波譜--紅外光譜 (1)

1、紅外吸收光譜 IR 紅外光譜法1 概述紅外光譜的表示方法與紫外可見(jiàn)吸收光譜法的比較圖譜比較 紫外：用紫外：用A表表示吸收光的程示吸收光的程度，波長(zhǎng)為橫度，波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)坐標(biāo)A 紅外：用紅外：用T%來(lái)表示吸光強(qiáng)來(lái)表示吸光強(qiáng)度，光的性質(zhì)度，光的性質(zhì)用波長(zhǎng)或波數(shù)用波長(zhǎng)或波數(shù)表示表示T%（）紅外光譜法的特點(diǎn)紅外吸收光譜的基本原理1 紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件2 分子的振動(dòng)模型振動(dòng)頻率 ,3 , 2 , 1 , 0 )21(nhnEv 21 k)21(2 nkhE所以是諧振子的振動(dòng)頻率。這里khkhE22 kkckhhE13072112 發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量

2、的大小取決于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。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。 表 某些鍵的伸縮力常數(shù)116502126913071307211cm/.kkcv3 分子的振動(dòng)方式4 常用術(shù)語(yǔ)5 紅外光譜的分區(qū)4000 2500 2000 1400 400cm-1 X-H X-H伸縮振動(dòng)區(qū) O-H 37003100 N-H 35003300 C-H 33002700C-H： 3000為界，3000以上為不飽和化合物的C-HCH =CH C H ; 3000以下為飽和化合物 C-H三鍵和累積雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)強(qiáng)度大芳環(huán) C=C1600,1580,

3、1500, 1450單鍵的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)區(qū)6 影響吸收峰位移的因素K，雙鍵性吸電性K，電子離域，雙鍵性共軛效應(yīng)使各類(lèi)化合物的紅外吸收 1 1 烷烴烷烴 CHCH3 3 CH CH2 2 兩峰高度相近 兩峰高度一高一矮（CH2）n n 4 正庚烷的紅外光譜圖2 2 烯烴烯烴3080-3030 cmcm-1-1 2900-2800 cmcm-1-1 3000 cmcm-1 -1 =C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 3079cm-1C-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 2900 cm-1C=C 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng) 1642cm-1-CH=CH2 彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng) 993, 910cm-1反反-2-辛烯辛烯順順-2-辛烯辛

4、烯700 cm-1 C-H彎曲振動(dòng)彎曲振動(dòng)965 cm-1 1650cm-1 C=C 伸縮振動(dòng)3 3 炔烴炔烴3300cm-1 CC-H伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)22502100CC伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)4 4 芳香族化合物芳香族化合物中）（弱130003100cmH雙峰（強(qiáng)）和（芳環(huán)）115001600cmCC（三峰）和，（芳環(huán)）1150015801600cmCC（四峰）和，（芳環(huán)）11450150015801600cmCC3300cm-1 苯環(huán)苯環(huán)C-H 伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)1380cm-1異丙基兩重峰異丙基兩重峰1600cm-1 1500cm-1 C=C骨架振動(dòng)骨架振動(dòng)3000H雙峰1500,1600CC（

5、單峰）（鄰）1743cmH太弱（間）900692,767H（單峰）792H5 5 醇醇 酚酚 醚醚（強(qiáng)）132003650cmHO變，銳峰）（較強(qiáng)（游離）136003650cmHO中強(qiáng)，寬、鈍峰）（強(qiáng)（締合）132003500cmHO（強(qiáng)）110001250cmOC11050cmOC（伯醇）11100cmOC（仲醇）11150cmOC（叔醇）112001300cmOC（酚）區(qū)別醇酚最好用苯環(huán)16501450特征吸收3515cm-10 001M01M01M025M10M3640cm-13350cm-12950cm-12895 cm-1110001300cmOC3200HO1050OC1100OC

6、6 6 羰基類(lèi)化合物羰基類(lèi)化合物（強(qiáng)）116001900cmOC（極強(qiáng)）（酮）11715cmOC （強(qiáng)，尖銳）（醛）11725cmOC（雙峰）和1)(27202820cmOCH分裂成雙峰接近二倍頻峰與1)()(2850cmOCHOCH 11800cmOC（酰氯）1715（酮）OC1725（醛）OC1800（酰氯）OC900OCC （強(qiáng)、鈍峰）（羧酸）116801740cmOC（強(qiáng)、寬峰）（羧酸）125003400cmOH（中強(qiáng)）（羧酸）112001320cmOC （強(qiáng)）（酯）11735cmOC111001280cmOC（酯） （強(qiáng)）111001280cmasOC（弱）110001150cmsO

7、C（較強(qiáng)）（強(qiáng)）雙峰（酸酐）111740178018001850cmcmsOCasOCOC（強(qiáng)）（酸酐）19001300cmOC1718（羧酸）OC1744（酯）OC（雙）（酸酐）1757,1824OC1248OC為中心（強(qiáng)寬）以3000OH1190OC（強(qiáng)）1042OC7 7 含氮類(lèi)化合物含氮類(lèi)化合物峰強(qiáng)峰弱；芳香胺脂肪胺（強(qiáng)度不定）（胺）133003500cmNH（中，單峰）115601650cmNH（中強(qiáng)）仲胺：（弱）伯胺：1115501650159016502cmcmNHNH（中）（胺）111001300cmNC峰叔胺：無(wú)單峰仲胺：伯胺：雙峰NH（雙）HN（單）HN（強(qiáng)單）HN3000

8、H（仲）中強(qiáng)NC（伯）弱NC（雙）1500,1600CC（強(qiáng)）（酰胺）116301680cmOC（強(qiáng)）（酰胺）131003500cmNH115501640cmNH（酰胺）峰叔酰胺：無(wú)尖銳單峰仲酰胺：伯酰胺：雙峰NH31803350sNHasNH，伯酰胺（雙峰）15501640NH16301680OC雙CC（強(qiáng)）（強(qiáng)）11130013901500160022cmcmsNOasNO（強(qiáng)）122402260cmNC紅外光譜儀 兩種類(lèi)型：色散型 干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀）傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖干涉儀干涉儀光源光源樣品室樣品室檢測(cè)器檢測(cè)器顯示器顯示器繪圖儀繪圖儀計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)干涉圖干涉圖光譜圖光

9、譜圖FTS紅外光譜儀主要部件制樣方法1）氣體）氣體氣體池氣體池2）液體：）液體：液膜法液膜法難揮發(fā)液體（難揮發(fā)液體（BP80 C）溶液法溶液法液體池液體池3) 固體固體:研糊法（液體石臘法）研糊法（液體石臘法）KBr壓片法壓片法薄膜法薄膜法紅外光譜的應(yīng)用 222134nnnU一個(gè)雙鍵分子中可能含苯環(huán)分子中可能含苯環(huán)環(huán)，或一個(gè)叁鍵，或一個(gè)雙鍵分子中可能含兩個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)分子中可能含一個(gè)雙鍵構(gòu)分子中無(wú)雙鍵或環(huán)狀結(jié)54210UUUUU未知物分子式為C8H16，試推測(cè)其結(jié)構(gòu)3079cm-1 C=C-H伸縮振動(dòng)1642cm-1C =C伸縮振動(dòng)1460,1380 cm-1 C-H彎曲振動(dòng)910cm-1、993 cm-1 C-H彎曲振動(dòng)=CH 3079cm-1 處有吸收峰，C=C 1642 cm-1處, 該化合物中存在烯基。 1460,1380cm-1處有吸收峰,CH3,CH2 CH 910cm-1、993 cm-1處說(shuō)明該化合物有末端乙烯基。未知物為直鏈末端烯烴，即1-辛烯。推測(cè)推測(cè)C C4 4H H8 8O O2 2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) =1