姚新生有机波谱解析 第二章 红外光谱.pptVIP

基本内容 分子振动能级与红外光谱的关系：双原子分子振动和多原子分子振动，影响红外的主要因素； 2.红外光谱的重要区段：特征谱带区，指纹区，相关峰，红外光谱中八个重要区段； 3.红外光谱在有机化合物结构分析中的应用 1、红外光谱的定义： 红外光谱又称分子振动转动光谱，属分子吸收光谱。样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，分子振动或转动引起偶极矩的净变化，使振-转能级从基态跃迁到激发态，相应于这些区域的透射光强减弱，记录百分透过率T%对波数或波长的曲线，即红外光谱。 主要用于化合物鉴定及分子结构表征，亦可用于定量分析。 红外光谱的表示方法： 红外光谱以T~?或T~ ?来表示，下图为苯酚的红外光谱。 4、红外光谱的参数 红外谱是样品对红外光的吸收随光的波数变化的曲线。红外谱最主要的参数是各吸收峰的位置，用cm-1表示。 二、分子振动能级基频跃迁与峰位 分子的振动能级大于转动能级，在分子发生振动能级跃迁时，不可避免地有转动能级跃迁，先讨论双原子分子的振动光谱。 c、基频峰与泛频峰 1.基频峰 分子吸收红外辐射后，由振动能级的基态（V＝0）跃迁至第一激发态（V=1）时所产生的吸收峰称为基频峰。此时，吸收红外线的频率等于振动频率。4000～400cm-1范围的基频峰分布见图 倍频峰 分子吸收红外辐射后，由振动能级的基态（V=0）跃迁至第二激发态（V=2）、第三激发态（V=3）……等，所产生的吸收峰称为倍频峰。 2)多原子分子的振动 决定峰强的几个因素 1.振动过程中偶极矩变化 2.能级的跃迁几率 偶极矩大小的几个因素 1.原子的电负性 2.振动形式 3.分子的对称性 π-π共轭、p-π共轭均使羰基的π电子离域，其双键性减弱，键的力常数减小，使羰基向低频方向移动。 分子内氢键 分子内氢键是缔和作用的一种形式，对吸收峰位置产生明显影响，但其作用不受浓度的影响，有助于结构分析 如2-羟基-4-甲氧基苯乙酮 由于分子内氢键的存在，羰基和羟基的伸缩振动的基频峰大幅度地向低频方向移动。分子中 νOH 为2835 cm-1（通常酚羟基νOH 为3705～3200 cm-1）， νC=O 为1623 cm-1（通常苯乙酮 νC=O为1700～1670cm-1）。 分子间氢键 分子间氢键受浓度的影响较大，随浓度的稀释，吸收峰位置改变。可借观测稀释过程的峰位是否变化，来判断是分子间氢键还是分子内氢键。 如，乙醇在极稀溶液中呈游离状态，随浓度增加而形成二聚体、多聚体，它们的 νOH分别为3640 cm-1、3515 cm-1及3350 cm-1。 4.互变异构 分子发生互变异构时，吸收峰也发生位移 6．杂化影响 在碳原子的杂化轨道中s成分增加，键能增加，键长变短，C-H伸缩振动频率增加 如：碳-氢伸缩振动频率是判断饱和氢与不饱和氢的重要依据。νCH在3000cm-1左右，大体以3000 cm-1为界。不饱和碳氢的伸缩振动频率νCH大于3000cm-1；饱和碳氢的伸缩振动频率νCH小于3000cm-1。 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O： 气态时： ?C=O=1780cm-1 非极性溶剂： ?C=O=1760cm-1 乙醚溶剂： ?C=O=1735cm-1 乙醇溶剂： ?C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。 单选题 1．某化合物受电磁辐射作用后，振动能级发生变化，所产生的光谱波长范围是( ) A 紫外光 B X射线 C 红外线 D 可见光 2．分子式为C9H9ClO3的化合物其不饱和度为( ) A 6 B 5 C 4 D 2 3．C02分子没有偶极矩这一事实表明该分子是( ) A 以配价键结合 B 角形的 C 以共价键结合的 D 线性并且对称的 4．多原子分子有四种振动形式，一般来说，吸收峰强度最大的振动形式是( ) A γ B δ C νs Dνas