波谱分析-第三章红外光谱2.ppt

一、红外光谱产生的条件 b．共轭效应 一、红外光谱仪 2. 制样方法 饱和烃 不饱和烃 醇、酚和醚 羰基化合物 含氮化合物 其他含杂原子有机化合物 金属有机化合物 高分子化合物 无机化合物 2、累积双烯（即丙二烯，-C=C=C- ）类 两个双键共用中间碳原子，偶合强烈，~1600 cm-1 无C=C吸收，在 2000～1900cm-1 和 1100～1000 cm-1 附近有不对称和对称伸缩振动，两峰相距 900 cm-1，前者为中强峰，后者为弱峰。 各类取代苯的倍频吸收和面外弯曲振动吸收（判断取代类型） 正丁醇的红外光谱 卤素原子直接与羰基相连，强诱导效应使vC=O大大升高（蓝移）。 vN-H：3540～3125cm-1 （4）探讨细则 将已确定的基团相互连接，对于简单化 合物可以列出可能的结构。 （6）对照标准： 红外光谱比较复杂，特别是指 纹区的吸收很难一一归属，但 整体特征性强。 例2：已知化合物的元素组成为C7H8O。 例3：已知化合物的元素组成为C8H7N 3、红外谱图解析的注意事项 解析时应兼顾吸收峰的位置、强度和峰形，其中以峰的位置最为重要； 注意相互印证； 一个基团的几种振动吸收峰的相互印证，如烯烃。 相关基团振动吸收峰之间的相互印证，如醛、酸。 九、无机化合物 * 红外吸收主要由阴离子的晶格振动引起， 与阳离子的关系不大。 * 阳离子质量增加，仅使吸收位置红移。 §3.6 拉曼光谱简介 ? 拉曼光谱是分子振动光谱的一种，它属 于散射光谱。拉曼光谱的基础是拉曼散 射效应。 一、拉曼散射 用单色光照射透明样品，大部分光透过而小部分光会被样品在各个方向上散射。 散射分为瑞利散射与拉曼散射两种。 1、瑞利散射 若光子与样品分子发生弹性碰撞，即光子与分子之间没有能量交换，光子的能量保持不变，散射光频率与入射光相同，但方向可以改变。这是弹性碰撞，叫瑞利散射。 2、拉曼散射 当光子与分子发生非弹性碰撞时，散射光频率与入射光不相同，产生拉曼散射。 （1）处于振动基态的分子在光子作用下，激发 到较高的不稳定的能态（虚态）后又回到 较低能级的振动激发态。 此时激发光能量大于散射光能量，产生拉曼散射的斯托克斯线，散射光频率小于入射光。 （2）若光子与处于振动激发态（v1）的分子 相互作用，使分子激发到更高的不稳定 能态后又回到振动基态（v0）, 散射光的 能量大于激发光，产生反斯托克斯散射， 散射光频率大于入射光。 v0+Δv v0 v0-Δv 反斯托克斯散射 瑞利散射 斯托克斯散射 * 拉曼散射中散射线频率与激发光（入射光） 频率都有一个频率差+?v或- ?v。?? 叫拉曼 位移，其值取决于振动激发态与振动基态 的能级差(?v = ?? ? h），即取决于分子结构。 * 常温下分子大多处于振动基态，所以 斯托克斯线强于反斯托克斯线。 在一般拉曼光谱图中只有斯托克斯线。 * 同一振动方式产生 的拉曼位移频率和 红外吸收频率是相等的。 * 拉曼光谱图纵坐标为谱带强度，横坐标 为拉曼位移频率，用波数表示。 ? 在拉曼光谱中，官能团谱带的频率与其在 红外光谱中出现的频率基本一致。不同的 是两者选律不同，所以在红外光谱中甚至 不出现的振动在拉曼光谱可能是强谱带。 ? 所谓极化率就是分子在电场（如光波这 种交变的电磁场）的作用下分子中电子 云变形的难易程度。拉曼光谱强度与原子 在通过平衡位置前后电子云形状的变化 大小有关。 ? 在分子中，某个振动可以是既是拉曼活 性，又是红外活性；也可以是只有拉曼 活性而无红外活性，或只有红外活性而 无拉曼活性。 二、拉曼选律 ? 拉曼活性取决于振动中极化率是否变化， 只有极化率有变化的振动才是拉曼活性的。 三、拉曼光谱的一些基本特征 四、拉曼光谱的特点 五、拉曼光谱的应用 有机物结构分析 * 红外光谱和拉曼光谱可以互相补充。 了解 §3.7 IR光谱的解析及应用 一、红外光谱的分区