率位移。引起基团频率位移的因素，大致可以分为两类。即内部因素和外部因素。 第二节　基本原理 1．内部因素 （1）诱导效应： R-COR ?C=O 1715cm-1； R-COH ?C=Ｏ 1730cm -1 ； R-COCl ?C=Ｏ 1800cm-1 ； R-COF ?C=Ｏ 1920cm-1 ； F-COF ?C=Ｏ 1928cm-1 ； R-CONH2 ?C=Ｏ 1920cm-1 第十四章 第二节　基本原理 吸电子基团→双键性→大，k →增大，σ→增大，向高频移动。 （2） 共轭效应（C效应） cm -1 cm -1 cm -1 cm -1 第十四章 第二节　基本原理 电子密度→平均化(小)，k →减小，σ→减小，向低频移动。 （3） 氢键效应 氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。 (分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。 分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受浓度影响较大。 C=O伸缩 N-H伸缩 N-H变形 游离 1690cm-1 3500cm-1 1620-1590cm-1 氢键 1650cm-1 3400cm-1 1650-1620cm-1 第十四章 第二节　基本原理 第十四章 (1)溶剂效应： 第二节　基本原理 μ→大,形成氢键，极性大,都导致向低频移动。 2.外部因素 消除溶剂效应方法：采用非极性溶剂，如CCl4,CS2等，并以稀溶液来获得红外吸收光谱。 第十四章 第二节　基本原理 (2)物质的状态： g(气态)能测得到转动光谱 l.s.下测不到转动光谱 同一化合物的气态和液态光谱或液态和固态光谱有很大的差别。 查阅标准图谱时，要注意试样状态及制样方法等。 第十四章 第二节　基本原理 (六)红外光谱的重要区段 常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000?400 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1) 4000 ?2500 cm-1 X—H伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2) 2500 ?2000 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区 第十四章 第二节　基本原理 (3) 2500 ?1500 cm-1 双键伸缩振动区 (4) 1500 ?400 cm-1 指纹区 C—X伸缩，（X=O，N，C，H） X—H变形振动区 第十四章 两种类型：色散型 干涉型（傅立叶变换红外光谱仪） 第十四章 Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR 第十四章 第十四章 基本构造和工作原理 光源→吸收池→单色器→检测器→记录装置 色散型红外吸收光谱仪 1. 光源 能斯特灯：氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结制成的中空或实心圆棒，直径1-3 mm，长20-50mm； 特点：发光强度大；寿命0.5-1年； 硅碳棒：两端