红外光谱基本原理.ppt

*2）溶剂效应极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O：气态时：?C=O=1780cm-1非极性溶剂：?C=O=1760cm-1乙醚溶剂：?C=O=1735cm-1乙醇溶剂：?C=O=1720cm-1因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。第30页，共47页，星期日，2025年，2月5日*第三节红外光谱法的定性、定量方法一、定性分析1.已知物的鉴定将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献上的谱图对照。2.未知物结构分析如果化合物不是新物质，可将其红外谱图与标准谱图对照；如果化合物为新物质，则须进行光谱解析，其步骤为：1）该化合物的信息收集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋光度等；2）不饱和度的计算：通过元素分析得到该化合物的分子式，并求出其不饱和度?.第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日*?＝0时，分子是饱和的，分子为链状烷烃或其不含双键的衍生物；?＝1时，分子可能有一个双键或脂环；?＝2时，分子可能有一个三键或两个双键；?＝4时，分子可能有一个苯环。注意：一些杂原子如S、O不参加计算。例：计算C8H8、C3H6O的不饱合度。3）查找基团频率，推测分子可能的基团；4）查找红外指纹区，进一步验证基团的相关峰；5）能过其它定性方法进一步确证：UV-Vis、MS、NMR、Raman光谱等。第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日*未知物结构确定

structuredeterminationofcompounds第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日关于红外光谱基本原理*第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日*红外光谱(infraredabsorptionspectrum,IR)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,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。光辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日*第3页，共47页，星期日，2025年，2月5日*红外光区的划分及应用近红外区：0.8～2.5?m中红外区：2.5～50?m远红外区：50～1000?m红外光区位于0.8～1000?m波长范围间第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日*红外吸收光谱的特点1、只有振-转跃迁,能量低2、应用范围广3、分子结构更为精细的表征4、可以进行定量分析5、样品不限形式,用量少,不破坏样品6、分析速度快7、可联用第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日*红外光谱与紫外可见光谱的区别1.光谱产生的机制不同分子振动和转动能级的跃迁；价电子和分子轨道上的电子在电子能级上的跃迁。2.研究对象不同在振动中伴随有偶极矩变化的化合物；不饱合有机化合物特别是具有共轭体系的有机化合物。3.可分析的试样形式不同，使用范围不同气、液、固均可，既可定性又可定量，非破坏性分析；既可定性又可定量，有时是试样破坏性的。第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日*红外光谱图：应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；红外光谱的表示方法纵坐标为透光率T％，横坐标为波长λ(?m)或波数1/λ(cm-1)可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。第7页，共47页，星期日，2025年，2月5日*第一节红外光谱法的基本原理

一、产生红外吸收的条件

满足两个条件：(1)红外辐射光子的能量与分子振动能级跃迁所需能量相同。(2)辐射与物质间有相互耦合作用（偶极距有变化）。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。非对称分子：有偶极矩，有红外活性。第8页，共47页，星期日，2025年，2月5日*分子的振动都有一个内在的频率，如果辐射到分子上的红外线的频率与分子振动的内在频率不同，分子振动不受到影响。如果二者相同，则会产生共振效应，分子吸收入射的红外线，振幅增大，能量增加。分子具有内在的振动频率只是共振效应产生的必要条件之一。内在频率的大小决定了分子吸收何种频率的红外线。而这种吸收能否发生则由分子在振动过程中偶极矩是否发生