仪器分析红外分光光度法1课件

第十三章红外吸收光谱法infraredspetrophotometry1

UVVISINFRARED200nm400nm760nm500m近红外中红外远红外m0.76------2.5------50------500cm-113158400020020光谱区划振转光谱23用途定性鉴别—应用广泛的有效手段结构分析—重要的工具定量分析—用得不多5第一节基本原理一、分子振动能级与振动形式（一）振动能级和振动频率

61.振动能级re

U=K(r-re)212化学键力常数（N/cm）谐振子模型7振动过程中分子的总能量：Ev=U+T（动能）

r=re时U=0Ev=T两原子距平衡距离最远时

T=0U=Ev=(V+1/2)hV—振动量子数，V=0、1、2、3—分子振动频率分子处于基态时：V=0Ev=1/2h

分子处于第一振动激发态时：

V=1Ev=（1+1/2）h9非谐振子Ev=(V+1/2)h-（V+1/2）2xh+…非谐性常数，其值远小于010（s-1）（cm-1）K—化学键力常数’—折合原子量’=mA.mBmA+mB2.振动频率11（二）振动形式modesofvibration伸缩振动弯曲振动--双原子分子--多原子分子13伸缩振动伸缩振动stretchingvibration对称伸缩s

symmetrical

不对称伸asasymmetricalCHHCHH14弯曲振动bandingvibration面内弯曲面内摇摆面外弯曲卷曲面外弯曲对称与不对称变形振动对称s不对称as剪式CHHCHHCHH+-CHH++15振动自由度f非线型分子3N-6线型分子3N-5例：非线型分子H2OOHHOHsOH3652cm-1OHHasOH3756cm-1OHHOH1595cm-117例：线型分子CO2O=C=O

+-+O=C=OO=C=OO=C=O

667cm-1s1340cm-1667cm-1as2350cm-1xyzO=C=O18简并和红外非活性振动简并—虽然分子的振动形式不同，但振动频率相等，从而使它们的基频峰在图谱上的同一位置出现。红外非活性振动—在振动过程中偶极矩为0，在红外光谱上没有吸收。19（二）吸收峰的强度振动过程的

I与跃迁几率（振动过程偶极矩变化）有关。21三、吸收峰的位置（一）基频峰与泛频峰当E振=hL时产生红外吸收（发生振动能级的跃迁）E振=[(V+1/2)h]-[1/2h]=Vh

L=V

V=0V=1V=1L=

V=0V=2V=2L=2

二倍频峰

V=0V=3V=3L=3

三倍频峰1+2、21+2、合频峰1-2、21-2、差频峰

基频峰泛频峰22(二)基频峰的分布规律P249图13-5折合原子质量越小，基团的伸缩振动频率越高折合原子量相同的基团，K越大，基团的伸缩振动频率越高折合原子量相同的基团，一般>>23诱导效应吸电子基团的诱导效应使CH3ClC=O..ClClC=O..FFC=O..c=o1802cm-11928cm-11828cm-125共轭效应共扼效应使—C=C——C=C—C=C—1650cm-11630cm-1R—CORR—COCH=CCH3CH31715cm-1c=c1690cm-1波数降低26氢键氢键使伸缩振动波数OCH3OHO=C...CH3c=oOH1623cm-12835cm-1通常为1700cm-1通常为3705cm-1分子内氢键分子间氢键乙醇溶液C：<0.005mol/LOH3640cm-13515cm-13350cm-10.010.129Fermiresonance两个基团相邻且振动基频相差不大时会产生振动偶合，振动偶合引起的吸收频率称为偶合频率。偶合频率偏离基频，一个移向高频，一个移向低频。费米共振倍频与基频振动的偶合作用，由于其相互作用使吸收峰的峰位和峰强均发生变化。30外部因素物态效应极性溶剂使波数如丙酮c=c溶剂正己烷CCl4CHCl31727cm-11720cm-11705cm-131（四）特征区和指纹区特征区指纹区4000~1300cm-11300~400cm