农学中国药科大学分析化学课件-11 红外分光光度法

第十一章红外分光光度法第一节红外分光光度法基本原理第二节各种化合物的典型光谱第三节红外光谱解析方法与示例

第一节红外分光光度法基本原理一、吸收峰位置1．基本振动频率

（一）吸收峰的位置（峰位）

即振动能级跃迁所吸收的红外线的波长或波数续第二节讨论：1）

2）

例：

例：

例：

3）

例：

续前2．基频峰分布图（二）影响吸收峰位的因素1．内部因素：（1）诱导效应（吸电效应）：使振动频率移向高波数区续前（2）共轭效应：使振动频率移向低波数区续前（3）氢键效应：使伸缩频率降低

分子内氢键：对峰位的影响大不受浓度影响续前

分子间氢键：受浓度影响较大浓度稀释，吸收峰位发生变化续前（4）杂化的影响：杂化轨道中s轨道成分↑，键能↑，键长↓，υ↑续前（5）分子互变结构（6）振动偶合费米共振续前2．外部因素：受溶剂的极性和仪器色散元件性能影响溶剂极性↑，极性基团的伸缩振动频率↓色散元件性能优劣影响相邻峰的分辨率（三）特征区与指纹区1．特征区（特征频谱区）：4000~1250cm-1的高频区包含H的各种单键、双键和三键的伸缩振动及面内弯曲振动特点：吸收峰稀疏、较强，易辨认注：特征峰常出现在特征区2．指纹区：1250~400cm-1的低频区包含C—X（X：O，H，N）单键的伸缩振动及各种面内弯曲振动特点：吸收峰密集、难辨认→指纹注：相关峰常出现在指纹区二、吸收峰强度（一）吸收峰强的表示方法（二）影响峰强度的因素强峰ε=20~100中强峰ε=10~20弱峰ε=1~10极弱峰ε<1振动过程中偶极矩的变化跃迁几率：激发态分子占所有分子的百分数注：Δμ↑，跃迁几率↑，ε↑图示续前注：影响偶极矩大小的因素1）化学键连有原子电负性的大小

电负性差别↑，Δμ↑，峰↑2）分子的对称性

完全对称的结构，Δμ=0，产生红外非活性振动不对称的结构，Δμ≠0，产生红外活性振动

第二节各种化合物的典型光谱一、脂肪烃类化合物二、芳香族化合物三、醇、酚、醚四、羰基化合物五、含氮化合物一、脂肪烃类化合物（一）烷烃1.C-H伸缩振动2.C-H弯曲振动3.C-C骨架振动续前4）甲基与芳环或杂原子相连：诱导效应：吸电子的诱导效应使吸收峰位移向高波数区斥电子的诱导效应使吸收峰位移向低波数区续前（二）烯烃1．C-H振动2．C=C骨架振动顺式>反式取代基完全对称时，峰消失3．发生π-π共轭或n-π共轭——共轭效应将使吸收峰位移向低波数区10~30cm-1续前（三）炔烃1．C-H振动2．C≡C骨架振动取代基完全对称时，峰消失示例二、芳香族化合物1．芳氢伸缩振动2．芳环骨架伸缩振动——确定苯环存在续前3．芳氢弯曲振动——判断苯的取代形式单取代双取代邻取代对取代间取代多取代续前1.单取代(含5个相邻H)续前2.双取代邻取代（4个相邻H）间取代（3个相邻H，1个孤立H）对取代（2个相邻H）

图示3.多取代示例三、醇、酚、醚1．O-H伸缩振动：2．C-O伸缩振动：（一）醇、酚注：酚还具有苯环特征续前（二）醚1．链醚和环醚

2．芳醚和烯醚示例四、羰基化合物

1．酮2．醛3．酰氯（一）酮、醛、酰氯共轭效应使吸收峰→低波数区环酮：环张力↑，吸收峰→高波数区共轭效应使吸收峰→低波数区双峰原因→费米共振诱导效应使吸收峰→高波数区

峰位排序：酸酐>酰卤>羧酸（游离）>酯类>醛>酮>酰胺示例续前1．羧酸2．酯3．酸酐（二）羧酸、酯、酸酐示例五、含氮化合物（一）胺特征区分→

示例续前（二）酰胺特征区分→注:共轭>诱导→波数↓示例续前（三）硝基（四）腈第三节红外光谱解析方法一、IR光谱解析方法二、IR光谱解析实例一、IR光谱解析方法1．已知分子式计算不饱和度不饱和度意义：续前例1：苯甲醛（C7H6O）不饱和度的计算续前2．红外光谱解析程序先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证先识别特征区的第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属再识别特征区的第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属图示图示二、IR光谱解析实例练习:某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080，3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500，1370，1230，75