红外光谱法和拉曼光谱法.pptVIP

常见基团的红外吸收带 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 C-H，N-H，O-H N-H C?N C=N S-H P-H N-O N-N C-F C-X O-H O-H（氢键） C=O C-C，C-N，C-O =C-H C-H C?C C=C 特征区 指纹区 第三十页，共六十八页，2022年，8月28日 　　　　　影响基团频率的因素 基团频率主要由化学键的力常数决定。但分子结构和外部环境因素也对其频率有一定的影响。 1）电子效应：引起化学键电子分布不均匀的效应。 诱导效应(Induction effect)：取代基电负性—静电诱导—电 子分布改变—k 增加—特征频率增加（移向高波数）。 第三十一页，共六十八页，2022年，8月28日 共轭效应(Conjugated effect)：电子云密度均化—键长变长— k 降低—特征频率减小（移向低波数）。 第三十二页，共六十八页，2022年，8月28日 中介效应(Mesomeric effect)： 孤对电子与多重键相连产生的p-? 共轭，结果类似于共轭效应。 当诱导与共轭两种效应同时存在时，振动频率的位移和程度取决于它们的净效应。 第三十三页，共六十八页，2022年，8月28日 氢键效应（X-H） 形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。 如羧酸 RCOOH(?C=O=1760cm-1 ，?O-H=3550cm-1); (RCOOH)2(?C=O=1700cm-1 ，?O-H=3250-2500cm-1) 如乙醇：CH3CH2OH（?O=H=3640cm-1 ） (CH3CH2OH)2（?O=H=3515cm-1 ） (CH3CH2OH)n（?O=H=3350cm-1 ） 振动耦合（Coupling） 当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高频和低频）。如羧酸酐分裂为?C=O（ ? as1820、 ? s1760cm-1） 第三十四页，共六十八页，2022年，8月28日 费米共振 当一振动的倍频与另一振动的基频接近（2?A=?B）时，两者相互作用而产生强吸收峰或发生裂分的现象。 ?Ar-C(?)=880-860cm-1 ?C=O(as)=1774cm-1 1773cm-1 1736cm-1 空间效应 由于空间阻隔，分子平面与双键不在同一平面，此时共轭效应下降，红外峰移向高波数。 C CH 3 O O CH 3 C CH 3 ?C=O=1663cm-1 ?C=O=1686cm-1 空间效应的另一种情况是张力效应：四元环五元环六元环。随环张力增加，红外峰向高波数移动。 第三十五页，共六十八页，2022年，8月28日 物质状态及制样方法 通常，物质由固态向气态变化，其波数将增加。如丙酮在液态时，?C=O=1718cm-1; 气态时?C=O=1742cm-1，因此在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。 溶剂效应 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。 第三十六页，共六十八页，2022年，8月28日 　　　　　　红外光谱仪 目前有两类红外光谱仪:色散型和干涉型（傅立叶变换红外光谱仪)（Fourier Transfer, FT） 一、色散型与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。 第三十七页，共六十八页，2022年，8月28日 常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。 光源 第三十八页，共六十八页，2022年，8月28日 　红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。 吸收池 第三十九页，共六十八页，2022年，8月28日 　　　　　　傅立叶红外光谱仪 它是利用光的相干性原理而设计的干涉型红外分光光度仪。 第四十页，共六十八页