中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系第五章第五章 紅外吸收光譜分析紅外吸收光譜分析Infrared Absorption Spectroscopy ,IR基本要求：基本要求：1.1.理解紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件理解紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件2.2.掌握分子振動(dòng)頻率、振動(dòng)類型、振動(dòng)自由度與紅掌握分子振動(dòng)頻率、振動(dòng)類型、振動(dòng)自由度與紅外光譜的關(guān)系外光譜的關(guān)系3.3.掌握重要官能團(tuán)及典型有機(jī)化合物的特征吸收頻掌握重要官能團(tuán)及典型有機(jī)化合物的特征吸收頻率率4.4.了解紅外光譜儀的基本部件及其作用了解紅外光譜儀的基本部件及其作用5.5.了解了解FT-IRFT-IR光譜儀的原理及特點(diǎn)光譜儀的原理及特點(diǎn)6.6.掌握紅外譜

2、圖解析的基本步驟及方法掌握紅外譜圖解析的基本步驟及方法中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 紅外光譜的產(chǎn)生條件紅外光譜的產(chǎn)生條件5.3 5.3 分子振動(dòng)方程式分子振動(dòng)方程式5.4 5.4 分子振動(dòng)形式分子振動(dòng)形式5.5 5.5 紅外光譜的吸收強(qiáng)度紅外光譜的吸收強(qiáng)度5.6 5.6 紅外光譜的特征性，基因頻率紅外光譜的特征性，基因頻率5.7 5.7 影響基團(tuán)頻率位移的因素影響基團(tuán)頻率位移的因素5.8 5.8 外光譜的定性分析外光譜的定性分析5.9 5.9 紅外光譜儀紅外光譜儀5.10 5.10 試樣的制備試樣的制備中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.1概述概述紅外吸收光譜

3、紅外吸收光譜: 分子振動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生分子振動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生，同時(shí)伴隨有分子，同時(shí)伴隨有分子中轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，又稱為中轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，又稱為振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，也是一種也是一種分子吸收光譜分子吸收光譜。應(yīng)用：應(yīng)用：分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究物質(zhì)的化學(xué)組成分析物質(zhì)的化學(xué)組成分析中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系紅外光譜區(qū)劃分紅外光譜區(qū)劃分：紅外光譜波長(zhǎng)范圍：紅外光譜波長(zhǎng)范圍： 0.750.751000um1000um可分為三個(gè)區(qū)域可分為三個(gè)區(qū)域本章主要討論中紅外吸收光譜。本章主要討論中紅外吸收光譜。類型類型波長(zhǎng)波長(zhǎng)波數(shù)波數(shù)振動(dòng)類型振動(dòng)類型近紅外區(qū)近紅外區(qū)0.75 2.5um2.5um133

4、00 40004000O-H,N-H,C-H倍頻吸收倍頻吸收中紅外區(qū)中紅外區(qū)2.5 25um25um4000 400400化學(xué)鍵振動(dòng)基頻化學(xué)鍵振動(dòng)基頻遠(yuǎn)紅外區(qū)遠(yuǎn)紅外區(qū)25 1000um1000um400 1010骨架振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)骨架振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系特點(diǎn)：特點(diǎn)：應(yīng)用面廣，提供信息多且具有特征性。應(yīng)用面廣，提供信息多且具有特征性。依據(jù)分子紅外光譜吸收峰率位置、數(shù)目依據(jù)分子紅外光譜吸收峰率位置、數(shù)目及其強(qiáng)度，可以鑒定未知物的結(jié)構(gòu)；及其強(qiáng)度，可以鑒定未知物的結(jié)構(gòu)；依據(jù)吸收峰強(qiáng)度與化學(xué)基團(tuán)含量有關(guān)，依據(jù)吸收峰強(qiáng)度與化學(xué)基團(tuán)含量有關(guān)，可進(jìn)行定量分析和濃度鑒定?？蛇M(jìn)行定量分析和濃度鑒定。

5、不受樣品的相態(tài)限制，不受熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸不受樣品的相態(tài)限制，不受熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸氣壓限制。氣壓限制。樣品用量少且可回收，不破壞試樣，分析速樣品用量少且可回收，不破壞試樣，分析速度快，操作方便等。度快，操作方便等。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.2 紅外光譜的產(chǎn)生條件紅外光譜的產(chǎn)生條件當(dāng)分子受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，當(dāng)分子受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收某些頻率的輻射，引起振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)分子吸收某些頻率的輻射，引起振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷，使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱，躍遷，使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱，將分子吸收紅外輻射的情況記錄下來(lái)，便得到紅將分子吸收紅外輻射的情況記錄

6、下來(lái)，便得到紅外光譜圖。外光譜圖。 紅外光譜圖多以波長(zhǎng)紅外光譜圖多以波長(zhǎng)或波數(shù)或波數(shù)為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，表示吸收峰位置；以透光率表示吸收峰位置；以透光率T T為縱坐標(biāo)，表示吸收為縱坐標(biāo)，表示吸收強(qiáng)度。如圖強(qiáng)度。如圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 物質(zhì)吸收紅外光發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍迂必須滿物質(zhì)吸收紅外光發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍迂必須滿足兩個(gè)條件：足兩個(gè)條件：紅外輻射光量子具有的能量等于分子振動(dòng)能級(jí)紅外輻射光量子具有的能量等于分子振動(dòng)能級(jí)的能量差；的能量差；分子振動(dòng)時(shí)，偶極矩的分子振動(dòng)時(shí)，偶極矩的大小或方向必須具有一定大小或方向必須具有一定的變化。的變化。即有偶極矩變化即有偶極矩變化的分子振動(dòng)是紅外活性

7、的，的分子振動(dòng)是紅外活性的，否則為非紅外活性振動(dòng)。否則為非紅外活性振動(dòng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.3 5.3 分子振動(dòng)方程式分子振動(dòng)方程式分子的近似機(jī)械模型：分子的近似機(jī)械模型： 最簡(jiǎn)單的例子是雙原子分子，可用一根彈最簡(jiǎn)單的例子是雙原子分子，可用一根彈簧兩端聯(lián)著兩個(gè)剛性小球來(lái)模擬?；蓛啥寺?lián)著兩個(gè)剛性小球來(lái)模擬。 例例: :m m1 1,m,m2 2分別代表兩個(gè)小球質(zhì)量（原子質(zhì)分別代表兩個(gè)小球質(zhì)量（原子質(zhì)量），彈簧長(zhǎng)度量），彈簧長(zhǎng)度r r就是分子化學(xué)鍵長(zhǎng)度就是分子化學(xué)鍵長(zhǎng)度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系經(jīng)典力學(xué)或量子力學(xué)均可推出雙原經(jīng)典力學(xué)或量子力學(xué)均可推出雙原子分子振動(dòng)頻率計(jì)算公式為：子分

8、子振動(dòng)頻率計(jì)算公式為：(1). 21k頻率，頻率，Hzk彈簧的力常數(shù)，彈簧的力常數(shù)，N.cm-1 兩小球的折合質(zhì)量?jī)尚∏虻恼酆腺|(zhì)量2121mmmm振動(dòng)頻率用波數(shù)振動(dòng)頻率用波數(shù)作單位：作單位：2).(. kc21 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系如果如果m m以摩爾質(zhì)量以摩爾質(zhì)量M M表示，則：表示，則：M Mm m. .N NA A阿氏常數(shù)阿氏常數(shù)).(3 Mkc2N 1/2A 折合相對(duì)原折合相對(duì)原子質(zhì)量子質(zhì)量2121MMMMM (1)(2)(3) (1)(2)(3) 即所謂的分子振動(dòng)方程式。即所謂的分子振動(dòng)方程式。 由此可見，影響基本振動(dòng)的頻率的由此可見，影響基本振動(dòng)的頻率的直接原因直接原因是相

9、對(duì)原子質(zhì)量和化學(xué)鍵力常數(shù)是相對(duì)原子質(zhì)量和化學(xué)鍵力常數(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系由上式總結(jié)出：由上式總結(jié)出：(1)對(duì)具有相似質(zhì)量的原子基團(tuán)，振動(dòng)頻率與鍵對(duì)具有相似質(zhì)量的原子基團(tuán)，振動(dòng)頻率與鍵力常數(shù)力常數(shù)k1/2成正比成正比類型類型鍵力常數(shù)鍵力常數(shù)折合質(zhì)量折合質(zhì)量波數(shù)波數(shù) 碳碳三碳碳三鍵鍵k=15N.cm-16=2062=2062cm-1C=Ck=10N.cm-16=1683=1683cm-1C-Ck=5N.cm-16=1190=1190cm-1 說(shuō)明同類原子組成化學(xué)鍵（折合說(shuō)明同類原子組成化學(xué)鍵（折合M質(zhì)量相同）質(zhì)量相同）k大大, 大。大。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系(2)相同化學(xué)鍵的基團(tuán)相同

10、化學(xué)鍵的基團(tuán),與相對(duì)質(zhì)量平方根成反比與相對(duì)質(zhì)量平方根成反比(3)由于氫相對(duì)質(zhì)量最小由于氫相對(duì)質(zhì)量最小,故含故含H原子的單鍵基本振動(dòng)原子的單鍵基本振動(dòng)頻率都出現(xiàn)在高頻區(qū)。頻率都出現(xiàn)在高頻區(qū)。例例: N-H 3300cm-1OH3500cm-1 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)不同，它們相對(duì)原子質(zhì)量和化有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)不同，它們相對(duì)原子質(zhì)量和化學(xué)鍵力常數(shù)學(xué)鍵力常數(shù)k各不相同，就會(huì)出現(xiàn)不同的吸收頻率，各不相同，就會(huì)出現(xiàn)不同的吸收頻率，因此各有特征的紅外吸收光譜。因此各有特征的紅外吸收光譜。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.4 5.4 分子振動(dòng)形式分子振動(dòng)形式1 1、分子振動(dòng)自由度、分子振動(dòng)自由度對(duì)于對(duì)于N個(gè)原子構(gòu)成分子：

11、個(gè)原子構(gòu)成分子：分子自由度分子自由度3N3N平動(dòng)自由度平動(dòng)自由度+ +轉(zhuǎn)動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度+ +振動(dòng)自由度。振動(dòng)自由度。分子質(zhì)心可沿分子質(zhì)心可沿x、y、z三個(gè)坐標(biāo)平移，分子平三個(gè)坐標(biāo)平移，分子平動(dòng)自由度動(dòng)自由度3，三個(gè)整個(gè)分子繞，三個(gè)整個(gè)分子繞x、y、z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為自由度為3， 分子的振動(dòng)自由度為分子的振動(dòng)自由度為3N-6 直線分子：直線分子：分子的振動(dòng)自由度為分子的振動(dòng)自由度為3N-5中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系例如：例如：H2O 振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度3種種 CO2振動(dòng)自由度振動(dòng)自由度4種種COCO2 2分子四種基本振動(dòng)形式為分子四種基本振動(dòng)形

12、式為（1 1）對(duì)稱伸縮振動(dòng)）對(duì)稱伸縮振動(dòng)（3 3）面內(nèi)彎曲振動(dòng)）面內(nèi)彎曲振動(dòng)（4 4）面外彎曲振動(dòng)）面外彎曲振動(dòng)（2 2）反稱伸縮振動(dòng)）反稱伸縮振動(dòng)OCO OCO OCO OCO中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系2 2、分子振動(dòng)形式、分子振動(dòng)形式（1）伸縮振動(dòng)）伸縮振動(dòng)（stretching vibration）指原子沿鏈軸方向伸縮，使鍵長(zhǎng)發(fā)生變化而鍵角不變。指原子沿鏈軸方向伸縮，使鍵長(zhǎng)發(fā)生變化而鍵角不變。i.對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng)(symmetrical stretching vibration, s)ii.反對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)(asymmetrical st

13、retching vibration, as)（2）變形或彎曲振動(dòng)）變形或彎曲振動(dòng)（deformation vibration) 指原子垂直價(jià)鍵方向運(yùn)動(dòng)，鍵角發(fā)生周期指原子垂直價(jià)鍵方向運(yùn)動(dòng)，鍵角發(fā)生周期 變化而鍵長(zhǎng)變化而鍵長(zhǎng)不變。不變。i.面內(nèi)變形振動(dòng)面內(nèi)變形振動(dòng)( in-plane bending vibration, )剪式振動(dòng)剪式振動(dòng)（scissoring vibration , ）面內(nèi)搖擺振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)（rocking vibration , ）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系.面外變形振動(dòng)面外變形振動(dòng)( out-of-plane bending vibration , )面外搖擺振動(dòng)面

14、外搖擺振動(dòng)（wagging vibration , ） 扭曲變形振動(dòng)扭曲變形振動(dòng)（twisting vibration , ） 如圖如圖每種振動(dòng)形式都是有其特定振動(dòng)頻率，即相應(yīng)每種振動(dòng)形式都是有其特定振動(dòng)頻率，即相應(yīng)的紅外的收峰的紅外的收峰有機(jī)化合物一般由多有機(jī)化合物一般由多原子組成因此紅外吸收原子組成因此紅外吸收光譜一般較多，實(shí)際反光譜一般較多，實(shí)際反映在紅外譜圖上吸收峰映在紅外譜圖上吸收峰有時(shí)會(huì)增減。原因：有時(shí)會(huì)增減。原因：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（1）中紅外吸收光譜上除基頻譜帶還有倍頻譜帶，）中紅外吸收光譜上除基頻譜帶還有倍頻譜帶，合頻譜帶。合頻譜帶。基頻譜帶：基頻譜帶：基團(tuán)由基態(tài)向

15、第一振動(dòng)能級(jí)躍遷所吸收的紅外光的頻率。基團(tuán)由基態(tài)向第一振動(dòng)能級(jí)躍遷所吸收的紅外光的頻率。倍頻譜帶：倍頻譜帶：基團(tuán)由基態(tài)躍遷至第二激發(fā)態(tài)、第三激發(fā)吸收的紅外光基團(tuán)由基態(tài)躍遷至第二激發(fā)態(tài)、第三激發(fā)吸收的紅外光的頻率。的頻率。合頻譜帶：合頻譜帶： 兩個(gè)以上基頻峰波數(shù)之和兩個(gè)以上基頻峰波數(shù)之和1+ 2+.或差或差1 - 2-.處處出現(xiàn)的吸收峰出現(xiàn)的吸收峰 合頻譜帶和倍頻譜帶統(tǒng)稱為泛頻譜帶。合頻譜帶和倍頻譜帶統(tǒng)稱為泛頻譜帶。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（2）不是所有的分子振動(dòng)形式都能在紅外區(qū)觀察）不是所有的分子振動(dòng)形式都能在紅外區(qū)觀察到。到。對(duì)稱性愈差，譜帶強(qiáng)度越大。對(duì)稱性愈差，譜帶強(qiáng)度越大。（3）有

16、的振動(dòng)形式雖不同，但它們振動(dòng)頻率相等，）有的振動(dòng)形式雖不同，但它們振動(dòng)頻率相等，因而產(chǎn)生簡(jiǎn)并。因而產(chǎn)生簡(jiǎn)并。（4）儀器分辯率不高，一些頻率很接近的吸收峰）儀器分辯率不高，一些頻率很接近的吸收峰分不開，一些較弱的峰，可能由于儀器靈敏度不分不開，一些較弱的峰，可能由于儀器靈敏度不可多而檢測(cè)不出等?？啥喽鴻z測(cè)不出等。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 紅外吸收光譜吸收強(qiáng)度定性地表示為：紅外吸收光譜吸收強(qiáng)度定性地表示為：VS 非常強(qiáng)峰非常強(qiáng)峰 100100 S S 強(qiáng)峰強(qiáng)峰2020100100 m m 中強(qiáng)峰中強(qiáng)峰 10102020 w w 弱峰弱峰 1 11010 vw vw 極弱峰極弱峰1 15.5

17、紅外光譜的吸收強(qiáng)度紅外光譜的吸收強(qiáng)度1 1、偶極矩變化率的影響、偶極矩變化率的影響 紅外吸收峰的強(qiáng)度與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩變化值紅外吸收峰的強(qiáng)度與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩變化值的平方成正比的平方成正比. . 影響紅外吸收強(qiáng)度的主要因素有：影響紅外吸收強(qiáng)度的主要因素有：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 極性較強(qiáng)的基團(tuán)：極性較強(qiáng)的基團(tuán)：C=O、-C-X等振動(dòng)其吸收強(qiáng)度較大等振動(dòng)其吸收強(qiáng)度較大 極性較弱的基團(tuán)：極性較弱的基團(tuán)：C=C、N=N等其吸收強(qiáng)度較弱等其吸收強(qiáng)度較弱 2 2、氫鍵的影響：、氫鍵的影響：氫鍵的存在以及強(qiáng)弱不同，使原子間氫鍵的存在以及強(qiáng)弱不同，使原子間距距變大變大，偶極矩，偶極矩變大變大 ，吸收強(qiáng)

18、度，吸收強(qiáng)度增強(qiáng)增強(qiáng)例如例如 : 醇類醇類 在在CCl4溶劑中溶劑中 弱弱 在乙醚溶劑中在乙醚溶劑中 強(qiáng)強(qiáng)3 3、振動(dòng)類型不同，強(qiáng)度不一樣、振動(dòng)類型不同，強(qiáng)度不一樣 基頻的光譜帶常常是最強(qiáng)的。基頻的光譜帶常常是最強(qiáng)的。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 組成分子的各種基團(tuán)組成分子的各種基團(tuán)O-H、N-H、C-H、C=C、 C=O 等，都有自己特定的紅外吸收區(qū)域，等，都有自己特定的紅外吸收區(qū)域，分子的分子的其它部分對(duì)其吸收位置影響較小。其它部分對(duì)其吸收位置影響較小。特征吸收峰特征吸收峰 常把能代表基因存在，并有較高強(qiáng)度的吸收譜常把能代表基因存在，并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶的基團(tuán)頻率，其所在位置稱為帶的基團(tuán)

19、頻率，其所在位置稱為特征吸收峰特征吸收峰5.6 紅外光譜的特征性，基因頻率紅外光譜的特征性，基因頻率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 紅外光譜的整個(gè)范圍分成紅外光譜的整個(gè)范圍分成4000600cm-1區(qū)域區(qū)域。常將這個(gè)波數(shù)范圍分為四個(gè)部分。常將這個(gè)波數(shù)范圍分為四個(gè)部分。1 1、X-HX-H伸縮振動(dòng)區(qū)（伸縮振動(dòng)區(qū)（ 400040002500cm2500cm1 1 ） 這個(gè)區(qū)域內(nèi)主要包括這個(gè)區(qū)域內(nèi)主要包括O-HO-H、N-HN-H、C-HC-H、S-HS-H鍵伸鍵伸縮振動(dòng)，常又稱為縮振動(dòng)，常又稱為“氫鍵區(qū)氫鍵區(qū)”。 O-H O-H伸縮振動(dòng)（伸縮振動(dòng)（ 365036503200cm3200cm1 1 ）

20、 A.A.游離游離OHOH峰（伸縮振動(dòng)）峰（伸縮振動(dòng)） 365036503580cm3580cm1 1，峰形尖銳，無(wú)其它峰干擾易識(shí)別。峰形尖銳，無(wú)其它峰干擾易識(shí)別。 例：醇和酚溶于非極性溶劑例：醇和酚溶于非極性溶劑(CCL(CCL4 4),C0.01mol.l),CC=C C=C 鍵吸收強(qiáng)鍵吸收強(qiáng)度與分子中四個(gè)基團(tuán)度與分子中四個(gè)基團(tuán)R1、R2、R3、R4 差異大小及差異大小及分子對(duì)稱性有關(guān)。分子對(duì)稱性有關(guān)。R1 R3R2 R4 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（2 2）芳環(huán)骨架振動(dòng)頻率）芳環(huán)骨架振動(dòng)頻率 16201620 1450cm1450cm-1-1范圍內(nèi)范圍內(nèi)4 4個(gè)個(gè) 16201590 c

21、m-1 吸收帶居中吸收帶居中 1580 cm-1 吸收帶最弱吸收帶最弱 15201480 cm-1 吸收帶最強(qiáng)吸收帶最強(qiáng) 1450 cm-1 常觀察不到常觀察不到 1600和和1500 cm-1附近的兩個(gè)吸收帶對(duì)于確定芳環(huán)附近的兩個(gè)吸收帶對(duì)于確定芳環(huán)結(jié)構(gòu)很有價(jià)值。結(jié)構(gòu)很有價(jià)值。 當(dāng)芳環(huán)與當(dāng)芳環(huán)與體子共扼（體子共扼（C=O,C=C）等或與含孤對(duì)電）等或與含孤對(duì)電子取代基（子取代基（ Cl,S,-OH,-NH2 ）p- 共扼時(shí)，共扼時(shí)， 1600 cm-1裂分為裂分為1600 cm-1和和1580 cm-1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系說(shuō)明：說(shuō)明：苯衍生物苯衍生物2000-1650cm2000-16

22、50cm-1-1范圍內(nèi)出現(xiàn)的范圍內(nèi)出現(xiàn)的C-HC-H面面外和外和C=CC=C面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收，雖強(qiáng)度弱，但面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收，雖強(qiáng)度弱，但它們的吸收面貌在表征芳核取代類型上很有用。它們的吸收面貌在表征芳核取代類型上很有用。 如圖如圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（3 3）C=OC=O伸縮振動(dòng)伸縮振動(dòng)（ 1850 1850 1600 cm 1600 cm-1-1 ），吸收帶，吸收帶很強(qiáng)，常為紅外圖中最強(qiáng)吸收，且干擾少，判斷比較很強(qiáng)，常為紅外圖中最強(qiáng)吸收，且干擾少，判斷比較容易。容易。a. a. 酸酐酸酐 C=OC=O基吸收峰有兩個(gè)：基吸收峰有兩個(gè)：1820 cm1820 cm-1-1和和

23、1750 cm1750 cm-1-1 兩個(gè)吸收峰是由于兩個(gè)兩個(gè)吸收峰是由于兩個(gè)C CO O振動(dòng)偶合所致，可根振動(dòng)偶合所致，可根據(jù)這兩個(gè)峰相對(duì)強(qiáng)度來(lái)判別酸酐是環(huán)狀還是線型的。據(jù)這兩個(gè)峰相對(duì)強(qiáng)度來(lái)判別酸酐是環(huán)狀還是線型的。線型酸酐：線型酸酐： 兩峰強(qiáng)度接近相等，高波數(shù)峰稍強(qiáng)于波數(shù)峰兩峰強(qiáng)度接近相等，高波數(shù)峰稍強(qiáng)于波數(shù)峰環(huán)狀酸酐：環(huán)狀酸酐： 低波數(shù)峰強(qiáng)于高波數(shù)峰。低波數(shù)峰強(qiáng)于高波數(shù)峰。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系b. b. 酯類酯類（ 1750 1750 1725 cm1725 cm-1-1 ） 吸收很強(qiáng)，吸收很強(qiáng)，c=0c=0吸收峰位置不受氫鍵影響，在各吸收峰位置不受氫鍵影響，在各種不同的極性溶

24、劑中，譜帶位置無(wú)明顯移動(dòng)。種不同的極性溶劑中，譜帶位置無(wú)明顯移動(dòng)。 若若C=C-CO-ORC=C-CO-OR時(shí)，吸收向低波數(shù)移動(dòng)，強(qiáng)度幾乎時(shí)，吸收向低波數(shù)移動(dòng)，強(qiáng)度幾乎不變。不變。c.c.醛類醛類 飽和飽和 174017401720cm-11720cm-1，不飽和向低波數(shù)移動(dòng)。，不飽和向低波數(shù)移動(dòng)。 醛、酮的醛、酮的C=0C=0吸收位置差不多，醛高酮吸收位置差不多，醛高酮101015cm15cm-1-1，根據(jù)此不易區(qū)分，可用根據(jù)此不易區(qū)分，可用C-HC-H的的可區(qū)分?？蓞^(qū)分。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 醛醛 CHOCHO，C-HC-H 2820 2820，2720cm2720cm-1-1兩

25、個(gè)中等強(qiáng)度兩個(gè)中等強(qiáng)度的特征吸收峰。且后者尖銳，和其它的特征吸收峰。且后者尖銳，和其它X-HX-H不相混淆，不相混淆，極易識(shí)別。極易識(shí)別。 因此，根據(jù)因此，根據(jù)V VC C0 0和和2720cm2720cm-1-1峰就可判斷有無(wú)醛峰就可判斷有無(wú)醛者存在。者存在。d.d.羧酸羧酸 由于氫鍵作用，通常以二分子締合體形式存在，由于氫鍵作用，通常以二分子締合體形式存在，吸收峰在吸收峰在172517251700cm1700cm-1-1附近。附近。 單體吸收峰常出現(xiàn)在單體吸收峰常出現(xiàn)在1760 cm1760 cm-1-1附近。附近。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系4 4、x-yx-y伸縮振動(dòng)及伸縮振動(dòng)及X-

26、HX-H變形振動(dòng)區(qū)變形振動(dòng)區(qū) 1650 cm1650 cm-1-1 主要包括主要包括C-HC-H、N-HN-H變形振動(dòng)。變形振動(dòng)。 C-0C-0、C-XC-X等伸縮振動(dòng)，以及等伸縮振動(dòng)，以及C-CC-C單鍵骨架振動(dòng)等。單鍵骨架振動(dòng)等。（1 1） 165016501350cm1350cm-1-1 -CH3 、 -CH2 、-NH2等變形振動(dòng)等變形振動(dòng) 1460 cm1460 cm-1 -1 -CH3 、 -CH2(變形變形) ，此峰常出現(xiàn)。，此峰常出現(xiàn)。 137013701380 cm1380 cm-1-1 -CH -CH3 3 變形變形: : 很特征的吸收帶，很特征的吸收帶，可作為判斷有無(wú)甲基

27、存在的依據(jù)?？勺鳛榕袛嘤袩o(wú)甲基存在的依據(jù)。 注意：當(dāng)一個(gè)碳原子上存在兩個(gè)甲基時(shí)，由于兩個(gè)甲基注意：當(dāng)一個(gè)碳原子上存在兩個(gè)甲基時(shí)，由于兩個(gè)甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)互相偶合，使的對(duì)稱變形振動(dòng)互相偶合，使1370 cm-1附近吸收帶發(fā)生裂分，附近吸收帶發(fā)生裂分，從而出現(xiàn)兩個(gè)峰。從而出現(xiàn)兩個(gè)峰。 1650-1560cm1650-1560cm-1-1：-NH2變形振動(dòng)變形振動(dòng) ms中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（2 2m650cm-1-1： 又稱為指紋區(qū)，對(duì)于區(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物很有幫又稱為指紋區(qū)，對(duì)于區(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物很有幫助，指紋區(qū)分成兩個(gè)波段。助，指紋區(qū)分成兩個(gè)波段。 1350

28、1350900900： C- O 、 C-N 、 C-F 、 C-P 、C-S 、P-0 、Si-O等等鍵伸縮的振動(dòng)；鍵伸縮的振動(dòng)； C=S S=0 P=0等雙鍵伸縮振動(dòng)等雙鍵伸縮振動(dòng)例如：例如：C-OC-O的吸收位置的吸收位置（13001000 cm-1），），它的強(qiáng)它的強(qiáng)度很大，常成為譜圖中最強(qiáng)為吸收，因而易于判斷度很大，常成為譜圖中最強(qiáng)為吸收，因而易于判斷C-C-O O鍵的存在鍵的存在. .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系900900600 cm600 cm-1-1：這一區(qū)域的吸收峰很有用的這一區(qū)域的吸收峰很有用的 n4 時(shí)，時(shí)，- CH2-的平面搖擺振動(dòng)吸收出現(xiàn)在的平面搖擺振動(dòng)吸收出現(xiàn)在7

29、22 cm-1，隨著隨著n減小逐漸向高波數(shù)移動(dòng)。減小逐漸向高波數(shù)移動(dòng)。b. 可以鑒別烯烴取代程度和構(gòu)型提供信息可以鑒別烯烴取代程度和構(gòu)型提供信息 RCH=CH2,在在790 cm-1 、910 cm-1出現(xiàn)兩強(qiáng)峰出現(xiàn)兩強(qiáng)峰a. 可以指示可以指示 （CH2）n的存在的存在RCHCHR的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)：為為CC時(shí)，在時(shí)，在690 cm-1附近出現(xiàn)吸收鋒附近出現(xiàn)吸收鋒R RH H為為CC時(shí)，在時(shí)，在970 cm-1附近出現(xiàn)吸收鋒附近出現(xiàn)吸收鋒R HH R中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系c. 利用該區(qū)域中利用該區(qū)域中苯環(huán)的苯環(huán)的C-H面外變形振動(dòng)吸收峰面外變形振動(dòng)吸收峰和和20001650 cm-1區(qū)域苯的

30、倍頻和組合頻吸收峰區(qū)域苯的倍頻和組合頻吸收峰，可以共同配合來(lái)確定苯環(huán)的取代類型?？梢怨餐浜蟻?lái)確定苯環(huán)的取代類型。 如表如表 一些例子一些例子1 1）CHCH3 3（CHCH2 2）5 5CHCHCHCH2 22 2）CHCH3 3（CHCH2 2）7 7COOHCOOH3) 3) 鄰、間、對(duì)位二甲苯鄰、間、對(duì)位二甲苯中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HC NC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H（氫鍵）（氫鍵）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HC CC=C中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.7 影

31、響基團(tuán)頻率位移的因素影響基團(tuán)頻率位移的因素化學(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。定頻率上。1. 1. 內(nèi)部因素內(nèi)部因素（1）電效應(yīng)）電效應(yīng)(elatrical effects)誘導(dǎo)效應(yīng)（誘導(dǎo)效應(yīng)（inductive effect,I)inductive effect,I)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 取代基具有不同的電負(fù)性，通過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)，使得分子取代基具有不同的電負(fù)性，通過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)，使得分子中電子云的分布發(fā)生變化。從而，改變

32、了中電子云的分布發(fā)生變化。從而，改變了鍵常數(shù)鍵常數(shù)，也就，也就改變了基團(tuán)的特征吸收頻率。改變了基團(tuán)的特征吸收頻率。 當(dāng)推電子基與羰基相連時(shí)，羰基極性增強(qiáng)，雙鍵性當(dāng)推電子基與羰基相連時(shí)，羰基極性增強(qiáng)，雙鍵性下降，下降， 吸收譜帶向低波數(shù)移動(dòng)。吸收譜帶向低波數(shù)移動(dòng)。 反之：當(dāng)有吸電子基與羰基相連時(shí)，羰基極性降低，反之：當(dāng)有吸電子基與羰基相連時(shí)，羰基極性降低，雙鍵性增強(qiáng)雙鍵性增強(qiáng) 吸收譜帶向高波數(shù)移動(dòng)。吸收譜帶向高波數(shù)移動(dòng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 其軛效應(yīng)其軛效應(yīng)( conjuqative( conjuqative effect,C effect,C效應(yīng)或效應(yīng)或M M效應(yīng)效應(yīng)) ) 共軛作用使

33、得共軛體系中電子云密度平均化，共軛作用使得共軛體系中電子云密度平均化，原來(lái)雙鍵略有伸長(zhǎng)（電子方密度降低），雙鍵具原來(lái)雙鍵略有伸長(zhǎng)（電子方密度降低），雙鍵具有部分單鍵性質(zhì)有部分單鍵性質(zhì).單鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)。單鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)。 16531667 16801695 17251710 HC HC 1 -O/cmC|56|56|RCHCHCRCRCROOO 1715 1731 1807 CHCH CH CH 1 -O/cmC3|3|3|3OOOCHCClC中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系另外，另外，N原子電負(fù)性稍大于原子電負(fù)性稍大于C，存在誘，存在誘導(dǎo)作用，鍵常數(shù)增加，導(dǎo)作用，鍵常數(shù)增加，吸收頻率

34、向高波數(shù)移吸收頻率向高波數(shù)移動(dòng)。但動(dòng)。但I(xiàn) IM M，最終最終 ：吸收峰向低波數(shù)移動(dòng)。吸收峰向低波數(shù)移動(dòng)。對(duì)同基團(tuán)來(lái)說(shuō)，存在對(duì)同基團(tuán)來(lái)說(shuō)，存在I I和和M M效應(yīng)，振動(dòng)頻效應(yīng)，振動(dòng)頻率最后位移方向程度取決于凈結(jié)果。率最后位移方向程度取決于凈結(jié)果。向低波數(shù)移動(dòng)。鍵常數(shù)降低，吸收頻率略有下降云密度上電子原子共軛。使與, OCN , NH |2|OOCCR。也可起類似共軛的作用的原子上時(shí)，的原子接在具有多重鍵說(shuō)明：當(dāng)含有孤對(duì)電子中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系偶極場(chǎng)效應(yīng)（偶極場(chǎng)效應(yīng)（(dipolar effect)F(dipolar effect)F效應(yīng)效應(yīng)F F效應(yīng)經(jīng)過(guò)效應(yīng)經(jīng)過(guò)分子內(nèi)的空間起作用分子內(nèi)

35、的空間起作用。因此，相互。因此，相互靠近的官能團(tuán)之間，才能產(chǎn)生靠近的官能團(tuán)之間，才能產(chǎn)生F F效應(yīng)。效應(yīng)。 ClCl原子靠近原子靠近O O原子時(shí)，原子時(shí)，ClCl原子負(fù)電性排原子負(fù)電性排斥斥O O原子的非成鍵電子，使原子的非成鍵電子，使C=OC=O上電子云移向上電子云移向雙鍵中間，電子的密度（雙鍵）上升，頻率雙鍵中間，電子的密度（雙鍵）上升，頻率升高。升高。 1728 1742 1755 /cmv 1-OC/ |C/ |C/ |C/HClHOHHClHClHOHClHClHHOHClHCCCCCC中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（2）氫鍵（）氫鍵（hydrogen bonding） 氫鍵使羰基頻率

36、降低。氫鍵使羰基頻率降低。例如：羰酸例如：羰酸)( /O-.H O.O H.-O/二聚體RCCR游離游離 R-COOH C=O 1760 cmR-COOH C=O 1760 cm-1-1左右左右締合締合 R-COOH C=O 1700 cmR-COOH C=O 1700 cm-1-1左右左右原因：原因：氫鍵使電子云密度平均化。氫鍵使電子云密度平均化。C=OC=O雙鍵雙鍵性減小，因此性減小，因此C=OC=O的頻率下降。的頻率下降。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（ 3）振動(dòng)的偶合（）振動(dòng)的偶合（vibration coupling） 當(dāng)兩個(gè)化學(xué)鍵振動(dòng)頻率相等或相近，并具有當(dāng)兩個(gè)化學(xué)鍵振動(dòng)頻率相等或相

37、近，并具有一個(gè)公共原子時(shí)一個(gè)公共原子時(shí)，發(fā)生振動(dòng)偶合。作用結(jié)果：，發(fā)生振動(dòng)偶合。作用結(jié)果：使振動(dòng)頻率發(fā)生變化，一個(gè)向高頻移動(dòng)，一個(gè)使振動(dòng)頻率發(fā)生變化，一個(gè)向高頻移動(dòng)，一個(gè)向低頻移動(dòng)。向低頻移動(dòng)。RCOCRO|O| 例如：例如： 兩羰基振動(dòng)偶合，兩羰基振動(dòng)偶合，V V C=OC=O峰裂分為兩個(gè)峰裂分為兩個(gè)18201820、1760cm1760cm-1-133/CHCHC 兩甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)偶合使兩甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)偶合使1370cm1370cm-1-1附近吸收帶裂分附近吸收帶裂分成兩個(gè)峰成兩個(gè)峰. .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系 兩個(gè)羰基間只有兩個(gè)羰基間只有1 12 2個(gè)個(gè)C C原子的二元羰酸

38、原子的二元羰酸 出現(xiàn)兩個(gè)出現(xiàn)兩個(gè)C=OC=O吸收峰吸收峰峰峰是是只只有有一一個(gè)個(gè)、OC3n COOH)(CH-HOOCcm 17801700 cm 17101740COOHCHCH-HOOC CHn2-1-122COOH/COOH2 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（4）立體障礙（）立體障礙（steric inhibition） 由于立體障礙由于立體障礙,C=0,C=C,C=0,C=C間共軛效應(yīng)受到限制，間共軛效應(yīng)受到限制，C=O升升高高（5）環(huán)張力（）環(huán)張力（ring strain） C H3060-3030 cm-12900-2800 cm-1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系1 1、已知物及其純度

39、的定性分析、已知物及其純度的定性分析 通常在得到樣品的紅外譜圖后，與此物質(zhì)的標(biāo)通常在得到樣品的紅外譜圖后，與此物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照，若準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照，若兩張譜圖各吸收峰位置和形兩張譜圖各吸收峰位置和形狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣，狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣，就可以為樣品就可以為樣品是該已知物是該已知物. . 相反，若相反，若兩譜圖面貌不一樣，或峰位不對(duì)，兩譜圖面貌不一樣，或峰位不對(duì)，則則說(shuō)明兩者不是同一物或樣品中含有雜質(zhì)。說(shuō)明兩者不是同一物或樣品中含有雜質(zhì)。5.8 紅外光譜的定性分析紅外光譜的定性分析中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系2 2、未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定、未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定步驟：步驟：試樣分離

40、和精制試樣分離和精制了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其它方面資料了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其它方面資料確定未知物的不飽和度確定未知物的不飽和度 化合物不飽和度化合物不飽和度的計(jì)算：的計(jì)算：=1+n4+1/2(n3-n1)n1- n1- 一價(jià)原子數(shù)，如一價(jià)原子數(shù)，如 H H，ClCl原子原子n3- n3- 三價(jià)原子數(shù)，如三價(jià)原子數(shù)，如 N N原子原子n4- n4- 四價(jià)原子數(shù)，如四價(jià)原子數(shù)，如 C C原子原子中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系=0分子飽和度為分子飽和度為1=1表示分子中有一雙鍵或一個(gè)表示分子中有一雙鍵或一個(gè) 環(huán)環(huán)=2表示分子中有一叁鍵或?yàn)楸硎痉肿又杏幸蝗I或?yàn)?1表示情況的兩表示情況的兩倍倍例如例如:

41、:計(jì)算甲苯計(jì)算甲苯C C7 7H H8 8的不飽和度：的不飽和度： =1+n4+1/2(n3-n1)=1+7+ 1/2(0-8)=4 (三個(gè)雙鍵和一個(gè)環(huán)三個(gè)雙鍵和一個(gè)環(huán))v 二價(jià)原子不參與二價(jià)原子不參與 計(jì)算計(jì)算 ，如：，如：O O，S S等等作用：作用： 由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗(yàn)證譜圖解析的正確性。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系譜圖析解譜圖析解 例：例： 樣品光譜在樣品光譜在1720cm1附近出現(xiàn)強(qiáng)的吸收，顯然附近出現(xiàn)強(qiáng)的吸收，顯然表示羰基官能團(tuán)存在。表示羰基官能團(tuán)存在。

42、醛：醛：27002700、2780 cm2780 cm1 1出現(xiàn)兩個(gè)很強(qiáng)出現(xiàn)兩個(gè)很強(qiáng)v vc c-H-H的吸收帶的吸收帶酯：酯：1200 cm1200 cm1 1出現(xiàn)出現(xiàn)v vc-oc-o 峰。峰。 酸酐：酸酐：1860180018601800、18001750 cm18001750 cm1 1出現(xiàn)兩個(gè)峰出現(xiàn)兩個(gè)峰羧酸：羧酸：3300 cm3300 cm1 1左右左右 ，出現(xiàn)，出現(xiàn)O-H O-H 峰。峰。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系例例1:1:如圖某化合物的分子式為如圖某化合物的分子式為C C8 8H H1414確定它的結(jié)構(gòu)確定它的結(jié)構(gòu)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系解解：(1)(1)=1+n=

43、1+n4 4+1/2(n+1/2(n3 3-n-n1 1)=1+8+1/2(0-14)=2)=1+8+1/2(0-14)=2 (2) (2)雙鍵區(qū)雙鍵區(qū)1650 cm1650 cm-1-1附近無(wú)強(qiáng)而清晰的吸收帶，附近無(wú)強(qiáng)而清晰的吸收帶，初步排除雙鍵存在可能初步排除雙鍵存在可能 。 3300 cm3300 cm-1-1存在強(qiáng)峰，存在強(qiáng)峰，O-HO-H不可能不可能 ，N-HN-H不可不可能能 ，C C三三C-HC-H可能可能 。 3000 cm3000 cm-1-1存在存在 ，說(shuō)明有飽和，說(shuō)明有飽和C-HC-H的存在的存在 1470 cm1470 cm-1-1、1370 cm1370 cm-1-1

44、有峰進(jìn)一步說(shuō)明有峰進(jìn)一步說(shuō)明-CH-CH3 3、CHCH2 2存在存在 720 cm720 cm-1-1有吸收，說(shuō)明至少四個(gè)有吸收，說(shuō)明至少四個(gè)-CH-CH2 2- -相連相連 綜上解析：確定該化合物為綜上解析：確定該化合物為1-1-辛炔辛炔中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系例例2 2：未知物分子式為：未知物分子式為C C8 8H H8 8O O，測(cè)的紅外譜圖如圖，測(cè)的紅外譜圖如圖， 確定其結(jié)構(gòu)。確定其結(jié)構(gòu)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系解解：(1)(1)=1+n=1+n4 4+1/2(n+1/2(n3 3-n-n1 1)=1+8+1/2(0-8)=5)=1+8+1/2(0-8)=5 (2)1700

45、cm (2)1700 cm-1-1附近有強(qiáng)而清晰的吸收帶，確定附近有強(qiáng)而清晰的吸收帶，確定為為C=OC=O峰，分子中只有一個(gè)氧，不可能酸、酯峰，分子中只有一個(gè)氧，不可能酸、酯 。 16001600、1500 cm1500 cm-1-1兩峰，說(shuō)明存在苯環(huán)，且兩峰，說(shuō)明存在苯環(huán)，且710710、790790左右兩峰，說(shuō)明苯環(huán)是單取代。左右兩峰，說(shuō)明苯環(huán)是單取代。 1460 cm1460 cm-1-1、1380 cm1380 cm-1-1有峰進(jìn)一步說(shuō)明有峰進(jìn)一步說(shuō)明-CH-CH3 3存在存在 綜上解析：確定該化合物為乙?；骄C上解析：確定該化合物為乙?；街袊?guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系3.推測(cè)推測(cè)C4

46、H8O2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)解：解：1） =1-8/2+4=1 2）峰歸屬）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)）可能的結(jié)構(gòu)H C O CH2CH2CH3OH3C C O CH2CH3OH3CH2C C O CH3O118012401160中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系4.推測(cè)推測(cè)C8H8純液體純液體解：解：1） =1-8/2+8=52）峰歸屬）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)）可能的結(jié)構(gòu) HC CH2中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5. C8H7N，確定結(jié)構(gòu)，確定結(jié)構(gòu)解：解：1） =1-（1-7）/2+8=6 2）峰歸屬）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)）可能的結(jié)構(gòu)H3CCN中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系和標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照和標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照a、純物

47、質(zhì)在相同制樣方法和實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定；、純物質(zhì)在相同制樣方法和實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定；b、查標(biāo)準(zhǔn)譜圖集；、查標(biāo)準(zhǔn)譜圖集； 使用時(shí)注意：使用時(shí)注意： 被測(cè)物和標(biāo)準(zhǔn)譜圖上聚集態(tài)、制樣方法一致。被測(cè)物和標(biāo)準(zhǔn)譜圖上聚集態(tài)、制樣方法一致。 指紋區(qū)仔細(xì)對(duì)照，結(jié)構(gòu)細(xì)致變化都能導(dǎo)致指紋區(qū)譜指紋區(qū)仔細(xì)對(duì)照，結(jié)構(gòu)細(xì)致變化都能導(dǎo)致指紋區(qū)譜帶不同。帶不同。 最常用標(biāo)準(zhǔn)圖譜集，薩特勒（最常用標(biāo)準(zhǔn)圖譜集，薩特勒（Sadler）紅外圖譜集，）紅外圖譜集，收集圖譜最多收集圖譜最多 棱鏡光譜棱鏡光譜 出版十萬(wàn)張左右出版十萬(wàn)張左右 光柵光譜光柵光譜 出版十萬(wàn)張左右出版十萬(wàn)張左右中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系原理：原理： 根據(jù)吸收定律進(jìn)行的。根

48、據(jù)吸收定律進(jìn)行的。 依據(jù)的是朗伯依據(jù)的是朗伯-比爾定律比爾定律優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 有較多特征峰可供選擇有較多特征峰可供選擇缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 靈敏度較紫外低，常用紫外作定量分析。靈敏度較紫外低，常用紫外作定量分析。5.9 紅外光譜定量分析紅外光譜定量分析中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系5.10 紅外光譜儀紅外光譜儀中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系1 1、紅外分光光度計(jì)的基本組成、紅外分光光度計(jì)的基本組成 紅外分光光度計(jì)由光源、單色器、液槽、檢測(cè)紅外分光光度計(jì)由光源、單色器、液槽、檢測(cè)器和記錄器等組成。器和記錄器等組成。 區(qū)別：區(qū)別：紅外紅外: :樣品放在光源和單色器之間樣品放在光源和單色器之間; ; 紫外：樣品放

49、在光源和單色器后面紫外：樣品放在光源和單色器后面; ;如圖如圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（1）光源）光源硅碳棒：硅碳棒： 碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度碳化硅燒結(jié)而成，工作溫度1200120014001400。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：發(fā)光面積大，價(jià)格便宜，操作方便，使發(fā)光面積大，價(jià)格便宜，操作方便，使用波長(zhǎng)范圍較寬。用波長(zhǎng)范圍較寬。斯能特?zé)簦核鼓芴責(zé)簦?混合稀土金屬（鋯、釷、鈰）氧化物燒結(jié)制成混合稀土金屬（鋯、釷、鈰）氧化物燒結(jié)制成工作工作T T為為17501750 特點(diǎn)：特點(diǎn)：發(fā)出光強(qiáng)度高，使用壽命較長(zhǎng)，穩(wěn)定性發(fā)出光強(qiáng)度高，使用壽命較長(zhǎng)，穩(wěn)定性較好。價(jià)格較貴，操作不如硅碳棒方便。較好。價(jià)格較貴，操作不如硅

50、碳棒方便。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（2）單色器）單色器功能：功能： 把通過(guò)樣品槽和參比槽而進(jìn)入入口狹縫的復(fù)合光把通過(guò)樣品槽和參比槽而進(jìn)入入口狹縫的復(fù)合光色散成單色光，再射到檢測(cè)器上加以測(cè)量。色散成單色光，再射到檢測(cè)器上加以測(cè)量。色散元件：色散元件： 棱鏡、光柵（常用）棱鏡、光柵（常用）另外另外: : 應(yīng)根據(jù)不同的工作波長(zhǎng)區(qū)域選用不同透光材料來(lái)應(yīng)根據(jù)不同的工作波長(zhǎng)區(qū)域選用不同透光材料來(lái)制作棱鏡，吸收池窗口，檢測(cè)器窗口等。制作棱鏡，吸收池窗口，檢測(cè)器窗口等。 由于大多數(shù)紅外光學(xué)材料易吸濕，使用時(shí)注意防濕。由于大多數(shù)紅外光學(xué)材料易吸濕，使用時(shí)注意防濕。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系（3）檢測(cè)器

51、）檢測(cè)器常用有：常用有：高真空熱電偶高真空熱電偶2 2、雙光束紅外光度計(jì)、雙光束紅外光度計(jì) 目前使用較廣的紅外分光光度計(jì)目前使用較廣的紅外分光光度計(jì)( (如圖如圖) )。熱釋電檢測(cè)器熱釋電檢測(cè)器汞鎘碲檢測(cè)器汞鎘碲檢測(cè)器傅立葉變換紅外光譜儀傅立葉變換紅外光譜儀中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 應(yīng)化系3 3、傅里葉變換紅外分光光度計(jì)（、傅里葉變換紅外分光光度計(jì)（FT-IR）（一）基本原理（一）基本原理 由光源（硅碳棒、高壓汞燈）、干涉儀、試由光源（硅碳棒、高壓汞燈）、干涉儀、試樣插入裝置、檢測(cè)器、電子計(jì)算機(jī)組成，與色散樣插入裝置、檢測(cè)器、電子計(jì)算機(jī)組成，與色散紅外分光光度計(jì)主紅外分光光度計(jì)主要區(qū)別在于要區(qū)別在于干涉儀干涉儀和電子計(jì)算機(jī)兩部和電子計(jì)算機(jī)兩部分。分。 (如圖如圖)