仪器分析教程 教学课件 作者 陈集朱鹏飞 主编 第3章 红外光谱法 仪分教程 第3章 红外1 仪分教程.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第3章 红外光谱法  3.1 红外光谱的基本原理 Principle of I R 3.1.1 红外吸收峰的位置 3.1.2 红外吸收峰的数目 3.1.3 红外吸收峰的数目 3.1.4 影响峰位的因素    3.1.1 红外吸收峰的位置 分子振动的“小球弹簧模型”： 分子中的原子 —— 具有一定质量的小球， 化学键 —— 具有一定强度的弹簧， 分子的振动 —— 近似为谐振动。 该体系处于不断的运动之中。  一. 谐振子及其振动频率 谐振动：无阻尼的周期性的线性振动。 这一振动体系称为谐振子。 双原子分子谐振子模型：化学键——无质量的弹簧，键连原子——刚性小球，其质量分别等于二原子的质量。 式中，v 为振动频率，K 为化学键的力常数（N.cm－1），m1、m2 为二原子的质量，μ 为二原子的折合质量。  化学键的力常数K ，与键能和键长有关; 双原子的折合质量 ? = m1m2 /（m1+m2）与各原子的质量有关。 因此，发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。  结论： （1）化学键越强，K 越大，振动频率越高； （2）二原子的? 越大，振动频率越低。 v ＝1302√K/（MAMB/MA+MB）（cm-1）   正己烯C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1。  表 某些键的伸缩振动力常数K（N . cm－1）  二. 分子的振动能级与吸收峰位置 分子的振动能级是量子化的， 相应能级的能量为： E振 =（V+1/2）h? V ：振动量子数，其值可取0，1，2，3 …等整数。 ?：化学键的 振动频率。  当分子吸收一定的能量时，从 V0 → V1 产生的吸收峰叫基频峰。它所吸收的红外光的频率等于的振动频率。  由V0 → V2 、V3 、… … 等所产生的吸收峰，分别称为二倍频峰、三倍峰、… . . . 等，它们都叫倍频峰。  V0 → V1跃迁几率最高，故基频峰的强度最大，二倍频峰、三倍频峰 … … 等的强度逐渐减弱。 倍频峰的频率不是基频峰的整倍数，要略小一些。如HCl，基频峰2885.9cm－1，二倍频峰5668cm－1。  两个或多个基频之和所对应的吸收峰叫合频峰，两个或多个基频之差所对应的吸收峰叫差频峰。它们都称为组谱峰。 倍频峰、合频峰、差频峰统称为泛频峰。 红外谱图是对样品测定的波数（或波长）～透光度（或吸光度）关系曲线。  谱图中的吸收峰位置，是由振动能级差的大小所决定的，它主要取决于基频峰的吸收频率。 谱图中的每一个较大的吸收峰都代表了分子的一种基本振动的形式。  3.1.2 分子的基本振动类型和红外吸收峰的数目 多原子分子中，基本振动的数目叫振动自由度。每一个基本振动都代表了一种振动的形式，都有它固有的特征频率，都可能产生相应的红外吸收峰。 一. 基本振动的类型 伸缩振动和弯曲振动。  1. 伸缩振动（Stretching Vibration)