选择性的吸收其中某些频率后用红外光谱仪记录所形成的ppt课件

1、 根本概念 红外光谱，通常是指有机物质在4000400cm-1红外线的照射下，选择性的吸收其中某些频率后，用红外光谱仪记录所构成的吸收谱带。 影响红外吸收峰的要素 红外吸收峰的位置 与分子振动能级跃迁间能关系 红外吸收峰的数目 与分子振动自在度的关系 红外吸收峰的强度 与分子偶极矩间的关系影响红外吸收谱带位移的要素影响红外吸收谱带位移的要素 诱导效应与共轭效应诱导效应与共轭效应 键应力效应张力效应键应力效应张力效应 空间效应空间效应 氢键效应氢键效应 振动的巧合与费米共振振动的巧合与费米共振 物态变化的影响物态变化的影响 溶剂的影响溶剂的影响红外吸收谱带红外吸收谱带 当用一束具有延续波长的红当

2、用一束具有延续波长的红外光照射物质时，该物外光照射物质时，该物质的分子就会吸收一定波长的红质的分子就会吸收一定波长的红外光的光能，并转化为外光的光能，并转化为分子的振动能量和转动能量。以分子的振动能量和转动能量。以波长或波数横坐标，以波长或波数横坐标，以百分透过率或吸收率为纵坐标，百分透过率或吸收率为纵坐标，记录其吸收曲线，即得记录其吸收曲线，即得到该物质的红外吸收光谱。到该物质的红外吸收光谱。红外谱带的三个重要特征 谱带位置 指某一基团存在的最有用的特征 谱带的外形 从谱带的外形也可以获得有关基团的一些信息 谱带的相对强度 把光谱中一条谱带的强度和另一条相比，可以得出一个定量的概念，同时也可

3、以指示某特殊基团或元素的存在。 振动自在度与峰数：振动自在度与峰数： 分子的振动自在度分子的振动自在度(根本振动数根本振动数) =分子自在度分子自在度(3N)-平动自在度平动自在度(3)-转动自在转动自在度度 但现实上，峰数往往要小于根本振动数但现实上，峰数往往要小于根本振动数 分子在振动中分子偶极矩发生变化，产生分子在振动中分子偶极矩发生变化，产生一个稳定的交变电场，与红外辐射发生相一个稳定的交变电场，与红外辐射发生相互作用，产生红外吸收。互作用，产生红外吸收。 频率完全一样的振动彼此发生简并频率完全一样的振动彼此发生简并 强宽峰往往要覆盖与他向临近的弱窄的强宽峰往往要覆盖与他向临近的弱窄的

4、吸收峰吸收峰 吸收峰有时落在红外区以外吸收峰有时落在红外区以外 吸收强度太弱，反映不出来吸收强度太弱，反映不出来 峰强度的表示方法：用摩尔吸收系数表示峰强度的表示方法：用摩尔吸收系数表示 决议峰强度的要素决议峰强度的要素:震动过程中偶极矩的变化震动过程中偶极矩的变化,能能级跃迁的几率级跃迁的几率 对于倍频峰来说，对于倍频峰来说， 跃迁几率很低，结果峰强反跃迁几率很低，结果峰强反而很弱。而很弱。 对于基频峰来说，主要决议于振动过程中偶极矩对于基频峰来说，主要决议于振动过程中偶极矩的变化，而偶极矩的变化，而偶极矩 与以下几个要素有关与以下几个要素有关 1 原子的电负性原子的电负性 2 化学键的振动

5、方式化学键的振动方式 3 分子的对称性分子的对称性 4 基频峰，倍频峰和组频峰基频峰，倍频峰和组频峰 5 氢键的构成氢键的构成 6 与偶极矩大的基团共轭与偶极矩大的基团共轭Lc*1II0Lgl 诱导效应诱导效应: l 1725cm-1 1780cm-1 1872cm-1l 共轭效应：共轭效应： 类似类似1，3丁二烯的化合物中，丁二烯的化合物中，共轭体系的一切碳原子处在同一平面内，共轭体系的一切碳原子处在同一平面内，因此所构成的分子轨道包含一切的碳原子，因此所构成的分子轨道包含一切的碳原子，电子离域，使碳碳单键有了一定程度的双电子离域，使碳碳单键有了一定程度的双键的性质，原来的双键性质有所降低添

6、加键的性质，原来的双键性质有所降低添加了稳定性。了稳定性。H3CClOH3CCH3OClClO振动的巧合与费米共振 假设一个分子的两个基团位置很接近，它们的振动频率几乎一样，并且有对称性，其相应的特征吸峰常发生分裂，使谱带在一分为二，原谱带位置的高频和低频的一侧各处现一条谱带 当分子中的一个基团振动的倍频和合频与另一个基团的振动频率相近，并具有一样的对称性时，也能产生共振使谱带分裂，并使强度很弱的倍频或合频谱带异常的加强这种景象就是费米共振1*2ABABkmmmm12ABmmkABmm 表示A、B的折合质量 l按简谐振动大处置，双原子分子的振动频率是化学键力常按简谐振动大处置，双原子分子的振动

7、频率是化学键力常数数k和和A、B质量的函数质量的函数力常数有以下规律：三键双键单键力常数有以下规律：三键双键单键分子振动有以下规律：分子振动有以下规律：V Vc=cVc-c与碳原子成键的其他原子，随着其原子质量的与碳原子成键的其他原子，随着其原子质量的 递增，折合质量递增，递增，折合质量递增，那么红波数递减那么红波数递减与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。与氢原子相连的化学键的折合质量都小，红外吸收在高波数区。弯曲振动比伸缩振动容易。弯曲振动比伸缩振动容易。K小，故在低波数区小，故在低波数区cc分子的振动能级：E振=V+1/2hv化学键的振动能曲线不能像简谐动那样对称而略有

8、偏斜，如图：缘由解释如下: 原子振动是振幅增大，振动能相应增大 随震动量子数的增大，振幅也增宽，于是势能曲线的能级间隔渐密 从基态跃迁到第一激发态时将产生一个 吸收峰，称为基频峰，到第二激发态时产生一个弱的吸收峰，倍频峰。一将整个红外光谱划分成特征官能团区一将整个红外光谱划分成特征官能团区40001333cm1和指纹区和指纹区1333667cm-1,由高频区至低频区依次检查吸收由高频区至低频区依次检查吸收峰存在的情况找出相应的化合物所属的能够类峰存在的情况找出相应的化合物所属的能够类型和所含的主要官能团型和所含的主要官能团 二确定了化合物的类型和能够的官能团后，二确定了化合物的类型和能够的官能

9、团后，可以查表，并遵照影响特征频率挪动的规那么可以查表，并遵照影响特征频率挪动的规那么及相关峰，进一步研讨构造细节。及相关峰，进一步研讨构造细节。 三三 按照上述两步确定了化合物能够的构造按照上述两步确定了化合物能够的构造后，在与规范图谱或与标样在同一条件下测定后，在与规范图谱或与标样在同一条件下测定的红外光谱对照，同时确证。结合核磁共振，的红外光谱对照，同时确证。结合核磁共振，质谱，紫外光谱及元素分析等结果作出最后确质谱，紫外光谱及元素分析等结果作出最后确实证实证 红外光谱识谱的普通程序红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪 未知物化学构造的测定未知物化学构造的测定 红外定量分析红外定量分析 红外光谱在其他方面的运用：红外光谱在其他方面的运用： 宝石的鉴定对塑料，环氧树脂和硅基聚合物等高分宝石的鉴定对塑料，环氧树脂和硅基聚合物等高分