《紅外光譜》課件.ppt

1、第三章 紅外光譜,紅外光譜的發(fā)展歷史 紅外光譜的特點(diǎn) 紅外光譜基本原理 紅外光譜的基本概念 影響紅外光譜吸收頻率的因素 紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 各類(lèi)化合物的紅外光譜 紅外圖譜解析,紅外光譜的發(fā)展歷史,在十九世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了紅外線(xiàn),到1892年有人利用巖鹽棱鏡和測(cè)熱幅射計(jì)(電阻溫度計(jì))測(cè)定了20多種有機(jī)化合物的紅外光譜,1905年科伯倫茨發(fā)表了128種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的紅外光譜，紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的特定聯(lián)系才被確認(rèn)。 到1930年前后，隨著量子理論的提出和發(fā)展，紅外光譜的研究得到了全面深入的開(kāi)展，并且測(cè)得大量物質(zhì)的紅外光譜。,1947年第一臺(tái)實(shí)用的雙光束自動(dòng)記錄的紅外分光光度計(jì)問(wèn)世。這是一臺(tái)以

2、棱鏡作為色散元件的第一代紅外分光光度計(jì)。,到了六十年代，用光柵代替棱鏡作分光器 的第二 代紅外光譜儀投入了使用。這種計(jì)算機(jī)化的光柵為分光部件的第二代紅外分光光度計(jì)仍在應(yīng)用。 七十年代后期，干涉型傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)投入了使用，這就是第三代紅外分光光度計(jì)。 近來(lái)，已采用可調(diào)激光器作為光源來(lái)代替單色器，研制成功了激光紅外分光光度計(jì)，即第四代紅外分光光度計(jì)，它具有更高的分辨率和更廣的應(yīng)用范圍，但目前還未普及。,紅外光譜的特點(diǎn),（1）紅外光譜是依據(jù)樣品 吸收譜帶的位置、強(qiáng)度、形狀、個(gè)數(shù)，推測(cè)分子中某種官能團(tuán)的存在與否，推測(cè)官能團(tuán)的鄰近基團(tuán)，確定化合物結(jié)構(gòu)。 （2）紅外光譜不破壞樣品，并且

3、對(duì)任何樣品的存在狀態(tài)都適用，如氣體、液體、可研細(xì)的固體或薄膜似的固體都可以分析。測(cè)定方便，制樣簡(jiǎn)單。 （3）紅外光譜特征性高。由于紅外光譜信息多，可以對(duì)不同結(jié)構(gòu)的化合物給出特征性的譜圖，從“指紋區(qū)”就可以確定化合物的異同。所以人們也常把紅外光譜叫“分子指紋光譜”。,(4）分析時(shí)間短。一般紅外光譜做一個(gè)樣可在1030分鐘內(nèi)完成。如果采用傅里葉變換紅外光譜儀在一秒鐘以?xún)?nèi)就可完成掃描。為快速分析的動(dòng)力學(xué)研究提供了十分有用的工具。 （5）所需樣品用量少，且可以回收。紅外光譜分析一次用樣量約15mg，有時(shí)甚至可以只用幾十微克。,紅外光譜基本原理,化學(xué)鍵的振動(dòng)與頻率： 雙原子分子中化學(xué)鍵的振動(dòng)可按諧振子處

4、理。,用虎克定律來(lái)表示振動(dòng)頻率、原子質(zhì)量和鍵力常數(shù)之間的關(guān)系：,若用波數(shù)取代振動(dòng)頻率,則有下式:,K為鍵力常數(shù)，其含義是兩個(gè)原子由平衡位置伸長(zhǎng) 0.1nm(l)后的回復(fù)力，單位是 dyn/cm。, 為折合質(zhì)量。=m1m2/（m1+m2） (m為原子質(zhì)量),原子質(zhì)量用相對(duì)原子量代替: m1=M1/N, m2=M2/N 。M1、M2為原子量，N為阿佛加德羅常數(shù)。,為折合原子量,=,將、c和N的數(shù)值代入上式，并指定將鍵力常數(shù)中的105代入,1307,1307,(cm-1),例:已知羰基C=O的鍵力常數(shù)K=12l05dyn/cm，求,解: =1307 =1725 (cm-1),化學(xué)鍵的力常數(shù),紅外光譜

5、的基本概念,各種振動(dòng)方式及能量,分子振動(dòng)方式分為： 伸縮振動(dòng) -對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng) s -反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng) as 彎曲振動(dòng) -面內(nèi)彎曲振動(dòng) -剪式振動(dòng) -平面搖擺 -面外彎曲振動(dòng) -面外搖擺 -面外扭曲 按能量高低為： as s 高頻區(qū) 低頻區(qū) 紅外光譜的選律:使分子偶極矩發(fā)生改變的振動(dòng) 是紅外活性的.,振動(dòng)自由度和峰數(shù),含n個(gè)原子的分子，自由度為： 線(xiàn)性分子有 3n-5 個(gè) 非線(xiàn)性分子有 3n-6 個(gè) 理論上每個(gè)自由度在IR中可產(chǎn)生1個(gè)吸收峰，實(shí)際上IR光譜中的峰數(shù)少于基本振動(dòng)自由度，原因是： 1 振動(dòng)過(guò)程中，伴隨有偶極矩的振動(dòng)才能產(chǎn)生吸收峰 2 頻率完全相同的吸收峰，彼此發(fā)生簡(jiǎn)并（峰重疊） 3 強(qiáng)

6、、寬峰覆蓋相近的弱、窄峰 4 有些峰落在中紅外區(qū)之外 5 有些吸收峰太弱，檢測(cè)不出來(lái),1-己烯的紅外光譜圖 3080cm-1: 烯烴CH伸縮振動(dòng)；1820:910cm-1倍頻； 1650cm-1: C=C伸縮振動(dòng)；993，910cm-1: C=CH2 非平面搖擺振動(dòng),IR光譜表示法： 橫坐標(biāo)為吸收波長(zhǎng)（m），或吸收頻率（波數(shù)/cm） 縱坐標(biāo)常用百分透過(guò)率T%表示 從譜圖可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收頻率） 2 吸收峰的強(qiáng)度 ,常用 vs (very strong), s (strong), m (medium), w (weak), vw (very weak), b (broad) ,s

7、h (sharp),v (variable) 表示 3 吸收峰的形狀 (尖峰、寬峰、肩峰),常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)：,基頻峰、倍頻峰、合頻峰、熱峰: 基頻峰是分子吸收光子后從一個(gè)能級(jí)躍遷到相鄰的高一能級(jí)產(chǎn)生的吸收。V =0 V=1 倍頻峰(2)是分子吸收比原有能量大一倍的光子之后，躍遷兩個(gè)以上能級(jí)產(chǎn)生的吸收峰，出現(xiàn)在基頻峰波數(shù)n倍處。2 為弱吸收。 合頻峰是在兩個(gè)以上基頻峰波數(shù)之和(組頻 1+ 2)或差(1 - 2)處出現(xiàn)的吸收峰。合頻峰均為弱峰。 熱峰來(lái)源于躍遷時(shí)低能級(jí)不是基態(tài)的一些吸收峰。,影響紅外光譜吸收頻率的因素,外部因素（溶劑、物態(tài)、制樣方法） 內(nèi)部因素 質(zhì)量效應(yīng) 電子效應(yīng) 空間效應(yīng) 氫鍵效應(yīng) 振

8、動(dòng)的偶合,外部因素,1）物質(zhì)狀態(tài)及制樣方法 通常，物質(zhì)由液態(tài)向氣態(tài)變化，其波數(shù)將增加。 如: 丙酮 液態(tài)時(shí)： C=O=1718cm-1; 氣態(tài)時(shí)： C=O=1742cm-1， 因此在制作和查閱紅外圖譜時(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增加而降低。 如： 羧酸中的C=O： 氣 態(tài)： 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(cè)量。,內(nèi)部因素,X-H 鍵的伸縮振動(dòng)波數(shù)（cm-1）,質(zhì)量效應(yīng)：,電子效應(yīng)：,誘導(dǎo)

9、效應(yīng)（I效應(yīng))：RCOR中極性基團(tuán)的取代使C=O 移向高波數(shù) 化合物 RCHO RCOR RCOCl RCOF ClCOCl FCOF C=O 1713 1715 1800 1920 1828 1928 共軛效應(yīng)（C效應(yīng)）: 使C=O 移向低波數(shù) R-CH=CH2 C=C 1650 CH3CN CN 2255 RCOOR C=O 1735 (C2H5)2C=C(CN)COOC2H5 C=C 1629 , CN 2224, C=O 1727,中介效應(yīng)（M效應(yīng)）：,vC=0=1715cm-1,vC=0=1730cm-1,vC=0=1680cm-1,I效應(yīng)解釋不了,I效應(yīng) M效應(yīng),vC=0=1715

10、cm-1,vC=0=1690cm-1,M效應(yīng) I效應(yīng),vC=0=1735cm-1,vC=0=1680cm-1,環(huán)數(shù)減小，環(huán)的張力增大，環(huán)外的鍵加強(qiáng)，吸收頻率增大， 環(huán)內(nèi)雙鍵減弱，吸收頻率減小。,空間效應(yīng)：環(huán)張力,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 C=O=1760cm-1 ,O-H=3550cm-1; (RCOOH)2 C=O=1700cm-1 ,O-H=3250-2500cm-1,如: 乙醇 CH3CH2OH O=H=3640cm-1 (CH3CH2OH)2 O=H=3515cm-1 (CH3CH2OH)

11、n O=H=3350cm-1,氫鍵效應(yīng)（XH）：,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）。,C=O,as 1820 cm-1,s 1760 cm-1,振動(dòng)耦合：,紅外光譜儀及樣品制備技術(shù),色散型紅外光譜儀 傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR） 紅外樣品的制備,色散型紅外光譜儀:,傅立葉變換紅外光譜儀：,FTIR光譜儀的優(yōu)點(diǎn),掃描速度快（幾十次/秒），信號(hào)累加，信噪比提高（可達(dá)60：1）。 光通量大，所有頻率同時(shí)測(cè)量，檢測(cè)靈敏度高，樣品量減少。 掃描速度快，可跟蹤反應(yīng)歷程，作反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，并可與GC、LC聯(lián)用。

12、測(cè)量頻率范圍寬，可達(dá)到45006cm-1 雜散光少，波數(shù)精度高，分辨率可達(dá)0.05/cm 對(duì)溫度、濕度要求不高。 光學(xué)部件簡(jiǎn)單，只有一個(gè)動(dòng)鏡在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)，不易磨損。,紅外光譜制樣方法,樣品要求：干燥無(wú)水、濃度適當(dāng)、多組分樣要 先分離 固體樣品：溴化鉀壓片法 糊狀法（石蠟油 或六氯丁二烯糊劑) 溶液法（溶劑CS2,、CCl4 、CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物） 液體樣品：液膜法 溶液法（水溶液樣品可用AgCl池） 氣體樣品：氣體樣品槽,各種化合物的紅外光譜,飽和烴 不飽和烴 醇、酚和醚 含羰基化合物 含氮化合物 其他含雜原子有機(jī)化合物 金屬有機(jī)化合物 高分子化合物 無(wú)機(jī)化合物,飽和烴,C-

13、H伸縮振動(dòng)：對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)（s）和反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)（as） ，在3000-2800cm-1之間，as較s在較高頻率。此處基本無(wú)其他特征吸收，可作為烷基存在的依據(jù) 。 C-H彎曲振動(dòng)：1475-1300 cm-1 ，甲基的對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)出現(xiàn)在1375 cm-1處 ，可作為甲基存在的證據(jù)； 對(duì)于異丙基和叔丁基，吸收峰發(fā)生分裂。 亞甲基平面搖擺：800-720cm-1對(duì)判斷-(CH2)n-的碳鏈長(zhǎng)度有用， n4 725, n=3 729-726, n=2 743-734, n=1 785-770 C-C伸縮振動(dòng)：1253-800cm-1， 對(duì)結(jié)構(gòu)分析作用不大。,正己烷的紅外光譜圖,C-H彎曲振動(dòng)：1475

14、-1300 cm-1,C-H伸縮振動(dòng)：3000-2800cm-1之間,2，2，4-三甲基戊烷的紅外光譜圖,C-H彎曲振動(dòng)：1475-1300 cm-1,C-H伸縮振動(dòng)：3000-2800cm-1之間,環(huán)己烷,1460cm-1,CH2剪式振動(dòng),不飽和烴,烯烴 炔烴 芳香烴,烯烴雙鍵的特征吸收,初步判斷烯烴結(jié)構(gòu)的存在,所有烯烴的C-H伸縮振動(dòng)都大于3000，但不能憑此判斷烯烴的存在 ， 苯環(huán) C-H 大于3000,影響碳碳雙鍵伸縮振動(dòng)吸收的因素,對(duì)稱(chēng)性：對(duì)稱(chēng)性越高，吸收強(qiáng)度越低。 取代基：與吸電子基團(tuán)相連，振動(dòng)波數(shù)下 降。 取代基的質(zhì)量效應(yīng)：雙鍵上的氫被氘取代 后，波數(shù)下降10-20 厘米-1。

15、共軛效應(yīng)：使波數(shù)下降約30厘米-1 。,1-己烯的紅外光譜圖 3080cm-1: 烯烴CH伸縮振動(dòng)；1820:910cm-1倍頻； 1650cm-1: C=C伸縮振動(dòng)；993，910cm-1: C=CH2 非平面搖擺振動(dòng),烯烴類(lèi)型對(duì)=C-H的面外彎曲振動(dòng)的影響,對(duì)判斷雙鍵的取代類(lèi)型非常有用,對(duì)判斷烯烴類(lèi)型非常有用,順式和反式2-戊烯紅外光譜,炔烴化合物,炔鍵C-H伸縮振動(dòng)：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(dòng)：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(duì)稱(chēng)性強(qiáng)時(shí)，該吸收較弱。乙炔由于分子對(duì)稱(chēng)，沒(méi)有C-C叁鍵伸縮

16、振動(dòng)吸收。 腈類(lèi)化合物，C-N叁鍵伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在2300-2220厘米-1，波數(shù)比炔烴略高，吸收強(qiáng)度大。由于氫鍵締合，N-H鍵 峰形較寬 ，易于區(qū)別 。,炔烴的特征吸收,3291cm-1 ：叁鍵CH伸縮振動(dòng)，3060cm-1: 苯環(huán)=CH伸縮振動(dòng) 2111cm-1: C=C三鍵伸縮振動(dòng),芳香烴,最為有用 ，可檢測(cè)苯的衍生物,判斷苯環(huán)存在 的主要依據(jù),同時(shí)存在，方能判斷苯環(huán)的存在,芳環(huán)C-H面外彎曲振動(dòng)及其泛頻：,770730cm-1 vs 710690cm-1 s5個(gè)相鄰H,770735cm-1 vs4個(gè)相鄰H,900860cm-1 m 810750cm-1 vs 725680cm-1 m 3

17、個(gè)相鄰H,860800cm-1 vs2個(gè)相鄰H,=CH在3018cm-1，骨架振動(dòng)在1606、1495及1466cm-1，四個(gè)鄰接氫的吸收在742cm-1。,甲苯的紅外光譜圖,苯乙烯的紅外光譜圖,1630cm-1:C=C伸縮振動(dòng)； 1659，1601，1601，1496cm-1等:苯環(huán)骨架振動(dòng),1630,醇和酚,正丁醇的紅外光譜,3333cm-1：締合OH伸縮振動(dòng),2-乙基-1-丁醇,（3334cm-1：締合OH伸縮振動(dòng)； 1053 cm-1：伯醇C-O伸縮振動(dòng)， 1381 cm-1：甲基對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)）,苯酚的紅外光譜圖,乙醇在CCl4中濃度變化對(duì)紅外吸收的影響,O-H伸縮振動(dòng)吸收峰向低頻率方

18、向位移，在3400 -3200 cm-1區(qū)出現(xiàn)一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰。,醚,（1）醚的特征吸收為碳氧鍵的伸縮振動(dòng) 和 。,(a)脂肪族醚(R-O-R)： 脂肪族醚中 ，較弱。 在 11501060cm-1，較強(qiáng)。,(b)芳香族醚和乙烯基醚： Ph-O-R、Ph-O-Ph和R-C=C-O-R 13101020cm-1為 的強(qiáng)吸收， 10751020cm-1處為 ，強(qiáng)度較弱。,正丁醚,（1123cm-1: COC反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)）,注意： 一般情況下，只用IR來(lái)判別醚是困難的。因其他一些含氧化合物，如醇、羧酸、酯類(lèi)都會(huì)在11001250cm-1范圍有強(qiáng)的C-O吸收。,羰基化合物,醛酮 羧酸、羧酸鹽 酸酐

19、 酯 酰鹵 酰胺,羰基化合物的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰位置,出現(xiàn)在1900 -1600cm-1 ，峰強(qiáng)，特征明顯，多數(shù)情況下，第一吸收,醛酮,醛氫伸縮振動(dòng)：2900-2700cm-1有尖銳的 小吸收峰出現(xiàn)，該峰往往 分叉為雙峰。,正丁醛,2720、2824cm-1: 醛基CH伸縮振動(dòng)，特征；1730cm-1：C=O 伸縮振動(dòng),醛基CH伸縮振動(dòng)位于2820-2720 cm-1，極易識(shí)別，和C=O 伸縮振動(dòng) 就可判斷醛的存在。,苯甲醛,（3030cm-1芳環(huán)CH伸縮振動(dòng)； 2820，2738cm-1：醛基CH伸縮振動(dòng)； 1703cm-1：羰基C=O伸縮振動(dòng)，羰基與苯環(huán)共軛，吸收移向低頻率）,苯乙酮的紅

20、外光譜圖,在苯乙酮中羰基因?yàn)榕c苯環(huán)共軛，所以C=O在1680cm-1。,3-戊酮的紅外光譜圖,羧酸和羧酸鹽,CO2-的反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1650-1540，最強(qiáng)峰，對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1420-1300，強(qiáng)峰,特征吸收峰,2-甲基丙酸,33002500 cm-1：羧酸二聚體的OH伸縮振動(dòng)，峰形寬，散；1710 cm-1：C=O伸縮振動(dòng)；930cm-1: O-H非平面搖擺振動(dòng),苯甲酸的紅外光譜圖 25003300cm-1為OH，1689cm-1為C=O，1294cm-1為C-O 943cm-1為OH,1294,苯甲酸鈉的IR譜圖,的非對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)在1563和1413cm-1,1563,1413,酯

21、,酯類(lèi)化合物 的特征吸收,羰基伸縮振動(dòng)：大多情況下不是第一吸收,C-O-C伸縮振動(dòng),區(qū)別酯與其他羰基化合物的主要依據(jù),對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng) 吸收較弱 ，1100 cm-1,C-O-C非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，均很強(qiáng) ，酯最有用 的特征吸收， 通常為第一吸收 ，1210-1160 cm-1,酯,乙酸甲酯,1746cm-1：C=O伸縮振動(dòng)；1246cm-1：C-O-C非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，均很強(qiáng),酸酐,有兩個(gè)羰基伸縮振動(dòng)，相差60厘米-1，反對(duì)稱(chēng)伸縮位于高頻區(qū)，對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)位于低頻區(qū)。 開(kāi)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(duì)強(qiáng)度正好相反，強(qiáng)度差別比開(kāi)鏈酸酐懸殊，由此判斷酸酐是開(kāi)鏈還是環(huán)狀 。,乙酸酐的

22、紅外光譜圖 1827、1755為C=O，1825強(qiáng)；1124為C-O,反對(duì)稱(chēng),對(duì)稱(chēng),鄰苯二甲酸酐,環(huán)狀酐,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(dòng)大大升高。 脂肪族酰鹵位于1800厘米-1附近。 芳香酰鹵此區(qū)雙峰：1773，1736，由C=O鍵的伸縮振動(dòng)和C-X的彎曲振動(dòng)產(chǎn)生費(fèi)米共振引起 C-X伸縮振動(dòng)：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(gè)峰。 C-X彎曲振動(dòng)：1310-1040厘米-1。,酰鹵,鹵素原子對(duì)羰基電子的吸引非常強(qiáng)烈，使羰基的雙鍵性增加，羰基伸縮振動(dòng)向高頻率方向位移,金剛烷酰氯,酰胺,（1）伯酰胺(RCONH2),

23、(a)NH：NH2在35403180cm-1有兩個(gè)尖的吸收帶。 在稀的CHCl3溶液中測(cè)試時(shí)，在34003390cm-1和 35303520cm-1出現(xiàn)。,(b) C=O：即酰胺I帶。出現(xiàn)在17101630cm-1。,（c)NH2面內(nèi)變形振動(dòng)：即酰胺帶。此吸收較弱， 并靠近C=O。一般在16551590cm-1。,（d)C-N譜帶：在14201400cm-1(s)，酰胺III帶。,吡嗪酰胺（抗結(jié)核病藥）,（2）仲酰胺(R-C O-NHR),(a)NH吸收：在34603400cm-1有一很尖的吸收。 在壓片法或濃溶液中，NH會(huì)可能出現(xiàn)幾個(gè)吸收 帶。,(b) C=O：即酰胺I帶。在16801630

24、cm-1。,(c)NH和C-N之間偶合造成酰胺帶和酰胺帶。 酰胺帶在15701510cm-1。 酰胺帶在13351200cm-1。,苯甲酰苯胺(Ph-CO-NH-Ph)的紅外光譜,NH在3346cm-1，一個(gè)峰，為仲酰胺。酰胺I帶C=O在1657cm-1;酰胺帶在1538cm-1，酰胺帶在1323cm-1。,（3）叔酰胺(R-CO-NR2)： 叔酰胺的氮原子上沒(méi)有質(zhì)子，其唯一特征 的譜帶是C=O，在16801630cm-1。,胺、亞胺和胺鹽,1-戊胺,1613cm-1NH2剪式（彎曲）振動(dòng)；1072cm-1：CN伸縮振動(dòng),哌啶,3276cm-1：N-H伸縮振動(dòng)；1460cm-1：CH2剪式振動(dòng)

25、；1115cm-1：C-N伸縮振動(dòng)；745cm-1：N-H非平面搖擺振動(dòng),硝基化合物,(1) 有兩個(gè)很強(qiáng)的吸收帶，分別為 和 。,脂肪族中， 15651545cm-1； 13851350cm-1 芳香族中: 15501500cm-1， 13651290cm-1,（2） 受共軛基團(tuán)的影響較大，對(duì)位有給電子取代基 的芳香族硝基化合物的 較低。 如p-NH2-Ph-NO2 中 1475cm-1， 1310cm-1。,間二硝基苯的紅外光譜 1535為 , 1355為,紅外圖譜解析,紅外光譜的分區(qū) 紅外光譜的應(yīng)用 紅外圖譜的解析步驟 紅外圖譜的解析實(shí)例,紅外光譜的分區(qū),4000-2500cm-1: 這是

26、X-H單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)。 2500-2000cm-1: 此處為叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū) 2000-1500cm-1: 此處為雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(苯環(huán)骨架振動(dòng)) 1500-600(400)cm-1: 此區(qū)域主要提供C-H彎曲振動(dòng)的信息,紅外光譜的應(yīng)用,在得到樣品的紅外譜圖后，與純物質(zhì)的紅外譜圖對(duì)照比較，如果各吸收峰的位置與強(qiáng)度基本一致， 就可以認(rèn)為樣品就是該種物質(zhì)。,1.已知物及其純度的定性鑒定,2.未知物結(jié)構(gòu)的確定,充分收集與樣品有關(guān)的資料與數(shù)據(jù) 樣品的來(lái)源、外觀(guān)、純度 樣品的元素分析結(jié)果 樣品的物理性質(zhì)：分子量、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、 折光率等,紅外圖譜的解析步驟,化合物類(lèi)型的判斷 有機(jī)物和無(wú)機(jī)物 飽和化

27、合物與不飽和化合物 烯烴或芳烴 推斷可能含有的功能團(tuán) 先看特征頻率區(qū)（3600-1350），再看指紋區(qū)（1350-400）。 先看強(qiáng)峰，再看弱峰 先找特征吸收峰，再找相關(guān)峰佐證 計(jì)算分子的不飽和度，根據(jù)不飽和度的結(jié)果推斷分子中可能存在的官能團(tuán)。 根據(jù)吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀分析各種官能團(tuán)及其相對(duì)關(guān)系，推出化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu) 見(jiàn) P 77-78,其中n為分子中4價(jià)原子的數(shù)目，如C，Si；a為 分子中3價(jià)原子的數(shù)目，如P，N；b為分子中1價(jià)原子的數(shù)目，如H，F(xiàn)，Cl，Br，I。氧和硫的存在對(duì)不飽和度沒(méi)有影響。,不飽和度,例1：化合物的分子式為C6H14，IR光譜圖如下如下，試推斷其 可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)

28、構(gòu)。,飽和-CH3、CH2 對(duì)稱(chēng)與反對(duì)稱(chēng) 伸縮振動(dòng),亞甲基彎曲振動(dòng),甲基彎曲振動(dòng),乙基CH2的平面搖擺振動(dòng),不存在,n4 722cm-1,U=6+1+(0-14)/2=0,例2：化合物的分子式為C8H14，IR光譜圖如下如下，試推斷其 可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。,U=8+1+(0-14)/2=2,辛炔-1,例3：化合物的分子式為C3H6O，IR光譜圖如下如下，試 推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。,U=3+1+(0-6)/2=1,例4：化合物的分子式為C8H8O，IR光譜圖如下如下，試 推斷其可能的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。,U=5,紅外識(shí)譜歌 外可分遠(yuǎn)中近，中紅特征指紋區(qū)，1300來(lái)分界，注意橫軸劃分異。看圖要知紅外儀，弄清物態(tài)液固氣。樣品來(lái)源制樣法，物化性能多聯(lián)系。識(shí)圖先學(xué)飽和烴，三千以下看峰形。2960、2870是甲基，2930、2850亞甲峰。1470碳?xì)鋸潱?380甲基顯。二個(gè)甲基同一碳，1380分二半。面內(nèi)搖擺720，長(zhǎng)鏈亞甲亦可辨。烯氫伸展過(guò)三千，排除倍頻和鹵烷。末端烯烴此峰強(qiáng)，只有一氫不明顯?；衔铮宙I偏，1650會(huì)出現(xiàn)。烯氫面外易變形，1000以下有強(qiáng)峰。910端基氫，再有一氫990。,順式二氫690，反式移至970；單氫出峰820，干擾順式難確定。炔氫伸展三千三，峰強(qiáng)很大峰形尖。三鍵伸展二千二，炔