項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外

項(xiàng)目三紅外光譜紅外吸收光譜是分子吸收紅外光引起的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收信號(hào)。按波長范圍紅外光可分為三個(gè)區(qū)域：近紅外光λ=0.73~3μm中紅外光λ=3.0~30μm遠(yuǎn)紅外光λ=30~300μm通常所說的紅外光譜主要在中紅外區(qū)λ=2.5~25μmυ=4000~400cm-1項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!紅外光譜通常以百分透過率T%—波數(shù)（或頻率）曲線表示。如：甲基環(huán)己烷的紅外光譜圖項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!一、基本原理1、分子的振動(dòng)與紅外光譜：分子中的原子是靠化學(xué)鍵連接起來的。在室溫下，大多數(shù)分子處于最低的振動(dòng)能級(jí)。當(dāng)受到光的照射，且光量子的能量等于兩振動(dòng)能級(jí)之差時(shí)：分子吸收光量子的能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!2）彎曲振動(dòng)：改變瞬間化學(xué)鍵的鍵角剪式彎曲平面搖擺項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!2、化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率虎克定律：m為成鍵原子的質(zhì)量k為化學(xué)鍵的力常數(shù)υ項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!2）振動(dòng)頻率或波數(shù)與原子的折合質(zhì)量m1?m2/(m1+m2)的平方根成反比。因此，當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)原子中有一個(gè)為氫原子時(shí)，m1?m2/(m1+m2)很小，振動(dòng)頻率或波數(shù)就大。如C-H，O-H，N-H鍵的伸縮振動(dòng)吸收出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（3000cm-1左右）。項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!二、紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)A、4000~1500cm-1為特征譜帶區(qū)（官能團(tuán)區(qū)）其中

4000~2500cm-1，為含氫基團(tuán)的伸縮振動(dòng)區(qū)，通常稱為“氫鍵區(qū)”。OH、NH、CH、SH等基團(tuán)的伸縮振動(dòng)都出現(xiàn)在這一區(qū)域中。

2500~2000cm-1，叁鍵和累積雙鍵區(qū)。各種叁鍵基團(tuán)如C≡C、C≡N以及累積雙鍵如C=C=C、N=C=O(異腈酸酯)的伸縮振動(dòng)都落在此區(qū)域中。

2000~1500cm-1，雙鍵區(qū)。各種雙鍵基團(tuán)，如C=C、C=O、C=N、C=S、N=O以及苯基的伸縮振動(dòng)都在這一頻率范圍。項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!C、影響基團(tuán)吸收位置的因素：很復(fù)雜1）對(duì)同一化合物，氣態(tài)在高波數(shù)區(qū)，液態(tài)或固態(tài)在低波數(shù)區(qū)。例如：丙酮的羰基伸縮振動(dòng)吸收，氣態(tài)時(shí)1738cm-1

液態(tài)時(shí)1715cm-1

2）分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有影響。羰基伸縮振動(dòng)1730cm-11800cm-11700~1640cm-1項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!三、各類有機(jī)化合物的特征吸收簡介（見表9-2）1、烷烴甲基環(huán)己烷的紅外光譜圖C-H伸縮振動(dòng)＜3000cm-1

C-H彎曲振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!3、芳烴乙苯的紅外光譜圖苯環(huán)的=C-H伸縮振動(dòng)烷基-C-H伸縮振動(dòng)苯環(huán)的骨架振動(dòng)1600~1450cm-1C-H彎曲振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!締合O-H伸縮振動(dòng)苯酚的紅外光譜圖苯環(huán)的骨架振動(dòng)苯環(huán)的=C-H伸縮振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!6、羧酸戊酸的紅外光譜圖C=O伸縮振動(dòng)締合O-H伸縮振動(dòng)3300~2500cm-1項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!A、雙原子分子：分子的振動(dòng)只產(chǎn)生鍵長的變化B、多原子分子：分子的振動(dòng)分為伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)1）伸縮振動(dòng)（υ）：改變瞬間化學(xué)鍵鍵長對(duì)稱伸縮振動(dòng)不對(duì)稱伸縮振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!注每種分子可能有幾種不同的振動(dòng)方式，當(dāng)入射光的頻率與分子的振動(dòng)頻率一致，且分子的振動(dòng)能引起分子的瞬間偶極矩變化時(shí)，分子即吸收紅外光，在紅外光譜上有反映。++非平面搖擺+-面外扭曲項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!說明：1）化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率或波數(shù)與其力常數(shù)k的平方根成正比，k愈大，振動(dòng)頻率亦愈大。而化學(xué)鍵的鍵能越大，鍵長越短，其力常數(shù)越大。如：C—C吸收出現(xiàn)在較低的波數(shù)區(qū)，1200~700cm-1，而C=C在1700~1450cm-1，C≡C在2300~2100cm-1。鍵能大小順序：C─C＜C=C＜C≡C項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!3、紅外光譜產(chǎn)生的條件1）入射光的頻率與分子中某一基團(tuán)的振動(dòng)頻率相同時(shí)，分子吸收這一頻率的紅外光從低能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)，產(chǎn)生紅外吸收光譜。2）只有當(dāng)分子的振動(dòng)能引起分子的偶極矩變化時(shí)，才能引起紅外吸收。能吸收紅外光的物質(zhì)，叫紅外光活性物質(zhì)。不能吸收紅外光的物質(zhì)，叫紅外非光活性物質(zhì)。

項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!B、1500~400cm-1，指紋區(qū)。包括C－C、C－O、C－N等單鍵的伸縮振動(dòng)和含氫基團(tuán)OH、NH、CH等的彎曲振動(dòng)都出現(xiàn)在這一區(qū)域內(nèi)。這一區(qū)域譜帶較密集，難辨認(rèn)，象人的指紋。每個(gè)化合物在這一區(qū)域都有不同于其他分子的特征譜帶，對(duì)鑒定化合物有用。項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!3）共軛體系：C=CC=O1647cm-1

1720cm-11627cm-11685cm-14）分子內(nèi)氫鍵締合，譜帶變寬。項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2、烯烴環(huán)己烯的紅外光譜圖=C-H伸縮振動(dòng)＞3000cm-1

-C-H伸縮振動(dòng)C=C伸縮振動(dòng)1670~1640cm-1C-H彎曲振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!4、醇和酚1-己醇的紅外光譜締合O-H伸縮振動(dòng)3400~3200cm-1

-C-H伸縮振動(dòng)項(xiàng)目三儀器分析法之一紅外共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!5、醛和酮戊醛的紅外光譜圖C=O伸縮振動(dòng)1720