有机波谱学03.pdfVIP

安徽师范大学 化学与材料科学学院 杨高升 第三章 红外吸收光谱 § 3.1 红外光谱 3.1.1 红外光谱 红外吸收光谱（Infrared absorption Spectra ）是物质的分子吸收红外光区的电 磁波而产生的吸收光谱，简称红外光谱 ( Infrared Spectra ，IR ) 。 红外光的波长范围是 0.75 ~ 1000 µm，可分为三个区域：近红外区、中红外 区和远红外区。中红外区的吸收光谱对化合物的结构分析最为有用，因此，通常 所说的红外光谱主要指的就是波长从 2.5 µm到 25 µm 的光谱，红外光谱中常用波 数表示，相应的范围是 4000 ~ 400 cm-1 。 波长 0.75 2.5 25 1000 µm 中红外 近红外 远红外 波数 13300 4000 400 10 cm-1 3.1.2 红外光谱仪 红外光谱是通过红外光谱仪获得的。红外光谱仪又叫做红外分光光度计，其 结构和工作原理都非常简单，教材上有一些介绍，大家自己看。 3.1.3 表示方法 红外光谱也是一种吸收光谱，符合Lambert-Beer定律。红外光谱通常以红外 光的波长（µm）或波数（cm-1 ）为横坐标，以吸光度（A ）或透射百分率（T % ） 为纵坐标作图，用所得到的吸收曲线来表示。下图为 2-苯基丙醛的红外光谱图。 通常在文献中，用波数准确报道吸收峰的位置，并vs (很强) 、s (强) 、m ( 中等) 、 CH3 CH CHO 2-苯基丙醛的红外光谱图 1 安徽师范大学 化学与材料科学学院 杨高升 w(弱) 、vw(很弱)等定性表述各吸收峰的强度。如 2-苯基丙醛的红外光谱也可以 这样来报道。IR (ν / cm-1) ：3077(m), 3040(m), 2985(s), 2941(m), 2874(m), 2825(m), 2717(m), 1730(vs), 1600(m), 1497(s), 1453(s), 749(s), 700(s) 。 与紫外光谱相比，红外光谱能给出非常丰富的结构信息，是有机结构分析中 最常用的方法之一。本章我们先简单了解一下红外光谱的基本原理，重点学习红 外吸收与分子结构间的关系，掌握运用红外光谱解析有机化合物分子结构的方 法。 § 3.2 基本原理 研究表明，化合物的红外吸收光谱与分子的振动有关。红外光光子的能量与 分子振动能级的能量差相当，物质分子吸收红外光导致振动能级发生跃迁，产生 红外光谱。所以，红外光谱又叫做振动光谱。 E振动 = hν红外 我们知道，分子是由原子通过化学键组合而成的，分子的振动实际上是分子 中被化学键束缚着的原子振动的综合。下面先看最简单的双原子分子的振动。 3.2.1 双原子分子的振动 1. 振动频率 双原子分子中，由一个化学键键合的两个原子的振动，可以近似地用经典力 学的谐振子模型来处理。如下图所示，化学键相当于无质量的弹簧，它连接的两 个刚性小球相当于质量分别为m 和m 的两个原子。原子在平衡位置附近来回振 1 2 动。 m1 m2 根据 Hoocke 定律，双原子分子的振动频率为： 1 k − 1