光譜分析四紅外分析

1、光譜分析四紅外分析第1頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一2 第三節(jié) 紅外光譜分析 一、 概 述1、紅外光譜起源 2、紅外光譜定義 3、紅外光區(qū)劃分 4、紅外譜的參數(shù) 5、紅外光譜特點(diǎn) 6、紅外光譜的主要缺點(diǎn) 返回 第2頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一3 1、紅外光譜起源 1800年英國天文學(xué)家Hershl用溫度計(jì)測量太陽光可見區(qū)內(nèi)外的溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)紅色光以外的黑暗部分溫度比可見光部分高，從而認(rèn)識到在可見光光波長波方向末端還有一個紅外光區(qū)。 紅外光發(fā)現(xiàn)以后，逐步應(yīng)用到各個方面，例如紅外檢測器、紅外瞄準(zhǔn)鏡、紅外理療儀等。而許多化學(xué)家則致力于研究各種物

2、質(zhì)對各種不同波長紅外光的吸收程度，用于推斷物質(zhì)分子的組成和結(jié)構(gòu)。第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述第3頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一4 1892年發(fā)現(xiàn)，凡是含有甲基的物質(zhì)都會強(qiáng)烈地吸收波長3.4m的紅外光，從而推斷凡是在該波長處產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收的物質(zhì)都含有甲基。 這種利用樣品對不同波長紅外光的吸收程度研究物質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)的方法，稱為紅外分子吸收光譜法。到1905年前后，人們已系統(tǒng)研究了數(shù)百種化合物的紅外吸收光譜，并總結(jié)了一些物質(zhì)分子基團(tuán)與其紅外吸收帶之間的關(guān)系。 1930年有人用群論和量子力學(xué)方法計(jì)算了許多簡單分子的基頻和鍵力常數(shù)，發(fā)展了紅外光譜的理論研究。 第三節(jié)

3、紅外光譜分析 一 概 述返回 第4頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一5 2、紅外光譜的定義： 紅外光譜又稱分子振動轉(zhuǎn)動光譜，屬分子吸收光譜。樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收其中一些頻率的輻射，分子振動或轉(zhuǎn)動引起偶極矩的凈變化，使振-轉(zhuǎn)能級從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強(qiáng)減弱，記錄百分透過率T%對波數(shù)或波長的曲線，即紅外光譜。 主要用于化合物鑒定及分子結(jié)構(gòu)表征，亦可用于定量分析。 第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述第5頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一6 紅外光譜是以波長或波數(shù)作為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)常用百分透光度表示，即以T或T

4、來表示，下圖為苯酚的紅外光譜。T(%)圖一 苯酚的紅外光譜第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述返回 第6頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一7 紅外光譜 (0.751000m) 遠(yuǎn)紅外(轉(zhuǎn)動區(qū)) (25-1000 m)中紅外(振動區(qū)) (2.525 m) 4000400cm-1近紅外(泛頻） (0.752.5 m)OH、NH及CH倍頻 分子振動轉(zhuǎn)動 分子轉(zhuǎn)動 分區(qū)及波長范圍 躍遷類型（常用區(qū)）3、紅外光區(qū)的劃分 第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述返回 第7頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一8 4、紅外光譜的參數(shù) 紅外譜是樣品對紅外光的吸收隨光的波數(shù)變化的

5、曲線。紅外譜最主要的參數(shù)是各吸收峰的位置，用cm-1表示。 第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述返回 例：=5m的紅外線，它的波數(shù)為： =104/5=2000cm-1第8頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一9 5、紅外光譜的特點(diǎn) （1）紅外吸收只有振-轉(zhuǎn)躍遷，能量低； （2）應(yīng)用范圍廣：除單原子分子及單核分子外，幾乎所有有機(jī)物均有紅外吸收； （3）分子結(jié)構(gòu)更為精細(xì)的表征：通過IR譜的波數(shù)位置、波峰數(shù)目及強(qiáng)度確定分子基團(tuán)、分子結(jié)構(gòu)； （4）定量分析； （5）固、液、氣態(tài)樣均可用，且用量少、不破壞樣品； （6）分析速度快。 （7）與色譜等聯(lián)用（GC-FTIR）具有強(qiáng)大的定性功能。

6、第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述返回 第9頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一10 6、紅外光譜的主要缺點(diǎn) （1）與磁共振等高分辨率波譜學(xué)方法相比分辨率較低。目前主要的解決辦法包括同位素標(biāo)記、定點(diǎn)突變等，二維紅外譜目前也有進(jìn)展。 (2) 水的吸收對紅外譜的干擾十分嚴(yán)重。 第三節(jié) 紅外光譜分析 一 概 述返回 第10頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一11 1、紅外吸收的產(chǎn)生 2、產(chǎn)生紅外吸收的條件 3、分子振動 4、譜帶強(qiáng)度 5、振動頻率 6、影響基團(tuán)頻率的因素 返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理第11頁，共133頁，2022年，5月20日，18

7、點(diǎn)4分，星期一12 1、 紅外吸收的產(chǎn)生： 紅外光譜是分子直接吸收外來的電磁輻射、振動能級發(fā)生改變時(shí)形成的。從經(jīng)典力學(xué)的觀點(diǎn)來看，當(dāng)分子振動伴隨著偶極矩的改變時(shí)，偶極子的振動會產(chǎn)生電磁波，它和入射的電磁波發(fā)生相互作用，產(chǎn)生光的吸收，所吸收光的頻率即為分子的振動頻率。這種電磁輻射的能量比電子能級躍遷時(shí)吸收的能量小得多。吸收能量后振動能級將提高，即分子被激發(fā)到較高的振動能級(其中也包含不同的轉(zhuǎn)動能級)，從而形成紅外吸收光譜。第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理第12頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一13 返回 第13頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一14

8、 2、 產(chǎn)生紅外吸收的條件： 分子吸收輻射產(chǎn)生振轉(zhuǎn)躍遷必須滿足兩個條件： 條件一：輻射光子的能量應(yīng)與振動躍遷所需能量相等。 根據(jù)量子力學(xué)原理，分子振動能量Ev 是量子化的，即 EV=（V+1/2）h 為分子振動頻率，V為振動量子數(shù)，其值取 0，1，2， 分子中不同振動能級差為EV= Vh 也就是說，只有當(dāng)EV=Ea或者a= V時(shí)，才可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。例如當(dāng)分子從基態(tài)（V=0）躍遷到第一激發(fā)態(tài)（V=1），此時(shí)V=1，即a= 第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理第14頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一15 條件二：輻射與物質(zhì)之間必須有耦合作用 磁場電場交變磁場 分子固有振動 a

9、偶極矩變化 （能級躍遷）耦合不耦合紅外吸收無偶極矩變化無紅外吸收圖三 輻射與物質(zhì)之間的耦合作用第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理返回 第15頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一16 （1）、雙原子分子振動 （2）、多原子分子 3、分子振動形式： 第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理返回 第16頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一17 分子的兩個原子以其平衡點(diǎn)為中心，以很小的振幅（與核間距相比）作周期性“簡諧”振動，其振動可用經(jīng)典剛性振動描述： （1）、雙原子分子振動：第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理式中：C光速（2.9981010cm/s） 兩個小球（即兩

10、個原子）的折合質(zhì)量（單位g)第17頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一k為化學(xué)鍵的力常數(shù)（N/cm = mdyn/），為雙原子折合質(zhì)量根據(jù)小球的質(zhì)量和相對原子質(zhì)量之間的關(guān)系式得NA阿伏加德羅常數(shù)（6.0221023）M折合相對原子的質(zhì)量，如兩原子的相對原子質(zhì)量為M1和M2第18頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一19 a)、 影響基本振動躍遷的波數(shù)或頻率的直接因素為化學(xué)鍵力常數(shù)k 和雙原子折合質(zhì)量 。k大，化學(xué)鍵的振動波數(shù)高，如 kCC(2222cm-1)kC=C(1667cm-1)kC-C(1429cm-1)（質(zhì)量相近） 質(zhì)量大，化學(xué)鍵的振動波數(shù)低

11、，如 C-C(1430cm-1) C-N(1330cm-1)五元環(huán)六元環(huán)。隨環(huán)張力增加，紅外峰向高波數(shù)移動。第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理返回 第46頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一47 通常，物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。如丙酮在液態(tài)時(shí)，C=O=1718cm-1; 氣態(tài)時(shí)C=O=1742cm-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。 （6）、物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法:第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理 返回 第47頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一48 極性基團(tuán)的伸縮振動頻率通常隨溶劑極性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O： 氣

12、態(tài)時(shí)： C=O=1780cm-1 非極性溶劑： C=O=1760cm-1 乙醚溶劑： C=O=1735cm-1 乙醇溶劑： C=O=1720cm-1 因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測量。 （7）、溶劑效應(yīng):第三節(jié) 紅外光譜分析 二 原 理 返回 第48頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一49 目前有兩類紅外光譜儀： 1、 色散型 2、傅立葉變換型（Fourier Transfer, FT）返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第49頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一50 是指在儀器中采用棱鏡或光柵等色散元件與狹縫組成單色器，把光源發(fā)出的連續(xù)光

13、譜分開，再用檢測器不同頻率處化合物的吸收情況。與雙光束UV-Vis儀器類似，是利用雙光束自動平衡原理。但部件材料和順序不同。 光源、吸收池、單色器和檢測器及記錄儀 1、色散型： 第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第50頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一色散型紅外光譜儀光路圖第51頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一52 常用的紅外光源有Nernst燈和硅碳棒。（1）、光源： 表一0 紅外光源的類型和特點(diǎn)第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第52頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一53 紅外吸收池使用可透過紅外的材料制成窗片；

14、不同的樣品狀態(tài)（固、液、氣態(tài)）使用不同的樣品池，固態(tài)樣品可與晶體混合壓片制成。（2）、吸收池：表一1吸收池的材料及透光范圍第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第53頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一54 由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個光柵來增加波數(shù)范圍，狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。 狹縫越窄，分辨率越高，但光源到達(dá)檢測器的能量輸出減少，這在紅外光譜分析中尤為突出。為減少長波部分能量損失，改善檢測器響應(yīng)，通常采取程序增減狹縫寬度的辦法，即隨輻射能量降低，狹縫寬度自動增加，保持到達(dá)檢測器的輻射能量的恒定。 （3）、單色器：第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第54頁，共13

15、3頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一55 以光柵為分光元件的紅外光譜儀不足之處： a）、需采用狹縫，光能量受到限制； b）、掃描速度慢，不適于動態(tài)分析及和其它儀器聯(lián)用； c）、不適于過強(qiáng)或過弱的吸收信號的分析。返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第55頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一56 它是利用光的相干性原理而設(shè)計(jì)的干涉型紅外分光光度儀。儀器組成為紅外光源擺動的 凹面鏡擺動的 凹面鏡 邁克爾遜 干擾儀檢測器 樣品池參比池同步擺動干涉圖譜計(jì)算機(jī) 解析 紅外譜圖 還原M1BSIIIM2D2、 傅立葉紅外光譜儀： 圖10-9 傅立葉變換紅外光譜儀方塊圖第

16、三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第56頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一第57頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一58 單色光單色光二色光多色光單、雙及多色光的干涉示意圖圖一0第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第58頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一59 圖一1多色干涉光經(jīng)樣品吸收后的干涉圖(a)及其Fourier變換后的紅外光譜圖(b)第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第59頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一60 FTIR光譜儀的優(yōu)點(diǎn): （1）光學(xué)部件簡單，只有一個動鏡在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動，不易磨損。

17、 （2）測量波長范圍寬，其波長范圍可達(dá)到450006cm-1 （3）精度高，光通量大，所有頻率同時(shí)測量，檢測靈敏度高。 （4）掃描速度快，可作快速反應(yīng)動力學(xué)研究，并可與GC、LC聯(lián)用。 （5）雜散光不影響檢測。 （6）對溫度濕度要求不高。 返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 三 紅外光譜儀第60頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一61 1、 對試樣的要求： （1）、試樣應(yīng)為“純物質(zhì)”（98%），通常在分析前，樣品需要純化；對于GC-FTIR則無此要求。 （2）、試樣不含有水（水可產(chǎn)生紅外吸收且可侵蝕鹽窗）； （3）、試樣濃度或厚度應(yīng)適當(dāng)，以使T在合適范圍。 2、 制樣方法： 液體

18、或溶液試樣 （1）、沸點(diǎn)低易揮發(fā)的樣品：液體池法。 （2）、高沸點(diǎn)的樣品：液膜法（夾于兩鹽片之間）。 （3）、固體樣品可溶于CS2或CCl4等無強(qiáng)吸收的溶液中。第三節(jié) 紅外光譜分析 四 試樣制備返回 第61頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一62 固體試樣： （1）、壓片法：12mg樣+200mg KBr干燥處理研細(xì)：粒度小于2m（散射?。┗旌蠅撼赏该鞅∑苯訙y定； （2）、石蠟糊法：試樣磨細(xì)與液體石蠟混合夾于鹽片間； 石蠟為高碳數(shù)飽和烷烴，因此該法不適于研究飽和烷烴。 （3）、薄膜法： 高分子試樣加熱熔融涂制或壓制成膜； 高分子試樣溶于低沸點(diǎn)溶劑涂漬于鹽片揮發(fā)除溶劑返回

19、 第三節(jié) 紅外光譜分析 四 試樣制備第62頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一壓片模具第63頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一第64頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一溶液法：溶液法適用于揮發(fā)性液體樣品的測定。使用固定液池，將樣品溶于適當(dāng)溶劑中配成一定濃度的溶液(一般以10%w/w左右為宜)，用注射器注入液池中進(jìn)行測定。第65頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一第66頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一67 1、飽和烴 2、不飽和烴 3、醇、酚和醚 4、含羰基化合物 5、含氮化合物

20、6、金屬有機(jī)化合物 7、高分子化合物 返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第67頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一68 1、飽和烴：(1) C-H伸縮振動：對稱伸縮振動（s）和反對稱伸縮振動（as） ，在2800-3000cm-1之間，as較s在較高頻率。 (2) C-H彎曲振動：1475-700 cm-1 ，甲基的對稱變形振動出現(xiàn)在1375 cm-1處 ，對于異丙基和叔丁基，吸收峰發(fā)生分裂。 (3)碳碳骨架振動：750-720cm-1為-(CH2)2-的骨架振動，1253-1000cm-1為分叉甲基的骨架振動。第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合

21、物的紅外光譜返回 第68頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一69 表一3 烷烴的特征吸收位置第69頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一70 返回 圖一2 2，2，4-三甲基戊烷的紅外光譜圖第70頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一71 、不飽和烴:（1）、烯烴 （2）、炔烴 （3）、芳香烴 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第71頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一72 表一4第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜（1）、烯烴 第72頁，共133頁，2022年，5月20日，

22、18點(diǎn)4分，星期一73 圖一3 1-己烯的紅外譜圖第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜1、=CH伸縮振動； 2、C H伸縮振動；3、C=C伸縮振動；4、C-H彎曲振動第73頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一74 烯烴類型 CH面外彎曲振動吸收位置（cm-1） R1CH=CH2 995-985，910-905 R1R2C=CH2 895-885 R1CH=CHR2(順) 730-650 R1CH=CHR2(反） 980-965 R1R2C=CHR3 840-790 返回 表一5 =CH的面外彎曲振動第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第74頁，

23、共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一75 （2）、炔烴化合物：C-H伸縮振動：3340-3300厘米-1，波數(shù)高于烯烴和芳香烴，峰形尖銳。 C-C叁鍵伸縮振動：2100厘米-1 ，峰形尖銳，強(qiáng)度中到弱。干擾少，位置特征。末端炔基該吸收強(qiáng)。分子對稱性強(qiáng)時(shí)，該吸收較弱。 腈類化合物，C-N叁鍵伸縮振動出現(xiàn)在2300-2220厘米-1，波數(shù)比炔烴略高，吸收強(qiáng)度大。第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第75頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一76 3340cm-1 ：叁鍵CH伸縮振動，3020cm-1: 苯環(huán)=CH伸縮振動 2115cm-1:

24、 伸縮振動 圖一4苯基乙炔的紅外光譜圖 第76頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一77 圖一5 1-己炔紅外光譜第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第77頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一78 圖一6 正丁腈的紅外譜圖第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第78頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一79 丙二烯類：兩個雙鍵共用中間碳原子，耦合強(qiáng)烈，1600cm-1無吸收，在2000-1915cm-1和1100-1000cm-1附近有不對稱和對稱身下廝守，兩峰相距900cm-1，前者為中強(qiáng)峰，后者為弱峰。

25、 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第79頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一80 振動類型 波數(shù)（cm-1） 說明 芳環(huán)C-H伸縮振動 305050 強(qiáng)度不定 骨架振動 16501450 峰形尖銳，通常為4個峰，但不一定同時(shí)出現(xiàn) C-H彎曲振動（面外） 910650 隨取代情況改變 表一6芳香烴的特征吸收 （3）、芳香烴：第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第80頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一81 表一7 取代苯的C-H面外彎曲振動吸收峰位置取代類型 C-H面外彎曲振動吸收峰位置（cm-1） 苯 67

26、0 單取代 770-730，710-690 二取代 1，2- 770-735 1，3- 810-750，710-690 1，4- 833-810 三取代 1，2，3- 780-760，745-705 1，2，4- 885-870，825-805 1，3，5- 865-810，730-675 四取代 1，2，3，4- 810-800 1，2，3，5- 850-840 1，2，4，5- 870-855 五取代 870 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第81頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一82 圖一7 各類取代苯的倍頻吸收和面外彎曲振動吸收第82頁，共13

27、3頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一83 圖一8 甲苯的紅外光譜圖 第83頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一84 圖一9 苯乙烯的紅外光譜圖 1630cm-1:C=C伸縮振動；1600，1580，1450cm-1:苯環(huán)骨架振動 第84頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一85 圖二0 -甲基萘的紅外光譜圖 返回 第85頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一86 醇和酚存在三個特征吸收：羥基OH 伸縮振動和彎曲振動，C-O伸縮振動。 基團(tuán) 吸收位置（cm-1） 說明 OH 36503580（游離） 35503450（二聚

28、體） 34003200（多聚體） 3600-2500（分子內(nèi)締合） 尖 中強(qiáng)，較尖 強(qiáng)，寬 寬，散 CO 1050（伯） 1100（仲） 1150（叔） 1200（酚） 強(qiáng)，有時(shí)發(fā)生裂分 HO 15001250 650 面內(nèi)彎曲，強(qiáng)，寬 面外彎曲，寬 3、醇、酚和醚：表一8 醇和酚的特征吸收第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第86頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一87 圖二1 正丁醇的紅外光譜 3450cm-1：締合OH伸縮振動；1350cm-1：OH面內(nèi)彎曲振動 第87頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一88 圖二2苯酚的紅

29、外光譜圖 第88頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一89 圖二3 乙醇在CCl4中濃度變化對紅外吸收的影響 第89頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一90 濃度對羥基吸收峰的影響：返回 圖二4第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第90頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一91 （1）、醛酮 （2）、羧酸、羧酸鹽 （3）、酯 （4）、酸酐 （5）、酰鹵 （6）、酰胺 返回 4、羰基化合物： 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜91 （1）、醛酮 （2）、羧酸、羧酸鹽 （3）、酯 （4）、酸酐 （5）、酰鹵

30、 （6）、酰胺 返回 4、羰基化合物： 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第91頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一92 表一9 羰基化合物的C=O伸縮振動吸收化合物類型 吸收峰位置（cm-1） 醛 1735-1715 酮 1720-1710 酸 1770-1750 酯 1745-1720 酰胺 1700-1680酸酐 1820和1760 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第92頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一93 （1）、醛酮： 醛和酮的C=O伸縮振動吸收位置是差不多的(圖二5圖二7),雖然醛的羰基吸收位置比相應(yīng)

31、的酮高1015cm-1,單這一區(qū)別不足以區(qū)分兩類化合物,然而醛氫伸縮振動：2900-2700厘米-1有尖銳的小吸收峰出現(xiàn)，根據(jù)此峰可以判斷醛的存在。 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第93頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一94 2720cm-1: 醛基CH伸縮振動，特征；1730cm-1：C=O 伸縮振動 圖二5 正丁醛紅外光譜圖第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第94頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一95 圖二6 苯甲醛紅外光譜圖第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜第95頁，共133頁，2022年

32、，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一96 苯異丙基酮： -1694cm-1：C=O伸縮振動，羰基與苯環(huán)共軛，吸收移向低波數(shù)； -1580cm-1：苯環(huán)骨架振動，與羰基共軛，移向低波數(shù) 圖二7 苯基異丙基的紅外光譜圖第96頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一97 表二0 羧酸和羧酸鹽的特征吸收CO2-的對稱伸縮振動，1650-1540，最強(qiáng)峰，反對稱伸縮振動，1420-1300，強(qiáng)峰 （2）、羧酸、羧酸鹽 第97頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一98 圖20-28 2-甲基丙酸紅外光譜圖 33002500 cm-1：羧酸二聚體的OH伸縮振動，峰形寬，散；

33、1710 cm-1：C=O伸縮振動 第98頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一99 圖20-29 苯甲酸紅外光譜圖 第99頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一100 圖三0 乙酸鉛紅外光譜圖 1550cm-1：COO反對稱伸縮振動；1405cm-1：COO對稱伸縮振動 第100頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一101 （3）、酯 圖三1 乙酸甲酯 1740cm-1：C=O伸縮振動； 1190cm-1：C-O-C非對稱伸縮振動，第一吸收 第101頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一102 圖三2 苯甲酸甲酯

34、紅外譜圖第102頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一103 （4）、酸酐：有兩個羰基伸縮振動，相差60厘米-1，反對稱伸縮位于高頻區(qū)，對稱伸縮振動位于低頻區(qū)。開鏈酸酐的高波數(shù)峰比低波數(shù)峰強(qiáng)，有張力的環(huán)狀酸酐兩峰的相對強(qiáng)度正好相反，強(qiáng)度差別比開鏈酸酐懸殊。 第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第103頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一104 圖三3 丙酐的紅外光譜第104頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一105 圖三4 三甲基乙酸酐紅外譜圖第105頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一1

35、06 圖三5 鄰苯二甲酸酐紅外譜圖 第106頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一107 （5）、酰鹵：鹵素原子直接與羰基相連，強(qiáng)誘導(dǎo)效應(yīng)使羰基伸縮振動大大升高。脂肪族位于1800厘米-1附近。 C-X伸縮振動：脂肪族1000-910厘米-1，峰形寬大，芳香族1250-1110厘米-1，通常分裂為數(shù)個峰。 C-X彎曲振動：1340厘米-1第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第107頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一108 圖三6 金剛烷酰氯紅外譜圖第108頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一109 （6）、酰

36、胺：N-H伸縮振動：3540-3125厘米-1，伯酰胺為強(qiáng)度相近的雙峰，相距120厘米-1，仲酰胺為單峰，叔酰胺無此峰。 羰基伸縮振動：1690-1620厘米-1（酰胺I峰） N-H彎曲振動+C-N伸縮振動：1650-1580厘米-1（酰胺II峰） C-N伸縮振動：1430-1400 （酰胺III峰）第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜返回 第109頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一110 圖三7 吡嗪酰胺（抗結(jié)核病藥）紅外譜圖第110頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一111 表二1第三節(jié) 紅外光譜分析 五 各種有機(jī)化合物的紅外光譜

37、返回 第111頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一112 表二2 含氮化合物（胺、亞胺和胺鹽）吸收峰特征 特征吸收 化合物 吸收峰位置(cm-1) 吸收峰特征 NH伸縮振動 伯胺類 3500-3300 兩個峰，強(qiáng)度中 仲胺類 3500-3300 一個峰，強(qiáng)度中 亞胺類 3400-3300 一個峰，強(qiáng)度中 NH彎曲振動 伯胺類 1650-1590 強(qiáng)度強(qiáng)，中 仲胺類 1650-1550 強(qiáng)度極弱 C-N振動 芳香胺 伯 1340-1250 強(qiáng)度強(qiáng) 仲 1350-1280 強(qiáng)度強(qiáng) 叔 1360-1310 強(qiáng)度強(qiáng) 脂肪胺 1220-1020 強(qiáng)度中，弱 1410 強(qiáng)度弱 5、含

38、氮化合物第112頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一113 1590cm-1NH2剪式振動；1185cm-1：CN伸縮振動 圖三8 2-戊胺 紅外譜圖第113頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一114 3310cm-1：弱峰，NH伸縮振動；1460cm-1：CH2剪式振動+CH3反對稱變形振動；1110Cm-1：CN伸縮振動；715cm-1：NH非平面搖擺振動 圖三9 二己胺 紅外譜圖第114頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一115 圖四0 三乙胺 紅外譜圖第115頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一11

39、6 6、金屬有機(jī)化合物 圖四1 三苯基砷的紅外光譜圖 3078cm-1：苯基C-H伸縮振動；1607cm-1: 苯基C=C伸縮振動；1488，1432 cm-1苯環(huán)骨架振動；734，694 cm-1：單取代苯的C-H彎曲振動 第116頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一117 7、高分子化合物： 圖四2 聚異戊二烯的紅外光譜圖 1652 cm-1: C=C伸縮振動；1438 cm-1：甲基反對稱變形振動和亞甲基剪式振動重疊；1369 cm-1：甲基對稱變形振動 第117頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一118 1、先行工作 2、譜圖采集 3、譜圖解

40、析 4、示例 返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟第118頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一119 （1）、該化合物的信息收集：試樣來源、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、旋光率、狀態(tài)、用途、是否混合物等； （2）、 樣品的分離與純化（化學(xué)、物理方法與計(jì)算機(jī)差譜）； （3）、應(yīng)用其他的分離分析方法1、先行工作返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟第119頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一120 （1）、制樣方法的選擇（壓片、涂膜等）； （2）、掃描樣品得樣品紅外圖（扣除背景）。 2、譜圖采集：第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟返回

41、 第120頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一121 （1）、確定化合物的類型 （2）、查找特征基團(tuán)頻率，推測分子可能的基團(tuán) （3）、查找紅外指紋區(qū)，進(jìn)一步驗(yàn)證基團(tuán)的相關(guān)峰 （4）、能過其它定性方法進(jìn)一步確證： UV-V is、MS、NMR、Raman等。(略) （5）、不飽和度的計(jì)算（已知分子式） 3、譜圖解析： 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟返回 第121頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一122 a）、區(qū)分無機(jī)物和有機(jī)物 b）、區(qū)別飽和與不飽和化合物（3000cm-1前有峰為飽和C-H峰，后有峰可能有不飽和C-H峰） c）、區(qū)分脂肪

42、族和芳香族化合物（1）、確定化合物的類型：返回 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟第122頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一123 氫鍵區(qū)： 40002500cm-1 三鍵區(qū)： 25002000cm-1 雙鍵區(qū)： 20001500cm-1 （2）、查找特征基團(tuán)頻率，推測分子可能的基團(tuán) 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟返回 第123頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一124 （3）、查找紅外指紋區(qū)，進(jìn)一步驗(yàn)證基團(tuán)的相關(guān)峰： a） 1460 cm-1 和 ；1380 cm-1 ： b） 900650 cm-1強(qiáng)峰， ，判斷芳烴取代類型

43、； c） 1000650 cm-1強(qiáng)峰， ，判斷烯烴取代類型； d） 13001100 cm-1強(qiáng)峰， 醚或酯； e） 16401560 cm-1 ， 酰胺峰。第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟返回 第124頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一125 通過元素分析得到該化合物的分子式，并求出其不飽和度過. U=0 時(shí)，分子是飽和的，分子為鏈狀烷烴或其不含雙鍵的衍生物； U=1 時(shí)，分子可能有一個雙鍵或脂環(huán)； U=2時(shí)，分子可能有兩個雙鍵、三鍵或脂環(huán)； U=4或4 時(shí)，分子可能有一個苯環(huán)。 一些雜原子如S、O不參加計(jì)算。(5)、不飽和度的計(jì)算（已知分子式）: 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析步驟返回 第125頁，共133頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)4分，星期一126 4、示例： 例1 某化合物的分子式C6H14，紅外譜圖如下，試推測該化合物的結(jié)構(gòu)。 第三節(jié) 紅外光譜分析 六 樣品紅外分析