红外分光光度法.pptVIP

紅外分光光度法第一節概述紅外分光光度法：利用物質對紅外光區電磁輻射的選擇性吸收的特性來進行結構分析、定性和定量的分析方法，又稱紅外吸收光譜法一、紅外光的區劃二、紅外吸收過程三、紅外光譜的作用四、紅外光譜的表示方法五、IR與UV的區別一、紅外光的區劃紅外線：波長在0.76~500μm(1000μm)範圍內的電磁波二、紅外吸收過程近紅外區：0.76~2.5μm—OH和—NH倍頻吸收區中紅外區：2.5~25μm振動、伴隨轉動光譜遠紅外區：25~500μm純轉動光譜UV——分子外層價電子能級的躍遷（電子光譜）IR——分子振動和轉動能級的躍遷（振轉光譜）三、紅外光譜的作用1．可以確定化合物的類別（芳香類）2．確定官能團：例：—CO—，—C＝C—，—C≡C—3．推測分子結構（簡單化合物）4．定量分析四、紅外光譜的表示方法T~σ曲線→前疏後密T~λ曲線→前密後疏五、IR與UV的區別IRUV起源分子振動能級伴隨轉動能級躍遷分子外層價電子能級躍遷適用所有紅外吸收的有機化合物具n-π*躍遷有機化合物具π-π*躍遷有機化合物特徵性特徵性強簡單、特徵性不強用途鑒定化合物類別定量鑒定官能團 推測有機化合物共軛骨架 推測結構第二節紅外分光光度法基本原理紅外分光光度法——研究物質結構與紅外光譜之間關係紅外光譜——由吸收峰位置和吸收峰強度共同描述一、紅外吸收光譜的產生二、振動形式三、振動的自由度四、特徵峰與相關峰五、吸收峰位置六、吸收峰強度一、紅外吸收光譜的產生紅外光譜主要由分子的振動能級躍遷產生分子的振動能級差遠大於轉動能級差分子發生振動能級躍遷必然同時伴隨轉動能級躍遷1．振動能級續前2．振動光譜雙原子分子A-B→近似看作諧振子兩原子間的伸縮振動→近似看作簡諧振動續前續前續前3．基頻峰與泛頻峰1）基頻峰：分子吸收一定頻率紅外線，振動能級從基態躍遷至第一振動激發態產生的吸收峰（即V=0→1產生的峰）基頻峰的峰位等於分子的振動頻率基頻峰強度大——紅外主要吸收峰泛倍頻峰二倍頻峰（V=0→V=2）頻三倍頻峰（V=0→V=3）峰合頻峰差頻峰（即V=1→V=2，3---產生的峰）續前2）泛頻峰倍頻峰：分子的振動能級從基態躍遷至第二振動激發態、第三振動激發態等高能態時所產生的吸收峰（即V=1→V=2，3---產生的峰）注：泛頻峰強度較弱，難辨認→卻增加了光譜特徵性4．紅外光譜產生條件：紅外活性振動：分子振動產生偶極矩的變化，從而產生紅外吸收的性質紅外非活性振動：分子振動不產生偶極矩的變化，不產生紅外吸收的性質分子吸收紅外輻射的頻率恰等於分子振動頻率整數倍分子在振、轉過程中的淨偶極矩的變化不為0，即分子產生紅外活性振動二、振動形式（多原子分子）（一）伸縮振動指鍵長沿鍵軸方向發生週期性變化的振動1．對稱伸縮振動：鍵長沿鍵軸方向的運動同時發生2．反稱伸縮振動：鍵長沿鍵軸方向的運動交替發生續前（二）彎曲振動（變形振動，變角振動）：指鍵角發生週期性變化、而鍵長不變的振動1．面內彎曲振動β：彎曲振動發生在由幾個原子構成的平面內1）剪式振動δ：振動中鍵角的變化類似剪刀的開閉2）面內搖擺ρ：基團作為一個整體在平面內搖動續前2．面外彎曲γ：彎曲振動垂直幾個原子