《红外光谱谱图分析》PPT课件

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1、红外光谱谱图分析(1)一．几个基本概念二．有关基团的特征频率三．影响基团频率位移的因素1.分子内部结构2.分子外部环境的影响3.同位素位移四.红外与拉曼关系五．近红外六．远红外一几个基本概念1.红外及拉曼光谱基本原理，基频2.特征基团频率与指纹频率3.基频、倍频、合频和费米共振1.红外及拉曼光谱基本原理（图1,图2，图2a,图3）红外光谱属于振动光谱，振动光谱又属于分子光谱分子光谱：1电子光谱：紫外可见分子荧光2振动光谱：红外光谱拉曼光谱3转动光谱：远红外,转动拉曼光谱*振动光谱中包括近、中、远红外光谱分子能级跃迁示意图能级振动能级跃迁转动能级跃迁v1

2、v2v0543210电子能级跃迁E1E0v0v1v2E=hn其中h为普朗克常数(6.626×10-34焦耳·秒）n为频率图1Anti-stokes图2电磁波谱紫外UV可见VIS近红外NIR中红外Mid-IR远红外Far-IR微波Microwave波长(cm)10-510-510-410-310-210-1能量0.782.5251000波长(mm)波数(cm-1)12,800400040010图3图2aTheoryofIRspectroscopy1.CliassicalModelofamoleculeFig.1-10=1/2(k/m)1/2E=1/2（

3、KX2）2.Quantummechanicalmodel，Fig.1-10E=(n+1/2)hh=普朗克常数,n为整数3基频，倍频，波数=1/=4偶极矩2.特征基团频率与指纹频率（cm-1)（图4）（1）特征基团频率A.不同化合物中CH2对称伸缩振动均在2850cm-1附近,反对称伸缩振动均在2930cm-1附近，故2850，2930为CH2特征基团频率。B.X-H（OH，NH，CH）及多重键（X＝Y，X≡Y，X＝Y＝Z）特征频率用于指认。C.三个特征：频率、强度、形状。（2）指纹频率与整个分子或一部分相关，对结构变化灵敏。Fig.4a，定义有差别。

4、拉曼一般不提指纹频率图4红外光谱的基团频率400025002000150062510002.545716Transmittance(%)Wavenumber(cm-1)Wavelength(µm)N-HO-HC-HC=NC=CC=OC=NC=CFingerprintregion图4aTheoryofIRSpectroscopy3.NormalModelsandGroupFrequencies多原子分子的简正模式数N=（3n-6）三原子分子，H2O和CO2更多原子分子戊烷C5H12基团频率指纹区3.基频、倍频、合频、费米共振倍频：又称泛频：基频的二倍或更高倍

5、数频率的光谱（图5）。合频：二个或更多的基频的组合频率光谱。费米共振：分子的非谐性引起基频和倍频(或合频)间（两者波数接近）的共振，导致在两者附近出现两条较强的谱线（图6）基频、倍频、合频(图5)费米共振(图6)二．有关基团的特征频率（cm-1以下均省略）1.烷烃（图7,图7a）CH3as~2960，s~2870CH2as~2930，s~2850CH3δas~1460δs~1380CH2δ~1470（平面），（图7，7a）图7烷烃图7aIRtutorhexane,己烷图7bIRTUTORDimethylbutane2,3-二甲基丁烷2.烯烃＝CH2

6、as~3038,s~2975＝C(-)H~3030＝CH2，＝C(-)H（非平面变角）1000-650-C＝C-~1645-1675，（图8,图8a)图8烯烃图8aIRtutor1-Hexene1-己烯3.炔烃X≡Y和X＝Y＝Z（图9、图10、图11、图15）1.-C≡CH3300；2.-C≡C-2260-2190图9，（在-C≡CH中2140-2100）图9a3.-C≡N2260-2210图10,图10a;-N＝C＝Oas2275-2250图11;-N＝C＝N-as2160-2090;-N3as2120-2080图15.4.-N＝C＝

7、Sas1990-2130;-C＝C＝C-as1950-1930;图9图10图11图9aIRtutor1.11-heptyne,1-庚-炔,forthP.1of4图10aIRTutor,IRTutor1.1,Heptylcyanide,庚氰化物,1st,p.2of44.芳香族（1）(＝CH)3100-3000（2）苯环骨架振动1600-1450（3）＝C-H非平面变角（或面外弯曲）900-690，(表1)（4）＝C-H非平面变角的倍频和合频2000-1660（图12,图12a）表1苯环上=C-H非平面变角振动频率邻位H的数目取代类型振动频率5单取代77

8、0-730（很强）710-690（强）41,2-二取代770-73