《红外光谱IR》PPT课件

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1、第三章红外光谱（IR）一.概述波长（m）波数（cm-1）近红外区：0.75~2.513330~4000中红外区：2.5~15.44000~650远红外区：15.4~830650~12绝大多数有机化合物红外吸收波数范围：4000~665cm-1红外谱图中，横坐标：吸收波长()或波数()。吸收峰位置。纵坐标：透过率(T%)或吸光度(A)。吸收峰强度。二.基本原理用一定频率的红外光照射分子，分子发生振动能级的跃迁。分子的振动分为：伸缩振动（）、弯曲振动（）。双原子分子振动多原子分子振动常见术语基频峰、倍频峰、合频峰、热峰基频峰是分子吸收光

2、子后从一个能基跃迁到相邻的高一能基产生的吸收。倍频峰是分子吸收比原有能量大一倍的光子之后，跃迁两个以上能级产生的吸收峰，出现在基频峰波数n倍处。为弱吸收。和频峰是在两个以上基频峰波数之和或差处出现的吸收峰。为弱峰。热峰来源于跃迁时低能态不是基态的一些吸收峰。=——2Ccm-1双原子分子红外吸收的频率决定于折合质量和键力常数。力常数/g.s-212~181058~121054~6105力常数表示了化学键的强度，其大小与键能、键长有关。键能大，键长短，K值大，振动吸收频率移向高波数；键能小，键长长，K值小，振动吸收频率移向低波数。三.不

3、同官能团的特征吸收频区官能团区分为：X-H区、三键区和双键区。四.影响官能团吸收频率的因素主要讨论分子结构变化时，官能团红外吸收频率的变化。2.电子效应1）诱导效应卤原子吸电子诱导效应，使羰基双键极性增强，C=O的力常数变大，吸收向高波数移动。1、质量效应X-H键的伸缩振动波数（cm-1）化学键波数（cm-1）化学键波数（cm-1）C-H3000F-H4000Si-H2150Cl-H2890Ge-H2070Br-H2650Sn-H1850I-H2310诱导效应注意与前面谱图的差别：在3000cm-1附近的峰2）共轭效应羰基与双键共轭，C=O键

4、长增加，降低了羰基的双键性，使吸收频率移向低波数。()()(p)试比较下列两个化合物中哪一个羰基的振动波数相对较高？共轭效应:共轭效应使不饱和键的波数显著降低3.氢键的影响使基团化学键的力常数减小,伸缩振动波数降低、峰形变宽。醇羟基：游离态二聚体多聚体3600~3640cm-13500~3600cm-13200~3400cm-1羧酸及胺类等化合物,分子间形成氢键后,其相应吸收频率均移向低波数.当羰基（O)是氢键受体时,其羰基特征吸收频率向低频移动40~60cm-1变化范围：40100200cm-14.环的张力一般而言,环的张力

5、增大时,环上有关官能团的吸收频率逐渐升高。环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小即张力增大而降低。环的张力增大时,环上有关官能团的吸收频率逐渐升高。环内双键的C=C伸缩振动吸收频率随环的减小而降低。5、空间位阻一般共轭使振动频率降低6、跨环共轭效应7.成键碳原子的杂化状态（杂化轨道中S成分越高，其电负性越强）8.振动的偶合分子内两基团位置很近并且振动频率相同或相近时,它们之间发生强相互作用,结果产生两个吸收峰,一个向高频移动,一个向低频移动。8、振动耦合效应含有若干个相同的化学键的振动频率发生分裂的现象称为耦合效应。当一个化学键的伸缩振动

6、与另一个化学键的振动吸收频率很接近时，就会发生振动耦合。一个化学键的某一种振动的基频和他自己或另一个连在一起的化学键的某一种振动的倍频或组频很接近时，可以发生耦合，这种耦合成为费米共振。五.红外吸收峰的强度红外吸收强度取决于跃迁的几率：跃迁几率abab跃迁偶极矩红外电磁波的电场矢量强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈大，吸收强度愈大；偶极矩变化愈小，吸收强度愈小；没有偶极矩变化,则不产生红外吸收。例：VC=O吸收强度大于VC=C。对称烯、炔等无吸收峰或吸收峰很弱。吸收强度的表示：vs(ε>200)、s(ε=75~200)、m(ε

7、=25~75)、w(ε=5~25)、vw(ε<5)。红外吸收强度及其表示符号摩尔消光系数（ε）强度符号＞200很强VS75~200强S25~75中等M5~25弱W0~5很弱VW影响红外光谱吸收强度的因素振动中偶极矩的变化幅度越大，吸收强度越大极性大的基团，吸收强度大使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加。共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加。振动耦合使吸收增大，费米振动使倍频或组频的吸收强度显著增加。氢键使参与形成氢键的化学键伸缩振动吸收显著增加。外在因素正己酸在液态和气态的红外光谱

8、a蒸气（134℃）b液体（室温）制各样品的方法、溶剂的性质、氢键、样品所处物态、结晶条件、吸收池厚度、色散系统以及测试温度等红外光谱仪及样品制备技术色散型红外光谱仪