红外光谱法课件

红外光谱法课件1、2红外线及红外光谱区划分红外线:0、76~1000μm得电磁波红外光谱区划分

区域

波长(μm)

能级跃迁类型近红外区 0、76~2、5 OH、NH、CH键倍频吸收中红外区 2、5~25 分子振动、伴随转动远红外区 25~1000 分子转动 1、3双原子分子得振动位能曲线re平衡位置伸缩平衡位置缩伸BA

U=1/2K(r-re)2。振动能级具有量子化特征。能级间隔:谐振子(等距);非谐振子(不等距)。基频峰V0→1;倍频峰V0→2,V0→3

……。

V0→1,V0→2时实际位能曲线与理论位能曲线重合,可用谐振子得运动规律讨论化学键运动。①

L=△V

振动能级:E振=

(V+1/2)h

振动能级差:

E=

V

h

红外线能量:EL=h

L

当EL=

E可产生红外吸收所以

L=

V

1、4红外光谱产生得条件②△μ≠0μ=q

r1、5振动形式及其表示

伸缩振动

对称伸缩振动

s不对称伸缩振动

as

弯曲振动面内弯曲β面外弯曲

剪式振动δ面内摇摆

面外摇摆ω蜷曲振动τ2、基频峰得峰数、峰位、峰强及影响因素2、1基频峰数及影响因素基频峰:由基态跃迁到第一激发态产生得吸收峰。基频峰数=振动自由度(多数情况)振动自由度:非线性分子:3N-6如H2O3

线性分子:3N-5如CO24(理论)

2(实际)影响基频峰数原因:以CO2为例:振动自由度=3×3-5=4

简并:βC=O=667cm-1、

C=O=667cm-1红外非活性振动:△μ=0

sC=O=1388cm-1O=C=OO=C=OO=C=OO=C=O+-+

sC=O=1388cm-1

asC=O=2350cm-1βC=O=667cm-1

C=O=667cm-12、2基频峰位及影响因素

基频峰位计算式:

(弹簧谐振频率)(化学键振动频率)变换:

→σ

,u→u'π2mf1

=π2

1

=

影响因素:以

c=0为例R—C—RO=R—C—HO=R—C—ClO=R—C—RO=Ar—C—RO=Ar—C—ArO=诱导效应:邻近吸电子基团,使

c=0向高波数位移。共轭效应:邻近给电子基团,使

c=0向低波数位移。

1715cm-11730cm-11780cm-1σ1715cm-11685cm-11650cm-1σ大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静氢键效应:氢键得形成使

c=0向低频位移

分子间氢键:向低波数位移,浓度越大,越向低波数位移分子内氢键:分子内C=O,-OH易缔合成分子内氢键,使

C=O,

OH向低波数位移,不受浓度影响。化学键 -C-H =C-H ≡C-H 杂化类型 SP3 SP2 SP

CH(cm-1)~2900 ~3100 ~3300 杂化效应:碳原子杂化轨道中,S成分增加,

CH向高波数位移。偶极矩得变化(△μ):△μ越大,峰越强。2、3基频峰强及影响因素峰强:ε=A/c·l影响因素:跃迁几率:跃迁几率越大,峰越强。跃迁几率=3常见有机化合物得红外光谱(T%-σ)

3、1常用术语

特征峰:鉴定官能团存在得较强峰。相关峰:同一基团产生得一组特征峰。特征区:4000~1300cm-1

峰稀、特征性强。指纹区:1300~400cm-1

旁证、确定精细结构。T%30001500700cm-1CH3(CH2)9CH3CH3(CH2)9CNCH3(CH2)8CH=CH214701379722224730901639990909正十一烷、正十一腈、正十一烯-1的红外吸收光谱220016001500-CNHO--C-NH3O=e、g、判断下列红外吸收光谱就是A还就是B?AB3、2脂肪烃类

3、2、1烷烃:CH2

,CH3①

CH3000~2850cm-1＜3000cm-1

识别烷烃②③ρCH(CH2)

~720cm-1

链得长短δCHδCH（CH2）~1465cm-1δCH（CH3）δasCH~1450cm-1

分支情况δsCH~1375cm-1

3、2、2烯烃CH3、CH2、C=C、=C—H

=CH3090~3000cm-1＞3000cm-1

识别烯烃

C=C1695~1540cm-1结构形式

=CH1000~650cm-1

取代位置3、2、3炔烃

≡CH~3300cm-1＞3000cm-1

识别炔烃

C≡C2270~2100cm-1

识别炔烃T%330021204000700cm-1CH3CH2CH2CH2C

CH的红外吸收光谱3、3芳烃类

①

CH3100~3000cm-1＞3000cm-1

识别芳环②泛频峰2000~1667cm-1

取代图式③

C=C~1600cm-1,~1500cm-1

识别芳环④δCH1250~1000cm-1

识别旁证⑤

=CH910~665cm-1

取代类型规律(910~720cm-1)峰数:苯环上只有一种数目得相邻氢,则仅有一个吸收峰;

苯环上只有二种数目得相邻氢,

则仅有二个吸收峰、峰位:苯环上相邻氢数越多,则波数越低;

苯环上相邻氢数越少,则波数越高、3、4其她化合物3、4、1醇与醚得区别

醇:

OH~3500cm-1宽峰醚:无

OH3、4、2酮与醛得区别

酮():

C=01715cm-1

醛():

C=0＞1715cm-1

CH（CHO）~2820cm-1~2720cm-1R—C—R'O=R—C—HO=酸():

OH3400~2500cm-1

宽峰

C=01740~1680cm-1单峰酸酐(R-CO)2O:无

OH

C=O

sC=O

1780~1740cm-1

asC=O

1850~1800cm-1

R—C—OHO=3、4、3酸与酸酐得区别●先特征,后指纹●先最强峰,后次强峰●

后细找:附录一,主要基团红外特征吸收峰(p192)●先否定,后肯定●抓住一个峰,解析一组相关峰先粗查起源：表8-4光谱的九个重要区分（p120）归属：图8-11主要基团相关图（p112）图谱解析4、1一般程序——“四先四后一抓法”4、2解析实例

解析1:某化合物分子式为C8H7N,IR谱如下图,试确定其结构、T%1380×解:①不饱与度:苯环,二个双键或一个叁键②第一强峰2220cm-1

起源:

C≡C或

C≡N

归属:腈或炔X,此峰为:

C≡N

(腈基)

U=(2+2×8+1-8)/2=6③第二强峰:1510cm-1

粗查、细找:苯环④苯环确认(

CH3030,

c=C1600,1510,

δCH1175,

CH815)⑤甲基:C8H7N-(C6H4+CN)=CH3

(

CH2920,δCH1450,1380)⑥结论:CNCH3解析2:某化合物分子式为C4H10O,IR谱如下图,试确定其结构、3360297074814761395136312351195910C4H10O得红外吸收光谱解:①不饱与度:U=(2+2×4-10)/2=0

饱与脂肪类化合物②第一强峰2970cm-1

起源:

-CH