儀器分析筆記《紅外吸收光譜分析》

1、第六章 紅外吸收光譜分析§6.1 紅外吸收光譜法概述（了解）6.1.1 紅外區(qū)及紅外吸收光譜1、紅外光譜A、定義：分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷產(chǎn)生的吸收光譜。紅外光譜也稱分子的振、轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。 B、波數(shù)習(xí)慣上，對紅外光多用mm作波長單位，用波數(shù)作頻率單位。波數(shù)以符號或表示，被定義為波長的倒數(shù)，即：式中：光的振動(dòng)頻率，Hz；：光速，。波數(shù)的單位為cm1，其物理意義是指1cm中所包含波的個(gè)數(shù)。C、分子能量其中：，；，。2、紅外光譜的區(qū)的劃分（0.751000mm）波譜區(qū)近紅外光中紅外光遠(yuǎn)紅外光波長/mm0.752.52.52525300波數(shù)/cm-11282040004000400400

2、33躍遷類型分子振動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)（1）近紅外光譜區(qū)：低能電子能級躍遷v 吸收帶組成含氫原子團(tuán)：OH、NH、CH伸縮振動(dòng)的倍頻及組合頻吸收峰v 稀土及過渡金屬離子配位化學(xué)的研究對象；v 適用于水、醇、高分子化合物、含氫原子團(tuán)化合物的定量分析。 （2）中紅外光譜區(qū)：研究物質(zhì)分子的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，是應(yīng)用最為廣泛的紅外光譜區(qū)（最適宜定性分析）；（3）遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)：v 氣體分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷；v 液體與固體中重原子的伸縮振動(dòng)；v 晶體的晶格振動(dòng)；v 某些變角振動(dòng)、骨架振動(dòng)-異構(gòu)體的研究；v 金屬有機(jī)化合物、氫鍵、吸附現(xiàn)象研究；v 該光區(qū)能量弱，較少用于分析。3、定性、結(jié)構(gòu)及定量分析的依據(jù)l 定性及結(jié)構(gòu)：特征峰

3、所對應(yīng)的波長或波數(shù)、峰數(shù)目、及峰強(qiáng)度；l 定量：某特征吸收峰的強(qiáng)度是物質(zhì)濃度的函數(shù)，即LambertBeer定律也是紅外吸收光譜法定量分析的基礎(chǔ)。6.1.2 紅外吸收光譜法的特點(diǎn)及應(yīng)用1、特點(diǎn)具有高度的特征性；應(yīng)用范圍廣；分析速度快，操作簡便，樣品用量少，屬于非破壞分析；靈敏度低。2、應(yīng)用有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析的重要工具，根據(jù)有機(jī)化合物紅外特征吸收頻率，確定化合物結(jié)構(gòu)中基團(tuán)；也可依據(jù)特征峰的強(qiáng)度變化進(jìn)行定量分析。 §6.2 紅外吸收光譜法的基本理論（理解）6.2.1 紅外光譜產(chǎn)生的條件1、輻射能應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量：2、輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用，產(chǎn)生偶極炬的變化&#

4、196; 沒有偶極矩變化的振動(dòng)躍遷，無紅外活性：如：單原子分子、同核分子：He、Ne、N2、O2、Cl2、H2 等沒有紅外活性；如：對稱性分子的非對稱性振動(dòng)，有偶極矩變化的振動(dòng)躍遷，有紅外活性；如：非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。Ä 沒有偶極矩變化、但是有極化度變化的振動(dòng)躍遷，有拉曼活性。6.2.2 雙原子分子的振動(dòng)光譜1、簡諧振子模型的假設(shè)假設(shè)組成分子的兩個(gè)原子為小球，化學(xué)鍵為無質(zhì)量的彈簧，并假設(shè)雙原子分子的振動(dòng)方式只能是沿著鍵軸方向作簡諧伸縮振動(dòng)：2、分子振動(dòng)方程式在經(jīng)典力學(xué)中，簡諧振子的振動(dòng)頻率可由Hooke定律得： 式中：以波數(shù)表示的簡諧振子的振動(dòng)頻率，cm1；：折合質(zhì)量，在

5、數(shù)值等于分子振動(dòng)方程式其中，、：雙原子分子中兩個(gè)原子的相對原子質(zhì)量。上式主要計(jì)算雙原子分子的伸縮振動(dòng)頻率，對復(fù)雜分子中的一些化學(xué)鍵也適用。：化學(xué)鍵力常數(shù)，N/cm，與鍵能和鍵長有關(guān)；下表為常見的化學(xué)鍵力常數(shù)：Ä 根據(jù)Hooke定律得出2個(gè)結(jié)論：鍵的振動(dòng)頻率與化學(xué)鍵力常數(shù)K成正比，即鍵越強(qiáng)振動(dòng)的頻率峰出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)；鍵的振動(dòng)頻率與折合原子量成反比，連接的鍵振動(dòng)頻率。Ä 根據(jù)和紅外光譜的測量數(shù)據(jù)，可以測量各種類型的化學(xué)鍵力常數(shù)。一般來說，單鍵的化學(xué)鍵力常數(shù)的平均值，而雙鍵或三鍵的鍵力常數(shù)約為。例1：由表中查知C=C 鍵的K= 9.59.9 (N/cm)，令其為9.6，計(jì)算正己烯

6、中C=C鍵伸縮振動(dòng)頻率，實(shí)測值為1652 cm-1。解： 例2：由表中查知HC鍵的K = 4.8，計(jì)算波數(shù)值和正己烯中HC鍵伸縮振動(dòng)頻率，實(shí)測值為2892.6 cm-1 (N/cm)，實(shí)驗(yàn)值：2885.9 cm-1。解： Ä 規(guī)律：6.2.3 多原子分子的振動(dòng)形式及數(shù)目1、振動(dòng)的基本類型Ä 伸縮振動(dòng)的K比彎曲振動(dòng)K大；因此伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在紅外吸收光譜的高波數(shù)區(qū)，彎曲振動(dòng)出現(xiàn)在紅外吸收光譜的低波數(shù)區(qū)。（1）伸縮振動(dòng)指原子沿鍵軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程只改變鍵的長度，不發(fā)生鍵角的變化。可分為對稱伸縮振動(dòng)和反對稱伸縮振動(dòng)。對于中心原子來說，兩個(gè)相同原子沿鍵軸的運(yùn)動(dòng)方向相同為對稱伸縮振

7、動(dòng)，相反方向則為反對稱伸縮振動(dòng)。Ä 對于同一個(gè)基團(tuán)來說，反對稱伸縮振動(dòng)的頻率及吸收強(qiáng)度總是稍高于對稱伸縮的頻率。（2）彎曲振動(dòng)指原子垂直于化學(xué)鍵方向的運(yùn)動(dòng)?？煞譃槊鎯?nèi)和面外兩種。面內(nèi)彎曲振動(dòng)又分為剪式振動(dòng)和平面內(nèi)的搖擺；面外彎曲振動(dòng)也可分為非平面搖擺和扭曲振動(dòng)。Ä 以上六種振動(dòng)形式都有其特定的振動(dòng)頻率。一般前三種形式的振動(dòng)的（兩種伸縮及剪式振動(dòng)）的頻率較高，具有較高的能量，形成的譜帶在較短的波長(高波數(shù)）范圍，其它幾種振動(dòng)形式，能量較低，吸收譜帶在長波范圍(低波數(shù)）；Ä 不是所有的振動(dòng)都能引起紅外吸收，只有偶極矩()發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。2、基本振動(dòng)的理論數(shù)

8、分子的振動(dòng)數(shù)目與分子中所含的原子的數(shù)目有關(guān)。一個(gè)原子在空間的位置需要用X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)來描述，即每個(gè)原子在空間中的運(yùn)動(dòng)有三個(gè)自由度，那么含有N個(gè)原子的分子在空間的運(yùn)動(dòng)就有3N個(gè)自由度。由于化學(xué)鍵將N個(gè)原子連接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，分子作為一個(gè)整體的運(yùn)動(dòng)有平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)，即：3N平動(dòng)自由度+轉(zhuǎn)動(dòng)自由度+振動(dòng)自由度 振動(dòng)自由度= 3N-平動(dòng)自由度-轉(zhuǎn)動(dòng)自由度其中：由N個(gè)原子組成的分子：平動(dòng)自由度=3由N個(gè)原子組成的線形分子：轉(zhuǎn)動(dòng)自由度=2由N個(gè)原子組成的非線形分子：轉(zhuǎn)動(dòng)自由度=3Ä 因此：線形分子：振動(dòng)自由度=非線形分子：振動(dòng)自由度=理論上計(jì)算的一個(gè)振動(dòng)自由度，在紅外光譜上相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)

9、基頻吸收帶。實(shí)際上，絕大多數(shù)化合物在紅外光譜圖上出現(xiàn)的峰數(shù)，遠(yuǎn)小于理論上計(jì)算的振動(dòng)數(shù)，這是由于以下原因引起的：存在沒有偶極矩變化的振動(dòng)模式，不產(chǎn)生紅外吸收，即非紅外活性；存在能量簡并態(tài)的振動(dòng)模式；儀器的分辨率分辨不出頻率十分相近的振動(dòng)模式；振動(dòng)吸收的強(qiáng)度小，檢測不到；某些振動(dòng)模式所吸收的能量不在中紅外光譜區(qū)。例如，線性分子CO2，理論上計(jì)算其基本振動(dòng)數(shù)為3N-5=4，但在紅外圖譜上，只出現(xiàn)了667cm-1（面內(nèi)和面外變形簡并）和2349cm-1（反對稱伸縮）兩個(gè)基頻吸收峰。這是因?yàn)閷ΨQ伸縮振動(dòng)偶極矩變化為0，不產(chǎn)生吸收，而面內(nèi)變形和面外變形振動(dòng)的吸收頻率完全一樣，發(fā)生簡并。6.2.4 影響吸收

10、峰強(qiáng)度的因素1、影響譜峰強(qiáng)弱的主要因素振動(dòng)能級的躍遷幾率；振動(dòng)的基頻(v01) 的躍遷幾率大于振動(dòng)的倍頻(v02、v03、v04)，因此基頻(v01) 的吸收峰強(qiáng)度比倍頻(v02、v03、v04 )強(qiáng)。振動(dòng)能級躍遷時(shí)，偶極矩的變化。同樣的基頻振動(dòng)(v01)，偶極矩的變化越大，吸收峰也越強(qiáng)。化學(xué)鍵兩端連接原子的電負(fù)性相差越大，或分子的對稱性越差，伸縮振動(dòng)時(shí)偶極矩的變化越大，吸收峰也越強(qiáng)。2、摩爾吸收系數(shù)在紅外光譜中，一般按摩爾吸收系數(shù)的大小來劃分吸收峰的強(qiáng)弱等級，其具體劃分如下：100 非常強(qiáng)吸收峰 vs 20100 強(qiáng)吸收峰 s1020 中強(qiáng)吸收峰 m 110 弱吸收峰 w§6.3

11、基團(tuán)頻率和特征吸收峰（理解）6.3.1 官能團(tuán)區(qū)和指紋區(qū)1、基團(tuán)頻率Ø 基團(tuán)頻率：能代表基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶；2、官能團(tuán)區(qū)與指紋區(qū)的劃分及其作用根據(jù)化學(xué)鍵的性質(zhì)，結(jié)合波數(shù)與力常數(shù)、折合質(zhì)量之間的關(guān)系，可將紅外4000400cm-1劃分為四個(gè)區(qū)：（1）XH伸縮振動(dòng)區(qū)（40002500cm-1）OH基的伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在36503200cm-1的范圍內(nèi)，它可以作為判斷有無醇類、酚類和有機(jī)酸類的依據(jù)。當(dāng)醇和酚溶于非極性溶劑，濃度0.01mol·L-1時(shí)，游離的OH的伸縮振動(dòng)吸收峰出現(xiàn)在36503580 cm-1，峰形尖銳，且沒有其他峰干擾，很容易識(shí)別。當(dāng)試液濃度，OH伸縮

12、振動(dòng)吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)，在34003200 cm-1的范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰。注意，解釋OH伸縮振動(dòng)區(qū)時(shí)，應(yīng)排除NH的干擾。（2）A、飽和碳原子上的CHB、不飽和碳原子上的=CH（ºCH）（3）叁鍵（CºC）伸縮振動(dòng)區(qū)（25001900cm-1）在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少；A、RC º CH（2100 2140 cm-1）RC º CR（2190 2260 cm-1）R=R時(shí)，無紅外活性B、RC ºN（21002140 cm-1 ） 非共軛 2240 2260 cm-1 共軛 2220 2230 cm-1 僅含C、H、N時(shí)：峰較強(qiáng)、尖銳；有

13、O原子存在時(shí)；O越靠近C º N，峰越弱；（4）雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（19001200 cm-1）A、RC=CR 1620 1680 cm-1 強(qiáng)度弱， R=R（對稱）時(shí)，無紅外活性。 B、單核芳烴 的C=C鍵伸縮振動(dòng)（1626 1650 cm-1 ） 苯衍生物在 1650 2000 cm-1 出現(xiàn) C-H和C=C鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來判斷取代基位置。C、C=O （1850 1600 cm-1 ） 碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。飽和醛(酮)1740-1720 cm-1 ；強(qiáng)、尖；不飽和向低波移動(dòng)； 雙吸收峰：18201750 cm-1 ，兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合裂分； 線

14、性酸酐：兩吸收峰高度接近，高波數(shù)峰稍強(qiáng)； 環(huán)形結(jié)構(gòu)：低波數(shù)峰強(qiáng)；D、羧酸的C=O 18201750 cm-1 ， 氫鍵，二分子締合體；（5）XY，XH變形振動(dòng)區(qū)1650 cm-1 指紋區(qū)(1350 650 cm-1 )，較復(fù)雜。C-H，N-H的變形振動(dòng)；C-O，C-X的伸縮振動(dòng)；C-C骨架振動(dòng)等。精細(xì)結(jié)構(gòu)的區(qū)分。順、反結(jié)構(gòu)區(qū)分；6.3.2 影響基團(tuán)頻率的因素化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，還受分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部因素影響。相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上。而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。了解影響峰位移的因素將有助于推斷分子中相鄰部分的分子結(jié)構(gòu)。 （一）內(nèi)部因素1、電子效應(yīng)（1）誘導(dǎo)效應(yīng)（I效應(yīng)

15、）由于取代基的電負(fù)性不同，通過靜電誘導(dǎo)作用，使分子中電子云分布發(fā)生變化從而引起化學(xué)鍵力常數(shù)的變化，影響基團(tuán)振動(dòng)頻率，這種作用稱為誘導(dǎo)作用。誘導(dǎo)效應(yīng)可分為給電子誘導(dǎo)效應(yīng)（I）和吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)（I）：例如，當(dāng)有電負(fù)性較強(qiáng)的元素和C=O上的C相連時(shí)，由于誘導(dǎo)效應(yīng)，就會(huì)發(fā)生O上的電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致C=O鍵的力常數(shù)，因而使C=O的吸收峰向高波數(shù)區(qū)移動(dòng)。Ä 誘導(dǎo)效應(yīng)吸收峰向高波數(shù)區(qū)移動(dòng)的程度。（2）中介效應(yīng)（M效應(yīng)） 氧、氮和硫等原子有孤對電子，能與相鄰的不飽和基團(tuán)共軛，為了與雙鍵的電子云共軛相區(qū)分，稱其為中介效應(yīng)（M），分為M 和M效應(yīng)兩種，M效應(yīng)能使不飽和基團(tuán)的振動(dòng)頻率降低，而自身連接的化學(xué)鍵振

16、動(dòng)頻率升高，電負(fù)性弱的原子，孤對電子容易給出（如N比O易給出電子），中介效應(yīng)大，反之則中介效應(yīng)小。如酰胺分子由于中介效應(yīng)，羰基雙鍵性減弱，伸縮振動(dòng)頻率降低，而CN鍵的雙鍵性增加，伸縮振動(dòng)頻率升高。如果分子中同時(shí)存在著I效應(yīng)和M效應(yīng)，哪種效應(yīng)大，哪種效應(yīng)起決定作用。Ä 誘導(dǎo)效應(yīng)起決定作用振動(dòng)頻率向高波數(shù)移動(dòng)；反之，則向低波數(shù)移動(dòng)。例如：飽和酯的nC=O一般為1735 cm-1，比飽和酮的nC=O（1715 cm-1）大，因?yàn)镺R的-I效應(yīng)比+M效應(yīng)大，所以羰基的雙鍵性增加，而nC=O頻率亦隨之增加：而酰胺的nC=O 一般為1665 cm-1比飽和酮的要小。這是因?yàn)镹的+M效應(yīng)比-I效應(yīng)

17、大，羰基的雙鍵性減小。故nC=O頻率亦減小。 （3）共軛效應(yīng)(C效應(yīng)) 當(dāng)兩個(gè)或更多的雙鍵共軛時(shí)，因電子離域增大，即共軛體系中電子云密度平均化，使雙鍵的鍵強(qiáng)降低，雙鍵基團(tuán)的振動(dòng)頻率隨之降低。2、氫鍵效應(yīng)（XH） 形成氫鍵使電子云密度平均化（締合態(tài)），使體系能量下降，基團(tuán)伸縮振動(dòng)頻率降低，其強(qiáng)度增加但峰形變寬。如： 羧酸 RCOOH nC=O=1760 cm-1，nO-H=3550 cm-1； (RCOOH)2 nC=O=1700 cm-1，nO-H=3250-2500 cm-1 乙醇 CH3CH2OH nO=H=3640 cm-1 (CH3CH2OH)2 nO=H=3515 cm-1 (CH3

18、CH2OH)n nO=H=3350 cm-1 3、振動(dòng)耦合當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并由同一原子相連時(shí)，兩個(gè)振動(dòng)相互作用（微擾）產(chǎn)生共振，譜帶一分為二（高頻和低頻）。振動(dòng)耦合常出現(xiàn)在二羰基化合物中，如：4、費(fèi)米共振當(dāng)一振動(dòng)的倍頻與另一振動(dòng)的基頻接近（2nA=nB）時(shí)，二者相互作用而產(chǎn)生強(qiáng)吸收峰或發(fā)生裂分的現(xiàn)象。5、空間效應(yīng)由于空間阻隔，分子平面與雙鍵不在同一平面，此時(shí)共軛效應(yīng)下降，紅外峰移向高波數(shù)?？臻g效應(yīng)的另一種情況是張力效應(yīng)：四元環(huán)五元環(huán)六元環(huán)。隨環(huán)張力增加，紅外峰向低波數(shù)移動(dòng)。（二）外部因素 1、物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如：丙酮 液態(tài)時(shí)：nC=

19、O=1718 cm-1； 氣態(tài)時(shí)：nC=O=1742 cm-1。因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí)，應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。 2、溶劑效應(yīng)極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性而。如：羧酸中的C=O： 氣態(tài)：nC=O=1780 cm-1 非極性溶劑：nC=O=1760 cm-1 乙醚溶劑：nC=O=1735 cm-1 乙醇溶劑：nC=O=1720 cm-1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。§6.4 紅外光譜儀（了解）測定紅外吸收的儀器主要有三種類型：（1）光柵色散型分光光度計(jì)（主要用于定性分析）；（2）（干涉型）傅里葉變換紅外光譜儀（定性和定量分析測定）；（3）非色散型光度計(jì)（定量測定大

20、氣中各種有機(jī)物質(zhì)）。6.4.1 色散型紅外分光光度計(jì)1、組成結(jié)構(gòu)框圖 2、光源 目前，中紅外光區(qū)最常用的紅外光源是：硅碳棒和能斯特?zé)簟?硅碳棒(Globar) 硅碳棒是由SiC加壓在20000K燒結(jié)而成供電電流：45A；工作溫度：12001500；使用壽命：1000h. 能斯特?zé)?Nernst Lamp) 能斯特?zé)羰怯上⊥两饘傺趸餆Y(jié)的空心棒或?qū)嵭陌?。主要成分：氧化?75%)、氧化釔、氧化釷等，并含有少量的氧化鈣、氧化鈉、氧化鎂等.供電電流：0.51.2A；工作溫度：130017000C；使用壽命：2000h.3、單色器平面衍射光柵4、樣品池（1）中紅外光譜區(qū)的透光材料 2.525 m，4

21、000400 cm-1；（2）近紅外光譜區(qū)的透光材料：石英、玻璃；（3）遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)的透光材料：KRS-5、聚乙烯膜或顆粒；（4）樣品池的類型：固定池、可拆池、可變厚度池、微量池、氣體池。 5、檢測器 紅外吸收光譜儀的檢測器主要有：高真空熱電偶、測熱輻射計(jì)、熱釋電檢測器、光導(dǎo)電檢測器等。A、高真空熱電偶用兩種不同溫差電動(dòng)勢的金屬制成熱容量很小的結(jié)點(diǎn)，裝在涂黑的接收面上(0.20.4×2mm)；接受面吸收紅外輻射后引起結(jié)點(diǎn)的溫度上升，溫差電動(dòng)勢同溫度的上升成正比，對電動(dòng)勢的測量就相當(dāng)于對輻射強(qiáng)度的測量；為了提高靈敏度，熱電偶密封在酚105mm Hg的真空容器內(nèi)；熱電偶的時(shí)間常數(shù)大，&g

22、t;0.05sec，不適合于快速掃描的過程。B、熱釋電檢測器 硫酸三酐酞 (NH2CH2COOH)3H2SO4 TGS某些物質(zhì)的單晶存在一個(gè)軸向，沿著這個(gè)軸向存在有永久電偶極矩，如果沿垂直與軸向的方向切開，其表面將存在電荷分布，但這種效應(yīng)通常較少觀察到。當(dāng)它接受紅外輻射后溫度升高，TGS表面的電荷減少，相當(dāng)于釋放了電荷，此時(shí)形成一個(gè)明顯的外電場變化。通過外電場大小的檢測，就可以反映出偶極矩的溫度效應(yīng)，這種效應(yīng)稱為：熱釋電效應(yīng)。這種效應(yīng)與入射光的性質(zhì)與強(qiáng)度有關(guān)，因此可以用來檢測紅外輻射。特點(diǎn)：響應(yīng)速度快、噪音?。豢梢杂糜诳焖俑缮鎾呙?。常用的單晶與混晶：TGS(硫酸三酐酞)、DTGS(氘代硫酸三酐

23、酞) LATGS(L-丙氨酸TGS)、 DLATGS(氘代L-丙氨酸TGS)6.4.2 傅里葉變換紅外光譜儀1、組成結(jié)構(gòu)框圖及工作原理 2、傅里葉變換紅外吸收光譜儀的特點(diǎn)由于傅里葉變換紅外吸收光譜儀可以在任何測量時(shí)間內(nèi)獲得輻射源所有頻率的所有信息，同時(shí)也消除了色散型光柵儀器的狹縫對光譜通帶的限制，使光能的利用率大大提高，因此具有許多優(yōu)點(diǎn)。測量時(shí)間短：在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi)可以得到一張譜圖，比色散型光柵儀器快數(shù)百倍；可以用于GC-IR聯(lián)用分析；分辨率高：波數(shù)精度達(dá)到0.01cm-1； 測量精度高：重復(fù)性可達(dá)0.1%；雜散光小：小于0.01%；靈敏度高：在短時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行多次掃描，多次測量得到的信號

24、進(jìn)行累加，噪音可以降低，靈敏度可以增大，1091012g；測定光譜范圍寬：1000010cm-1，11000m。6.4.2 非色散型紅外吸收光譜儀用濾光片代替單色器，用于快速、單組分的測定。§6.5 試樣的制備（了解）6.5.1 試樣的前處理與提純試樣中的微量雜質(zhì)(<0.11%)可以不需要進(jìn)行處理，超過0.11%，就需分離出去微量雜質(zhì)。1、分離提純的方法：重結(jié)晶、精餾、萃取、柱層析、薄層層析、氣液制備色譜等。對于一些難提純的混合組分，也要盡可能地減少組分?jǐn)?shù)。2、氣體樣品氣體、蒸氣壓高的液體、固體或液體分解所產(chǎn)生的氣體，都可以用氣體池測定。3、液體樣品A、樣品池的類型 固定池、可

25、拆池、可變厚度池、微量池B、液體樣品的制備4、固體樣品A、壓片法光散射現(xiàn)象較嚴(yán)重KCl、KBr在加壓下呈現(xiàn)所謂冷脹現(xiàn)象并變?yōu)榭伤芪?，在中紅外光區(qū)完全透明，因此常用作固體樣品的稀釋劑。稀釋劑的比例：樣品/稀釋劑1/100稀釋劑的要求：純度高、粒度小于2.5m、不含水分。 油壓機(jī)壓力：510×107Pa (510t/cm2)；加壓同時(shí)要抽去空氣。B、糊狀法 選取與試樣的折射率相近的液體分散介質(zhì)與固體粉末混合研磨制成糊膏，然后用液體池進(jìn)行測定。減少了光散射現(xiàn)象。 固體有機(jī)化合物的折射率一般在1.51.6。 常用的液體分散介質(zhì)：液體石蠟油(nd=1.46)、六氯丁二烯(nd=1.55)、氟化

26、煤油 這些液體分散介質(zhì)自身也有各自的吸收峰。C、薄膜法(1050m)常用于高分子有機(jī)化合物的測定。熔融法：對于熔點(diǎn)較低，而且熱穩(wěn)定性好的樣品，可以采用此法。溶液成膜法：將試樣溶解于沸點(diǎn)較低的溶劑中，然后將溶液分布在成膜介質(zhì)（水銀、玻璃、塑料、金屬板)上，讓溶劑蒸發(fā)后形成試樣膜。§6.6 常見的有機(jī)化合物的紅外光譜（了解）有機(jī)化合物的數(shù)目非常大，但組成有機(jī)化合物的常見元素只有10種左右，組成有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)單元（又稱為基團(tuán)）數(shù)目約有幾十種。根據(jù)上述討論，基團(tuán)的振動(dòng)頻率主要取決于組成基團(tuán)原子質(zhì)量（即原子種類）和化學(xué)鍵力常數(shù)（即化學(xué)鍵的種類）。一般來說，組成分子的各種基團(tuán)如CH、CN、C=

27、C、C=O、CX等都有特定的紅外吸收區(qū)域（特征吸收峰），根據(jù)特征吸收峰可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 6.6.1 烷烴 烷烴中只有C-H鍵組成的CH，CH2，CH3基團(tuán)，純烷烴的吸收峰只有C-H的伸縮、彎曲振動(dòng)和C-C骨架振動(dòng)。1、nC-H烷烴的C-H伸縮振動(dòng)頻率一般不超過3000 cm-1，甲基和亞甲基的C-H伸縮分別有對稱和不對稱振動(dòng)相應(yīng)出現(xiàn)四個(gè)吸收峰，甲基的C-H伸縮振動(dòng)，對稱的出現(xiàn)在2872 cm-1，不對稱的出現(xiàn)在2962 cm-1；亞甲基的對稱出現(xiàn)在2853 cm-1，不對稱的出現(xiàn)在2926 cm-1。一般不對稱的吸收強(qiáng)度稍強(qiáng)，在高分辨的紅外儀，可以在2853-2962 cm-1處，清楚地觀

28、察到這四個(gè)峰，而在低分辨的儀器中，兩兩重疊只能看到兩個(gè)峰。如下圖： 叔CH的伸縮吸收很弱，2890 cm-1左右，通常消失在其它脂肪族的C-H吸收中，對于鑒定分析用途不大。2、C-H：C-H彎曲振動(dòng) 在1460c m-1和1380 cm-1處有特征吸收，前者歸于甲基的不對稱C-H，后者歸于甲基的對稱C-H。1380 cm-1峰對結(jié)構(gòu)非常敏感，對于識(shí)別甲基很有用。孤立甲基在1380 cm-1附近出現(xiàn)單峰，其強(qiáng)度對分子中甲基數(shù)目的增多而增強(qiáng)；偕二甲基 CH(CH3)2 此峰變?yōu)殡p峰（1391- 1380 cm-1（s）和1372-1365 cm-1（s），而且兩個(gè)峰的強(qiáng)度大約相等。1380 cm-

29、1附近出現(xiàn)雙峰是驗(yàn)證分子中有偕二甲基的根據(jù)；叔丁基1380 cm-1的峰也分裂為雙峰，但這兩個(gè)峰一強(qiáng)一弱（1380 cm-1為弱峰，1365 cm-1峰為強(qiáng)峰），足以與偕二甲基區(qū)分；當(dāng)化合物具有四個(gè)以上鄰接的CH2基團(tuán)時(shí)，幾乎總是在（715-725，通常在720 cm-1處）有譜帶（CH2面內(nèi)搖擺），它在鑒別上是有用的。3、C-C骨架振動(dòng)在1250-800 cm-1范圍，因特征性不強(qiáng)用途不大。6.6.2 烯烴 烯烴分子有三類特征吸收峰（n=C-H、nC=C、=C-H）1、nC-H （包括苯環(huán)的CH、環(huán)丙烷的CH）在3000 cm-1以上，苯出現(xiàn)在3010-3100 cm-1的范圍內(nèi)，在甲基及亞

30、甲基伸縮振動(dòng)大峰左側(cè)出現(xiàn)一個(gè)小峰，這是識(shí)別不飽和化合物的一個(gè)有效特征吸收。2、nC=C 孤立烯烴雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收位置在1680-1600 cm-1，其強(qiáng)度和位置決定于雙鍵碳原子取代基數(shù)目及其性質(zhì)。分子對稱性越高，吸收峰越弱。如果有四個(gè)取代烷基時(shí)，常常不能看到它的吸收峰，一元取代烯 RCH=CH2 和偏二取代烯 R2C=CH2的nC=C 強(qiáng)于三元取代烯 R2C=CHR 和四元取代烯 R2C=CR2；順式強(qiáng)于反式，末端雙鍵強(qiáng)于鏈中雙鍵。在共軛體系中，由于共軛使鍵趨于平均化，而使C=C的力常數(shù)降低，伸縮振動(dòng)向低波移動(dòng)。例如 C=C-C=C中，C=C 吸收移至1600 cm-1區(qū)域，由于兩個(gè) C=C

31、 的振動(dòng)偶合，在1650 cm-1 有時(shí)還能看到另一個(gè)峰，但1600 cm-1 的峰是鑒定共軛雙鍵的特征峰。3、C-H 面內(nèi)變形振動(dòng)在1500-1000 cm-1，結(jié)構(gòu)不敏感，也不特征，用途不大。面外彎曲振動(dòng)在1000-700 cm-1，對結(jié)構(gòu)敏感，對不同類型的烯烴有其特征吸收，而且比較固定，可以用于判斷雙鍵取代情況和構(gòu)型。如：6.6.3 炔烴炔烴分子有三個(gè)特征帶 nC-H，C-H，nCC 1、nC-H 在四氯化碳溶液中位于3320-3310 cm-1，強(qiáng)峰，固體或液體時(shí)在3300-3250 cm-1。峰形較窄，易于OH和NH區(qū)別開。2、C-H C-H的面外彎曲振動(dòng)通常在900-610 cm-

32、1出現(xiàn)一寬的譜帶，有時(shí)在1375-1225 cm-1處，出現(xiàn)它的倍頻峰，此峰也很寬，但很弱。3、nCC 碳碳叁鍵的力常數(shù)比碳碳雙鍵的高得多，所以CC的伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)域。一般一元取代炔烴 RCCH 的nCC在2140-2100 cm-1，二元取代炔烴在 RCCR1 的nCC 在2260-2190 cm-1，乙炔和對稱二取代乙炔因分子對稱，沒有nCC的吸收峰。所以看不到nCC的譜帶，不一定表示沒有CC。6.6.4 芳香烴 芳香族化合物有三種特征吸收帶：即苯環(huán)上的芳?xì)渖炜s振動(dòng)，面外彎曲振動(dòng)和苯環(huán)的骨架振動(dòng)。 1、芳環(huán)上的nC-H 3010-3080 cm-1（m） 2、芳環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)nC

33、-C 1650-1450 cm-1（m）出現(xiàn)24個(gè)吸收峰，由于芳環(huán)為一共軛體系，其C=C伸縮振動(dòng)頻率位于雙鍵區(qū)的低頻一端，往往1500 cm-1附近的吸收峰比1600 cm-1強(qiáng)。3、 芳環(huán)的面外彎曲振動(dòng) (=C-H ) 在650-900 cm-1，這一區(qū)域的吸收峰位置與芳環(huán)上取代基性質(zhì)無關(guān)，而與芳環(huán)上相連H的個(gè)數(shù)有關(guān)，相連H越多， =C-H振動(dòng)頻率愈低。6.6.5 醇和酚羥基化合物有三個(gè)特征吸收帶，即nO-H，nC-O，O-H。 1、nO-H 游離的醇和酚的nO-H在3700-3500 cm-1以內(nèi)（峰尖、強(qiáng)），締和的羥基在3500-3200 cm-1以內(nèi)峰形強(qiáng)而寬。大部分是以氫鍵締和的形式

34、存在，只有在氣相和非極性溶劑中，很稀的溶液內(nèi)減少分子間氫鍵，出現(xiàn)游離的nO-H吸收帶，分子間氫鍵與溶液濃度有關(guān)，形成分子內(nèi)氫鍵與濃度無關(guān)，但頻率更低，例如水楊醛、鄰硝基苯酚、鄰羥基苯乙酮等。它們nO-H出現(xiàn)在3200-2500 cm-1。2、O-H 醇和酚的O-H（面內(nèi)彎曲振動(dòng)） 吸收帶在15001300 cm-1附近。3、nC-O 位于12501000 cm-1附近，通常是譜圖中最強(qiáng)吸收峰之一，可根據(jù)這個(gè)區(qū)域的吸收峰確定伯醇、仲醇和叔醇。 各種醇的O-H和nC-O的吸收如下： 化合物類型 O-H cm-1 nC-O cm-1 伯醇 1350-1260 1050 仲醇 1350-1260 11

35、00 叔醇 1410-1310 1150 酚 1410-1310 13001200 6.6.6 醚 醚的特征吸收譜帶是C-O-C不對稱伸縮振動(dòng)譜帶，各種醚的 不對稱nC-O-C 為： 1、 脂肪醚： 1150-1060 cm-1（s） 2、 芳烷醚 兩個(gè) C-O 伸縮振動(dòng)吸收 1270 1230 cm-1（為 Ar-O 伸縮） 1050 1000 cm-1（為 R-O 伸縮） 3、乙烯醚： 1225-1200 cm-1（s） 注意：醇、酯和內(nèi)酯在此區(qū)域附近也有吸收，但光譜中同時(shí)存在 OH 和 C=O 其它特征峰。 4、六元環(huán)中的 C-O-C 基團(tuán)與無環(huán)醚中的此基團(tuán)的吸收具有相同的頻率，當(dāng)環(huán)變小

36、時(shí)，不對稱 C-O-C 伸縮振動(dòng)逐漸向低波移動(dòng)。 6.6.7 羰基化合物羰基吸收峰是在1900-1600 cm-1區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)的C=O伸縮吸收譜帶，這個(gè)譜帶由于其位置的相對恒定、強(qiáng)度高、受干擾小，已成為紅外光譜圖中最容易辨別的譜帶之一。此吸收峰最常出現(xiàn)在1755-1670 cm-1，但不同類別的化合物 C=O 吸收峰也各不相同，見下表： 一般吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使 C=O 的吸收向高波移動(dòng)，共軛效應(yīng)使其向低波移，氫鍵一般向低波數(shù)移。下面我們將分類對各類羰基化合物進(jìn)行討論。1、酮 一般飽和脂肪酮 C=O 伸縮振動(dòng)在1725-1705 cm-1，,-不飽和酮和芳香酮，由于共軛作用使吸收向低波數(shù)移動(dòng)，使之

37、低于1700 cm-1，如果空間效應(yīng)使之共軛減弱時(shí)，吸收頻率下降不顯著。例如 中的甲酮基受鄰位兩個(gè)甲基的空間阻礙作用，使羰基與苯環(huán)不能共平面，共軛效應(yīng)減弱，所以nC=O在1700 cm-1。羰基的-碳上連有負(fù)性取代基時(shí)，由于-I 誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果，吸收向高頻率移動(dòng)。例如-氯化酮比一般的酮要高出20 cm-1。 在環(huán)酮類中nC=O將隨環(huán)中張力增大而波數(shù)增加，如： 2、醛 醛的C=O比酮的力常數(shù)大，故吸收位置較高，一般在1740-1720 cm-1（s），但不易區(qū)別。但是-CHO中的C-H鍵的伸縮振動(dòng)在2720-2820 cm-1區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)度相等的吸收峰，此峰比較特征，借以可用來區(qū)別是否有 -C

38、HO存在。各種因素對醛中羰基吸收頻率的影響同酮相同。3、羧酸 羧酸的最特征的吸收峰是： nO-H 和 nC=O （1）nO-H 羧酸的nO-H 只有在氣相或極稀的非極性溶劑溶液中，才能看到游離的 O-H 伸縮振動(dòng)吸收峰在 3550 cm-1 區(qū)域。但由于羧酸易形成氫鍵，所以一般液體及固體羧酸均以二締和體存在，使nO-H向低波數(shù)移動(dòng)，常在 3200-2500 cm-1 區(qū)出現(xiàn)一寬而散的峰。這個(gè)峰通常在 2700-2500 cm-1 出現(xiàn)一系列連續(xù)的小峰，羧酸的這一譜帶是它的特征峰，特別是與羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收聯(lián)合考慮，特征性更強(qiáng)。 （2）nC=O C=O的伸縮振動(dòng)由于受氫鍵的影響，羧基中的C

39、=O吸收向低波移。 例如： 單體 二締合體 RCOOH 1750-1770 cm-1 1725-1700 cm-1 CH2=CHCOOH 1720 cm-1 1690 cm-1 ArCOOH 1720 cm-1 1680-1700 cm-1 當(dāng)羧基的-氫為鹵素或其它吸電子基團(tuán)取代后，使nC=O向高波移。如： 分子內(nèi)氫鍵將羧基的C=O波數(shù)降低程度比分子間氫鍵更甚.（3）羧酸鹽 當(dāng)羧酸的酸性質(zhì)子被不同的陽離子取代，生成羧酸鹽時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生羧酸的羧基消失的特征譜帶。 因?yàn)殡x子化產(chǎn)生的 R-COO- 基團(tuán)，使得羧酸基的 1710 cm-1 附近的吸收帶就消失，代之出現(xiàn)的是 1580 cm-1 和 140

40、0 cm-1 之間的兩個(gè)譜帶，這兩個(gè)帶對應(yīng)于 結(jié)構(gòu)的反對稱和對稱的伸縮振動(dòng)。4、酯（nC=O 和 nC-O-C） 酯和內(nèi)酯有兩個(gè)由nC=O和nC-O-C伸縮引起的很強(qiáng)的特征吸收帶.（1）nC=O 大多數(shù)飽和脂肪酸酯的強(qiáng)的nC=O伸縮振動(dòng)發(fā)生在比酮的正常頻率為高的1740 cm-1處（甲酸甲酯除外，在1725-1720 cm-1）。 C=C-COOR或ArCOOR的nC=O吸收，由于共軛作用移向低波數(shù)，在1730-1715 cm-1。 注意：O=C-O-C=C-或RCOOAr結(jié)構(gòu)的nC=O吸收，則移向高波區(qū)。-鹵代羧酸酯的nC=O吸收頻率也升高，如：三氯乙酸酯在1770cm-1。 六元環(huán)狀內(nèi)酯羰

41、基吸收與正常酯的相同，當(dāng)環(huán)變小時(shí)，其吸收位置將移向高波區(qū)。如 總之，酯的羰基頻率隨羰基周圍環(huán)境的改變的方式和酮的情況大致相同。（2）nC-O-C 酯的nC-O-C 伸縮振動(dòng)吸收帶在1330-1030 cm-1區(qū)域有兩個(gè)吸收帶，其一是在1300-1000 cm-1，此帶有吸收強(qiáng)度大和較寬的特征，用處較大。另一個(gè)是在1140-1030 cm-1，此帶吸收強(qiáng)度小，參考價(jià)值不大，但是內(nèi)酯此帶吸收強(qiáng)度較大。（其中1250-1230 cm-1 處的寬而強(qiáng)的譜帶是乙酸烷基酯的特征吸收帶）5、酸酐（1）nC=O 酸酐的C=O伸縮振動(dòng)在1860-1800 cm-1和1800-1750 cm-1出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的吸收峰

42、，前者是反對稱伸縮振動(dòng)，后者是對稱伸縮振動(dòng)。這兩個(gè)峰相距約60 cm-1，開鏈酸酐高波數(shù)峰稍強(qiáng)于低波數(shù)峰，而環(huán)狀酸酐則高波數(shù)峰弱于低波數(shù)峰，以此可區(qū)別這兩類酸酐。 共軛的酸酐則使羰基吸收向低波數(shù)移，在靠近1775 cm-1和1720 cm-1處出現(xiàn)吸收。 環(huán)狀酸酐中，隨著環(huán)的張力變大，吸收峰向高波移動(dòng)。例如： 五元環(huán)酸酐 nC=O 1871 cm-1 1793 cm-1 六元環(huán)酸酐 nC=O 1822 cm-1 1780 cm-1 （2）nC-O-C 酸酐的CO伸縮振動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)的吸收峰，開鏈的在1180-1045 cm-1，而環(huán)狀酸酐在1310-1200 cm-1，利用此峰也可以區(qū)別這兩種酸酐。

43、 6、 酰胺: 兼有胺和羰基化合物的特點(diǎn). 酰胺的主要特征峰有三個(gè)，即nC=O伸縮振動(dòng)（稱為酰胺I帶）；nN-H伸縮振動(dòng)及N-H彎曲振動(dòng)（酰胺II帶），酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶）（1）nN-H （酰胺II帶） 在稀溶液中，伯酰胺出現(xiàn)兩個(gè)中等強(qiáng)度的峰，分別在3500 cm-1和3400 cm-1附近。在濃溶液和固體中由于有氫鍵發(fā)生，將移向3350-3180 cm-1低頻區(qū)。隨著二締和和三締和體的存在將在此區(qū)域出現(xiàn)多重峰。仲酰胺在很稀溶液中，在3460-3420 cm-1處只出現(xiàn)一個(gè)譜帶，濃溶液中或固體中締和體出現(xiàn)在3330 cm-1，在3110-3060出現(xiàn)一個(gè)弱吸收帶，是N

44、-H（1550 cm-1）的倍頻峰。叔酰胺由于N上沒有H而沒此吸收帶，因此利用此吸收帶可以識(shí)別伯、仲、叔酰胺。（2）nC=O伸縮振動(dòng)（酰胺I帶） 伯酰胺在稀溶液中出現(xiàn)在1690 cm-1處，締和體在1650 cm-1附近，仲酰胺在稀溶液中出現(xiàn)在1680 cm-1處，締和體在1640 cm-1附近（強(qiáng)）。叔酰胺由于不能發(fā)生氫鍵締和的緣故，它的nC=O吸收峰出現(xiàn)在1670-1630 cm-1處。當(dāng)N原子上取代有苯基時(shí)，吸收峰移向高波數(shù)區(qū)。但應(yīng)注意，雖然叔酰胺本身分子不能有氫鍵締和，但是它可以與含活潑氫的溶劑發(fā)生氫鍵締和，而影響C=O吸收峰的位置。（3）N-H彎曲振動(dòng)（酰胺II帶） 伯酰胺在nC=O

45、 吸收區(qū)較低一些的地方出現(xiàn)尖峰，其強(qiáng)度相當(dāng)于nC=O 峰的1/3-1/2。游離態(tài)在1600 cm-1處，締合態(tài)在1650-1620處, 易被I帶覆蓋.仲酰胺游離態(tài)在1550-1510處；締和體在1570-1515處，I帶和II帶能夠分開. 利用此特點(diǎn)區(qū)分伯、仲酰胺。叔酰胺和內(nèi)酰胺沒有此吸收帶。 注意：內(nèi)酰胺含有N-H鍵也不含有 N-H譜帶。（4）酰胺還有C-N吸收帶（酰胺III帶） 它們的吸收位置如下： 伯酰胺 1420-1400 cm-1（中） 仲酰胺 1305-1200 cm-1（中） 叔酰胺 700-620 cm-1 （中） 6.6.8 胺 胺有三個(gè)特征吸收帶即：nN-H、N-

46、H和nC-N吸收帶，其中nN-H吸收帶用處較大（3550-3250 cm-1）。（1）nN-H 游離一級胺的nN-H伸縮振動(dòng)在3400-3490（中）處，有兩個(gè)吸收峰，相應(yīng)于N-H的對稱和反對稱伸縮振動(dòng)，另外，脂肪族伯胺在nN-H（S）吸收帶的低一側(cè)有肩峰；而芳香伯胺有一個(gè)尖銳獨(dú)立的小峰，它們是N-H（s）的倍頻和nNH（s）共振的結(jié)果。 締和的nN-H伸縮振動(dòng)向低波數(shù)方向移動(dòng)，但位移程度不及O-H吸收峰的情況，位移一般不大于100 cm-1，并且吸收峰較弱、較尖銳。 二級胺的稀溶液在3310-3350 cm-1區(qū)域只有一個(gè)吸收峰。 三級胺沒有N-H，故沒有N-H伸縮振動(dòng)吸收峰。（2）N-H

47、一級胺的面內(nèi)N-H彎曲（剪式）振動(dòng)吸收在1540-1650 cm-1（中、強(qiáng)）區(qū)域，可用于鑒定（與芳環(huán)的骨架振動(dòng)吸收重疊），一級胺的非平面（面外）搖擺振動(dòng)吸收在650-900 cm-1（寬）區(qū)域，而脂肪一級胺則在750-850 cm-1（寬、中）區(qū)域，非常特征。二級胺的N-H彎曲振動(dòng)吸收很弱，不能用于鑒定，二級胺的N-H非平面搖擺振動(dòng)在700-750 cm-1區(qū)域有強(qiáng)的吸收.（3）nC-N 位于指紋區(qū)與nC-C 重疊，難以辨別。6.6.9 硝基化合物 硝基化合物主要有nNO2的反對稱和對稱伸縮吸收帶，它們分別在1650-1500 cm-1和1370-1250 cm-1，很容易認(rèn)出。 脂肪族硝基

48、化合物的兩個(gè)峰分別在1565-1545 cm-1；1380-1350 cm-1 。 芳香族硝基化合物和共軛的脂肪族硝基化合物由于共軛使nO頻率降低，如芳香族硝基化和物1525±15cm-1和1345±15 cm-1。 另外，芳香硝基化合物在870 cm-1附近出現(xiàn)C-N伸縮振動(dòng)帶。 6.6.10 腈類 -CN 飽和脂肪腈在2260-2240 cm-1有尖而強(qiáng)的n-CN伸縮振動(dòng)吸收帶，當(dāng)與不飽和鍵和芳環(huán)共軛時(shí)，該帶位移到2240-2220 cm-1區(qū)間，且強(qiáng)度增加。一般說來，共軛的n-CN伸縮振動(dòng)吸收帶位移要比非共軛的低約30 cm-1。§6.7 紅外吸收光譜法的應(yīng)

49、用（掌握）紅外光譜在化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用是多方面的。它不僅用于結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究，如確定分子的空間構(gòu)型，求出化學(xué)鍵的力常數(shù)、鍵長、鍵角等；而且廣泛地應(yīng)用于化合物的定性、定量分析和化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理研究等。但是紅外光譜應(yīng)用最廣的還是未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。6.7.1 紅外光譜圖解析步驟用紅外光譜圖確定化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)，一般要求使用純化合物的正確譜圖，所以在譜圖解析前，首先要排除不屬于試樣的雜質(zhì)峰、溶劑峰和“鬼”峰等（如37003450cm-1的水峰，2400 cm-1處可能出現(xiàn)的CO2吸收峰）采取何種譜圖解析步驟并無嚴(yán)格的規(guī)定，可依個(gè)人習(xí)慣或具體譜圖的特點(diǎn)及分析目的而異，譜圖解析的一般原則有如下幾點(diǎn)：1、解析前

50、應(yīng)了解盡量多的信息首先了解試樣的來源及制備方法，了解其原料及可能生產(chǎn)的中間產(chǎn)物或副產(chǎn)物，了解其m.p.、b.p.、S等物理、化學(xué)性質(zhì)以及用其他分析方法得到的數(shù)據(jù)，如Mr、元素分析數(shù)據(jù)等。2、計(jì)算不飽和度化合物的不飽和度可用下式計(jì)算：式中：四價(jià)原子數(shù)目，如C；：三價(jià)原子數(shù)目，如N；：一價(jià)原子數(shù)目，如H、X2。分子飽和；分子有一個(gè)雙鍵或環(huán)；分子含一個(gè)叁鍵或者為所表示情況的兩倍。應(yīng)指出，二價(jià)原子等不能參與計(jì)算。3、確定所含基團(tuán)或官能團(tuán)一般來說，首先在“官能團(tuán)區(qū)”搜尋官能團(tuán)的特征伸縮振動(dòng)，再根據(jù)“指紋區(qū)”的吸收情況，進(jìn)一步確定該基團(tuán)的存在以及與其他基團(tuán)的結(jié)合方式。譜圖中與某些特征官能團(tuán)對應(yīng)的吸收峰不出現(xiàn)，就可以斷定