高分子材料测试技术系统介绍第3章上.pptVIP

第三章 红外光谱 ;;;红外谱图： ;3.2 红外吸收光谱的基本原理 ;; r－平衡状态时原子间距离，re－瞬间距离 ;1 双原子分子的振动频率 由虎克定律推导得到此体系的振动频率ν（以波数表示）： ; 若K以N/m为单位，m以摩尔质量表示（单位为g）， 则①式可简化为： ν ＝130.7（K/μ＇ ）1/2 ② μ＇－以摩尔原子量（克）表示的折合质量 μ＇＝mA·mB/（mA+mB） mA，mB－分别为原子A与B的摩尔质量 ; 其振动频率取决于以下两个因素：化学键的力常数和原子的质量。化学键越强（K值越大），相对原子质量越小，则振动频率越高。 如：HCl分子，K＝510N/m，根据②式， ν＝130.7×[510×（35.5＋1.0）/（35.5×1.0）]0.5＝2993cm-1 而实测值为：2885.9 cm-1 ;;;;㈡ 多原子分子的振动 1 分子的振动自由度 经典振动理论表明，含N个原子的分子振动自由度＝分子的总自由度（3N）－移动自由度（分子在空间的位置由3个坐标轴确定）－转动自由度（绕X轴、Y轴、Z轴转动），所以， 非线性分子振动自由度＝3N－3－3＝3N－6 线性分子振动自由度＝3N－3－2＝3N－5 ; 分子振动自由度数目越大，在红外光谱中出现的峰数越多。如：H2O是非线性分子，其自由度＝3N－6＝3，即水分子有3种基频振动（对称伸缩振动，不对称伸缩振动和弯曲振动），如下图所示： ;;; 综上所述，分子的基本振动形式为： ;3 红外峰数减少的影响因素 ;;;二 红外吸收光谱产生的条件 ; 第二个条件：分子在振动过程中必须有瞬间偶极矩的改变，这种振动方式称为红外活性的振动。 ;三 红外吸收峰的强度 ; 吸收峰强度可用吸光度（A）或透过率（T）表示，峰的强度遵守朗伯－比尔定律，且A＝lg（1/T） 红外光谱中，“谷”越深（T％越小），吸光度A越大，吸收强度越大。;四 影响峰位变化的因素 ;㈠ 内部因素 1 电效应 包括诱导效应、共轭效应，是由于化学键的电子分布不均匀引起的。 ①?诱导效应 由吸电子基团或原子引起的诱导效应称为亲电诱导效应，它使特征频率增高。而推电子基团或原子引起的诱导效应称为供电诱导效应，它使特征频率降低。 ; ②? 共轭效应 分子中形成大?健所引起的效应叫共扼效应。共轭使电子云密度平均化，使键的力常数减小，振动频率降低（共轭体系的形成，使双键性减弱）。如： ;2 空间效应 包括空间位阻效应、环状化合物的环张力等。 ①空间位阻效应 如取代基的空间位阻效应使C＝O与双键共轭收到限制，即导致νC＝O波数升高。 ;;;;㈡外部因素 主要指溶剂、样品的物理状态及仪器色散元件的影响 1 溶剂的影响 同一种化合物在不同的溶剂中，由于溶剂的各种影响，会使化合物的特征频率发生变化。一般来说，溶剂的极性愈强，特征频率降低。;;;五 常用的几个术语 ;;;