红外光谱和紫外光谱

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1、１电磁波电磁波是电磁场的一种运动形态，这种运动以光速C在空间行进。具有波粒二象性。波动性：可用波长λ、频率ν或波数σ来描述。微粒性：可用光量子的能量来描述。普朗克常数h=6.626×10－34J·s。红外与紫外光谱波长不同的电磁波性质不同，根据电磁波的波长划分为几个不同的区域。电磁波谱２分子运动与电磁辐射用电磁波照射有机分子时，分子便会吸收那些与分子内的能级差相当的电磁波，引起分子振动、转动或电子运动能级跃迁。①转动光谱：彼此分开的谱线，在远红外-微波区域内。②振动光谱：谱带，在中红外区域内。③电子光谱：互相重叠的谱

2、带，在可见-紫外区域内。红外光谱的作用：确定化合物中官能团的存在，确定两个化合物是否相同。红外光谱１分子的振动与红外吸收(1)分子的振动近似的用弹簧连接小球的机械模型来表示；用Hooke定律来近似的描述。键能增大，键长缩短，力常数k增大。分子的振动方式①伸缩振动：对称伸缩不对称伸缩②弯曲振动：剪式振动平面摇摆非平面摇摆扭曲振动面内弯曲面外弯曲每一种振动方式，都有固定的吸收频率。当E2-E1=hν时，红外线才能被吸收，因此同一基团总是在一个特定的范围内产生吸收峰。红外吸收峰产生的条件必要条件：辐射光的频率与分子振动的频

3、率相当；充分条件：必须是能引起分子偶极矩变化的振动。无红外吸收无红外吸收(2)红外光谱仪２红外光谱的表示方法苯乙酮的红外光谱横坐标：以波数σ表示频率，一般为4000~400cm-1；纵坐标：用透射百分率表示吸收的强度。特征谱带区(官能团区)指纹区1500cm－1红外光谱图，以1500cm-1为界分成两个区域：①特征谱带区：波数在3800~1500cm-1间的高频区，吸收峰大多由成键原子之间键的伸缩振动产生，与整个分子的关系不大，不同化合物中的相同官能团的出峰位置相对固定，可用于确定分子中含有哪些官能团。②指纹区：波数

4、在1500~650cm-1间的低频区，吸收峰主要是C—C、C—N、C—O单键的伸缩振动和各种键的弯曲振动产生的。指纹区吸收峰大多与整个分子的结构密切相关。若将频率采用波数表示，Hooke’srule则可表示为：(2)式中：k—化学键的力常数；m—成键原子的质量。不同分子的结构不同，化学键的力常数不同，成键原子的质量不同，导致振动频率不同。用红外光照射有机分子，样品将选择性地吸收那些与其振动频率相匹配的波段，从而产生红外光谱。①键能↑，k↑，则ν或↑。例如：键的类型C≡CC=CC―CK/1010N•cm-112～188

5、～124～6σ/cm-12100～22601620～1680700～1200②成键原子的质量m1或m2↓，则↑。例如：化学键C―HC―NC―Oσ/cm-12853～29601180～13601080～1300影响峰位置变化的因素分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响,也会因测定条件及样品的物理状态而改变.所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动.1.成键轨道类型例如:2.诱导效应:由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发生变化.例如:3.共轭效

6、应由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱,从而使力常数减小,使吸收频率降低.例如:4.键张力的影响主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数,使环内或环上基团的振动频率发生变化.具体变化在不同体系也有不同.例如:*环丙烷的C-H伸缩频率在3030cm-1，而开链烷烃的C-H伸缩频率在3000cm-1以下。重要官能团的红外特征吸收振动吸收峰化合物C-H拉伸（或伸缩）C-H弯曲烷烃2960-2850cm-1-CH2-,1460cm-1-CH3,1380cm-1异丙基，两个等强度的峰三级丁基，两个不等强度的峰

7、振动吸收峰化合物C-H拉伸（或伸缩）C=C，CC，C=C-C=C苯环(拉伸或伸缩)C-H弯曲烯烃1680-16201000-800RCH=CH21645（中）R2C=CH21653（中）顺RCH=CHR1650（中）反RCH=CHR1675（弱）>3000（中）3100-3010三取代1680（中-弱）四取代1670（弱-无）四取代无共轭烯烃与烯烃同向低波数位移，变宽与烯烃同910-905强995-985强895-885强730-650弱且宽980-965强840-790强无强吸收峰化合物振动C-H拉伸（或伸缩）C

8、=C，CC，C=C-C=C苯环C-H弯析炔烃3310-3300一取代2140-2100弱非对称二取代2260-2190弱700-6003110-3010中1600中670弱倍频2000-1650邻-770-735强间-810-750强710-690中对-833-810强泛频2000-1660取代芳烃较强对称无强同芳烃同芳烃1580弱1500强