最新第八章-红外吸收光谱法PPT课件.ppt

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1、第八章-红外吸收光谱法红外波段的划分波段波长(微米)波数(cm-1)近红外0.75-2.513000-4000研究O-H、N-H、C-H的倍频峰中红外2.5-504000-200分子的振动与转动能级跃迁产生远红外50-1000200-10转动能级跃迁产生常用区域2.5-254000-400能量在4000-400cm-1的红外光不足以使样品产生分子电子能级的跃迁，而只能引起振动能级与转动能级的跃迁，故红外光谱又称振转光谱。由于振动能级跃迁的同时不可避免地伴随转动能级的变化，因此红外光谱也是带光谱。分子在振动和转动过程中只有伴随净

2、的偶极矩变化的振动才有红外活性。因为分子振动伴随偶极矩改变时，分子内电荷分布变化会产生交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收。第二节红外光谱法的基本原理一、红外光谱的形成及产生条件单位为当，折合质量为相对原子质量三、简正振动和振动类型1.分子的振动自由度简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，每个原子都在其平衡位置附近作简谐振动，其振动频率和位相都相同，即每个原子都在同一瞬间经过自己的平衡位置，而且都同时达到各自的最大位移。每个分子都有一定数目的简正振动，其数目等于分子的振动自由度。n个原子组成的分子有3

3、n个自由度。①线性分子，振动自由度N=3n－5②非线形分子，振动自由度N=3n－6例1：H2O非线形分子，N=3n－6=3在红外谱图上有三个峰，其简正振动的形式为：2.基本振动的类型（1）伸缩振动：键长变化，键角不变。（2）弯曲振动（变形振动）振动过程中键角发生改变或分子中原子团对其余部分作相对运动，键长不变。弯曲振动又分为面内弯曲振动与面外弯曲振动两种。面内弯曲振动用δ表示，面外弯曲振动用γ表示。面外摇摆振动卷曲振动3.影响峰数增多或减少的原因（1）吸收峰增多的原因①倍频、组合频倍频峰和组频峰又称为泛频峰。②振动偶合当相同的

4、两个基团在分子中靠得很近时，其相应的特征峰常发生分裂，形成两个峰。③费米共振泛频峰与邻近的强的基频峰之间的偶合，称为费米共振，往往裂分为两个峰。νC=O分裂（νas=1820、νs=1760cm-1）当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二。振动耦合费米共振当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，二者相互作用而产生强吸收峰并发生裂分的现象。νAr-C=880~862cm-1νC=O=1774cm-11773cm-11736cm-1（2）吸收峰减少的原因①红外非活性振动（

5、有高度对称结构的分子，振动过程中不引起偶极矩变化，虽有振动形式存在，但不产生红外吸收峰）。②简并，即两种振动具有相同频率，只出现一个峰。③强峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的峰。④吸收峰落在仪器的检测范围之外。⑤受仪器分辨率所限，有时挨的很近的两个峰仪器分辨不出，只表现为一个峰；或者是峰太弱，仪器检测不出来。++-面外弯曲δs=667cm-1不对称伸缩νs=2349cm-1面内弯曲δs=667cm-1COOCO2分子其简正振动的数目为3×3–5=4，但只有两个红外吸收峰，其原因为第三节红外谱图的峰数、峰位与峰强一、峰数非线性分

6、子＝3N－6线性分子＝3N－5二、基团频率与红外光谱的分区1.几个常用术语特征峰：用于鉴定官能团的存在并具有较高强度的吸收峰。如相关峰：一个基团除了有特征峰外，还有一些其他振动形式的吸收峰，这些相互依存而又相互可以左证的吸收峰称为相关峰。特征区：4000-1330cm-1指纹区：1330-667cm-12.基团频率和红外光谱的分区（1）4000-2500cm-1区域称为氢键伸缩振动区，包括O-H、N-H、C-H和S-H等的伸缩振动。（2）2500-2000cm-1区域称为叁键和累计双键伸缩振动区，主要包括等的伸缩振动。（3）2

7、000-1500cm-1区域称为双键伸缩振动区，主要包括C=N、C=C、N=N、N=O和C=O等的伸缩振动。伸缩振动1600-1690cm-1伸缩振动1500-1900cm-1苯环的骨架振动1600-1450cm-1NH2剪式振动及芳香化合物的倍频区域（4）1500-670cm-1区域此区域的光谱较复杂，主要包括C-H和O-H的弯曲振动；C-N、C-C、P-O、N-O和N-H等的伸缩振动。1000-650cm-1区域的某些吸收峰可用来确定烯烃和苯环的取代类型。第四章波谱分析第4.2节红外光谱300020001000X-H伸缩振

8、动(X:C,N,O,S)三键累积双键双键伸缩振动其它伸缩振动，弯曲振动游离OH~3600缔合OH~3300-NH23300~3500-NHR-CC-H~3300C=C-H~2960,CH3~2925,CH2~2870~2850-COH2820,2720-SH2600~255