有机化学（上）教材红外光谱-new.pptVIP

乙醇(液膜) 乙醇(CCl4) C7H8O 十二烷 1-癸烯 1-己炔 C7H8 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱的一般特征 6.3 红外图谱的解析 （Infrared Spectroscopy, IR） 6. 红外光谱(IR) 红外光谱研究的是分子运动（振动）的光谱。 该分析具有测试方法简单、迅速、所需试样量 少、获得信息量大，仪器价格较低等特点。 概 述 红外光谱就是当红外光照射有机物时，用仪器记录下来的吸收情况（被吸收光的波长及强度等）。 红外光可分为三个区域： 红外光谱法主要讨论有机物对中红外区的吸收。 波长（?m） 波数（cm-1） 近红外区： 0.75 ~ 2.5 13330 ~ 4000 中红外区： 2.5 ~ 15.4 4000 ~ 650 远红外区： 15.4 ~ 830 650 ~ 12 绝大多数有机化合物红外吸收波数范围：4000 ~ 650cm-1 6.1 IR的基本原理 6.1.1 分子振动与红外光谱 6.1.2 分子振动的类型 6.1.3 红外吸收峰产生的条件 分子的近似机械模型——弹簧连接小球。 分子的振动可用Hooke’s rule来描述： 红外光谱中，频率常用波数—每厘米中振动的次数表示。 波数与波长互为倒数。 σ=1/λ= ν/c, c为光速. (1) 6.1.1 分子振动与红外吸收光谱的产生 ① 键能↑，k↑，则ν或σ↑： 键的类型 C≡C C=C C―C K/1010N?cm-1 12～18 8～12 4～6 σ/ cm-1 2100～2260 1620～1680 700～1200 ② 成键原子的质量m1或m2↓，则ν或σ↑： 化学键 C―H C―N C―O σ/ cm-1 2853～2960 1180～1360 1080～1300 不同分子的结构不同，化学键的力常数不同 成键原子的质量不同，导致振动频率不同。 6.1.2 分子振动的类型 分子的振动类型有两大类： 伸缩振动（ν）：只改变键长，不改变键角；波数较高。 弯曲振动（δ）：只改变键角，不改变键长；波数较低。 6.1.3 红外吸收峰产生的条件 必要条件：辐射光的频率与分子振动的频率相当。 充分条件：振动过程中能够改变分子偶极矩！ 例： 一般情况下，一张红外光谱图有5~30个吸收峰。 所以，分子对称性高者，其IR谱图简单；分子对称性低者，其IR谱图复杂。 6.2 红外光谱的一般特征 横坐标：波长/λ或波数σ /cm-1。吸收峰位置 纵坐标：吸光度A或透光率T。吸收峰强度。 纵坐标：透过率（T %），表示吸收强度。T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。 红外吸收峰的强度和形状常用下列符号表示： 很强 vs (very strong) 宽峰 b (broad) 强 s (strong) 肩峰 sh (shoulder) 中等 m (midium) 双峰 d (double) 弱 w (weak) ? ? 红外谱图一般以1300cm-1为界： 4000～1300cm-1：官能团区，用于官能团鉴定； 1300～650cm-1：指纹区，用于鉴别两化合物是否相同。 官能团区 吸收峰大多由成键原子的伸缩振动而产生，与整个分子的关系不大，不同化合物中的相同官能团的出峰位置相对固定，可用于确定分子中含有哪些官能团。 指纹区 吸收峰大多与整个分子的结构密切相关，不同分子的指纹区吸收不同，就象不同的人有不同的指纹，可鉴别两个化合物是否相同。指纹区内的吸收峰不可能一一指认。 例：正癸酸和庚酸的红外光谱。 A B 官能团区 指纹区 官能团区 指纹区 6.3 红外图谱的解析 6.3.1 IR中官能团的吸收位置 6.3.2 解析IR谱图的原则 6.3.3 一般步骤 6.3.4 解析实例 6.3.1 IR中官能团的吸收位置 ⑴ 3700~3200cm-1:νN-H、νO-H （νN-H波数高于νO-H，氢键缔合波数低于游离波数） 例：正丁胺、乙醇(液膜)、乙醇(CCl4)的IR谱图 ⑵ 3300 ~ 2800 cm-1：νC-H （以3000 cm-1为界：高于3000 cm-1为νC-H（不饱和），低于3000 cm-1为νC-H饱和）） -CH3 –CH2