最新[法学]第12章红外吸收光谱法-秋课件ppt.ppt

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1、[法学]第12章红外吸收光谱法-2012秋红外吸收光谱法(infraredspectrum,IR)用具有红外连续光谱的光源照射样品，样品分子将吸收一定频率红外辐射，实现分子的振动能级和转动能级的跃迁，从而形成红外吸收光谱。根据红外吸收光谱中吸收峰的位置、强度和形状可进行有机物的结构鉴定及定量测定。红外光谱区划区域波长（m）波数（cm-1）能级跃迁类型近红外区中红外区远红外区0.76~2.52.5~5050~50013158~40004000~200200~20倍频吸收区振动,伴转动转动34567aa’b

2、’breV=0ff’V=1ee’2dd’re平衡位置平衡位置零点能Ur位能曲线双原子分子的简谐振动V＝0，1，2，3……分子振动形式伸缩（）：对称（s）不对称（as）弯曲：面内弯曲（）：剪动（）摇摆（）面外弯曲（）：摇摆（）蜷曲（）变形：对称（s）不对称（as）如sCH2~2850cm-1振动形式asCH2~2925cm-1CH2~1465cm-1CH2~720cm-1CH2~1300cm-1CH2~1250cm-1sCH3~1375cm-1asCH3~1460cm-1振

3、动自由度非线性分子振动自由度3N-6振动自由度线性分子振动自由度3N-5由于非红外活性振动和简并现象，及检测灵敏度等因素，实际基频峰数小于基本振动数。红外吸收光谱产生的条件振动过程△μ≠0必须服从νL=△V·ν红外吸收峰的强度vssmwvw极强峰强峰中强峰弱峰极弱峰>10020~10010~201~10<1△μ越大、跃迁几率越大，谱带强度越大。一般as>s，>；含杂原子基团、不对称分子的吸收峰强度大。基本振动频率K：化学键力常数，将化学键两端的原子由平衡位置拉长0.1nm后的恢复力。u：折合

4、质量u’折合原子量基频峰分布略图1.折合质量越小，伸缩振动频率越高2.折合质量相同的基团，伸缩力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高。3.同一基团，一般>>影响峰位的因素1.分子内部结构因素（1）电子效应诱导效应（inductiveeffect,－I)：使吸收峰向高频方向移动。νC=O1715cm-11735cm-11800cm-11870cm-1影响峰位的因素1.分子内部结构因素（1）电子效应共轭效应（conjugativeeffect,+C,+M）：使吸收峰向低频方向移动νC=O1715cm-1168

5、5cm-1影响峰位的因素1.分子内部结构因素（2）空间效应(stericeffect)νC=O1715cm-11745cm-11775cm-1νC=C1639cm-11623cm-11566cm-1影响峰位的因素(3)互变异构νC=O1717cm-11738cm-11650cm-1影响峰位的因素（4）氢键使伸缩振动的频率降低，吸收强度增强，峰变宽。分子内的氢键对峰位有极明显的影响，但它不受浓度影响。分子间的氢键对峰位的影响受浓度影响。影响峰位的因素（5）费米共振（Fermiresonance)当一振动的倍频与

6、另一振动的基频接近时（2νA=νB），二者相互作用而产生强吸收峰或发生裂分的现象。影响峰位的因素（6）振动耦合效应分子中两个或两个以上的基团靠的很近时，相同基团之间发生偶合，使其相应特征峰发生分裂。如－CH(CH3)2和－CH(CH3)3中sCH3发生分裂成为两个峰影响峰位的因素2.外部因素物态效应物态不同，峰的数目、峰形、峰位、峰强都有明显变化。P235图。固态红外光谱的吸收峰比液态的尖锐而且多，测定固态红外吸收光谱用于鉴定是最可靠的。影响峰位的因素2.外部因素溶剂效应溶质极性基团的伸缩振动频率常随溶剂极

7、性增加而降低，峰强增加。测定溶液光谱时，尽量在非极性稀溶液中测定。基频峰和泛频峰基频峰振动能级由基态（V＝0）跃迁至第一激发态（V＝1）所产生的吸收峰。νL=ν，强度一般比较大，容易识别。泛频峰倍频峰、合频峰、差频峰等。强度较弱，可能观察不到。特征区与指纹区特征区：4000～1300cm-1,有机化合物主要官能团的特征吸收峰多在此区域。该区吸收峰较稀疏，容易辨认。通过该区域特征峰的查找，判断是否有某官能团存在。指纹区：1300～400cm-1，该区域内吸收峰密集，多变复杂，犹如人的指纹。通过在该区域查找相关吸

8、收峰，进一步确定官能团的存在。特征峰与相关峰特征峰：凡能用于鉴别官能团的吸收峰。如：C=O~1900-1650cm-1（s或vs），~2400-2100cm-1（s）相关峰：由一个官能团产生的一组相互依赖的特征峰。如苯的相关峰：C=C、H、H。某官能团的特征峰不存在→无该官能团。某官能团的相关峰存在→有该官能团。IR法基本原理小结红外吸收峰的产生：分子振动能级的跃迁Ev=(v+1/2)h