資源描述：
《紅外原理+紅外解析+紅外歸屬.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、§6-3紅外吸收光譜一、概述二、分子振動(dòng)和紅外光譜的產(chǎn)生三、紅外光譜的表示方法四、紅外光譜的峰位、峰數(shù)與峰強(qiáng)五、紅外光譜的解析°IR的產(chǎn)生：°對(duì)入射分子能量的吸收，產(chǎn)生的振動(dòng)能級(jí)的躍遷一、概述°近紅外區(qū)（800nm~2μm)適合于測(cè)定含-OH、-NH、-CH鍵振動(dòng)的倍頻吸收°中紅外區(qū)——紅外光譜（2μm~25μm）有機(jī)化合物的分子中原子振動(dòng)的基頻帶都位于該區(qū)°遠(yuǎn)紅外區(qū)（25μm~1000μm）骨架彎曲振動(dòng)及有機(jī)金屬化合物等重原子振動(dòng)譜帶位于該區(qū)光波的幾個(gè)參數(shù)波長(zhǎng)λ——相鄰兩個(gè)波峰（間）的距離（μm）
2、;頻率ν——每秒鐘通過(guò)某點(diǎn)的波數(shù)目（S-1）;光速c——光在真空中傳播的速度，3×1010cm/s;ν·λ=C波數(shù)υ——每厘米中包含的波的數(shù)目（cm-1）；頻率與波長(zhǎng)成反比：頻率與波數(shù)成正比：二、分子振動(dòng)與紅外光譜的產(chǎn)生1.分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式°原子沿鍵軸方向伸縮使鍵長(zhǎng)變化——伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng)/非對(duì)稱伸縮振動(dòng)聚乙烯中亞甲基的伸縮振動(dòng)°原子垂直鍵軸方向振動(dòng)使鍵角變化——彎曲振動(dòng)面內(nèi)彎曲振動(dòng)（平面振動(dòng)/剪式振動(dòng)）面外彎曲振動(dòng)（非平面搖擺/彎曲搖擺）聚乙烯中亞甲基的彎曲振動(dòng)2.分子的振動(dòng)頻率以雙原
3、子分子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)為例，化學(xué)鍵的振動(dòng)類似于連接兩個(gè)小球的彈簧，符合虎克定律：1km1.m21ν=μ=×振2πμm1+m2NK——化學(xué)鍵力常數(shù)，N/cm；u——折合質(zhì)量；N——阿伏伽德羅常數(shù)鍵能力常數(shù)波數(shù)范圍化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)（nm）（KJ·mol-1）k（N·cm-1）（cm-1）C―C0.154347.34.5700～1200C＝C0.134610.99.61620～1680C≡C01160.1168368836.815615.62100～2600某些鍵的伸縮力常數(shù)力常數(shù)k：與鍵長(zhǎng)、鍵能有關(guān)：鍵能↑，鍵長(zhǎng)↓
4、，k↑。以波數(shù)表示雙原子分子的振動(dòng)頻率：1ν1kυ===λc2πcu吸收峰的峰位：化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大，原子的折合質(zhì)量越小，振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)(短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)(高波長(zhǎng)區(qū))。例題:由表中查知C=C鍵的k=95=9.5～999.9,令其為969.6,計(jì)算波數(shù)值11kkv===1307λ2πcμμ9.6?1=1307=1652cm12/2正己烯中C=C鍵伸縮振動(dòng)頻率實(shí)測(cè)值為1652cm-13.分子的振動(dòng)能級(jí)（量子化）：任意兩個(gè)相鄰的能級(jí)間的能量差為hkΔE=hν=2πu
5、發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于化學(xué)鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。4.紅外光譜產(chǎn)生的條件°紅外輻射光的頻率與分子振動(dòng)的頻率相當(dāng)，才能滿足分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。ν=ν紅外振°必須是能引起分子偶極矩變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。對(duì)稱分子——沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無(wú)紅外活性；例如：N、O、Cl均無(wú)紅外吸收光譜。222非對(duì)稱分子——有偶極矩，具有紅外活性；三、紅外光譜的表示方法橫坐標(biāo)——波長(zhǎng)或波數(shù)；縱坐標(biāo)——透光度/吸光度四、紅外光譜的峰位、峰
6、數(shù)和峰強(qiáng)紅外光譜主要通過(guò)基團(tuán)的特征吸收頻率來(lái)解析有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，通過(guò)特征峰的強(qiáng)度來(lái)定量分析物質(zhì)的組成。峰位——化學(xué)鍵的力常數(shù)越大，原子折合質(zhì)量越小，鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)。鍵類型:—C≡C——C=C——C—C—力常數(shù):15～179.5～9.94.5～5.6峰位:4.5μm6.0μm7.0μm峰數(shù)——與分子自由度有關(guān)，無(wú)偶極距變化沒有紅外吸收；不同的分子振動(dòng)方式在不同的峰位會(huì)表現(xiàn)出不同的吸收峰。水分子的紅外吸收峰峰強(qiáng)——偶極距變化大，分子數(shù)目越多，能級(jí)的躍遷幾
7、率越大，吸收峰強(qiáng)。瞬間偶極矩變化的大小與以下各種因素有關(guān)：（1）原子的電負(fù)性νC=O吸收峰強(qiáng)于νC=C吸收峰，νC≡N吸收峰強(qiáng)于νC≡C吸收峰。（2）分子的對(duì)稱性對(duì)稱性越高的分子，振動(dòng)過(guò)程中瞬間偶極矩變化越小CO的對(duì)稱伸縮振動(dòng)2（3）振動(dòng)形式4000-1500cm-1區(qū)域又叫官能團(tuán)區(qū).該區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰，較為稀疏，容易辨認(rèn).1500-400cm-1區(qū)域又叫指紋區(qū).這一區(qū)域主要是：C－C、C－N、C－O等單鍵和各種彎曲振動(dòng)的吸收峰，其特點(diǎn)是譜帶密集、難以辨認(rèn)?；鶊F(tuán)特征吸收峰——不同化合物中相同的官能團(tuán)
8、近似地具有一個(gè)共同的吸收頻率范圍，這種能代表某種基團(tuán)存在并具有較高強(qiáng)度的吸收峰稱為基團(tuán)特征吸收峰。波數(shù)/cm-1主要基團(tuán)4000-3000O-H、N-H伸縮振動(dòng)3300-2700C-H伸縮振動(dòng)2500-1900-C≡C-、-C≡N、-C＝C＝C-、-N＝C＝C-伸縮振動(dòng)1900-1650＞C＝O伸縮振動(dòng)1675-1500芳環(huán)、＞C＝C＜、＞C＝N-伸縮振動(dòng)1500-1300C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng)1300-1000C-O、C-F、Si-O伸縮振動(dòng),C-C骨架振動(dòng)活Ｏ－Ｈ３６
