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第八章 波谱分析法 8.1.1 红外光谱产生的基本原理 8.1.2 红外光谱仪 8.1.3 有机化合物中基团的特征吸收峰 8.1.4 影响吸收峰峰位的因素 8.1.5 红外光谱在结构解析中的应用 1.红外光谱产生的条件 2. 分子振动方程式 (2) 分子振动方程式 二、分子中基团的基本振动形式 8.1.2 红外光谱仪 内部结构 傅里叶变换红外光谱仪结构框图 傅里叶变换红外光谱仪工作原理图 迈克尔孙干涉仪工作原理图 二、制样方法 三、联用技术 8.1.3 有机化合物中基团的特征吸收峰 基团频率出现的范围: 二、有机化合物分子中常见基团吸收峰 （2）饱和碳原子上的–C–H 三、基团吸收带数据表 8.1.4 影响吸收峰峰位的因素 共轭效应 （２）空间效应 空间位阻；环张力 （3）氢键效应 2．外部因素 8.1.5 红外光谱在结构解析中的应用 分子的不饱和度 一、解析示例 对比 二、未知物结构确定 内容选择： 8.1 红外吸收光谱法 8.2 核磁共振波谱法 8.3 质谱法 cm -1 cm -1 cm -1 cm -1 规律： 使吸收峰向低波数(长波方向)移动(红移)。 C H C H C H C H 1 5 7 6 c m - 1 1 6 1 1 c m - 1 1 6 4 4 c m 1 7 8 1 c m - 1 1 6 7 8 c m - 1 1 6 5 7 c m - 1 1 6 5 1 c m - 1 C H 3060～3030 cm-1 2900～2800 cm-1 2 2 2 2 -1 氢键(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位、峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动。 状态、粒度、溶剂、重结晶条件及制样等。 外部因素的影响将使红外吸收频率产生较大改变。 （1）物理状态的影响 气态分子：分子间作用力弱，分子可自由旋转，测得的频率最高。 丙酮： 气态 ?C=O 1742cm-1 ； 液态 ?C=O 1718cm-1 （2）溶剂的影响 规律：极性基团（–OH, – NH, – C=O, – CN）的伸缩振动频率随溶剂极性增大（相互作用增强）而向低波数方向移动，且强度增大。变形振动则向高波数方向移动。 红外光谱图解析一般可以按以下的步骤进行： 解析前应了解尽可能多的信息 2.计算不饱和度 3.确定所含的化学键或基团 4.根据频率位移值考虑邻接基团及其连接方式 5.与标准谱图对照 6.配合其他分析方法综合解析 定义： 不饱和度是指分子结构中相对其饱和状态所缺一价元素的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素(H, O,N，C)，则可按下式进行不饱和度的计算： ? = （2 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键、三键、环、芳环的数目，验证谱图解析的正确性。 例： C9H8O2 ? = （2 +2?9 – 8 ）/ 2 = 6 1．烷烃 烯烃 烯烃顺反异构体 2.醇 氢键 缔合 3．醛、酮 4．羧酸及其衍生物 未知物1 推测化合物C8H8O的结构 谱图解析 ：① u = n4 + 1 +（n3-n1）/2 = 8 + 1 - 8/2 = 5 ② 峰归属 ③ 可能的结构 解析过程：C8H8O u = 5 可能结构： 结束 第一节 红外吸收光谱法 掌握红外光谱基本原理，分子中基团的基本振动形式，主要基团的特征吸收峰和影响吸收峰峰位变化的因素。能够根据红外谱图确定简单有机化合物的结构。 掌握核磁共振谱基本原理，主要氢核的化学位移及其影响因素，自旋偶合、自旋裂分和偶合常数的关系。能够根据核磁共振谱图确定简单有机化合物的结构。 掌握质谱分析的基本原理，分子离子峰的特征及判定方法，能识别出分子离子峰、基峰、碎片离子峰等。 了解化合物裂解的一般规律及质谱图的解析方法；红外光谱仪、核磁共振波谱仪及质谱仪的主要部件及功能。 本章教学基本要求 分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振动–转动光谱。 8.1.1 红外光谱产生