红外谱图分析 (2).pptVIP

（2）转动：分子在空间围绕一个通过其质心的轴转动。对于线形分子：有两种转动方式，转动自由度为2*第29页，共76页，星期日，2025年，2月5日对于非线形分子：有三种转动方式，转动自由度为3*第30页，共76页，星期日，2025年，2月5日（3）振动因此：对于有N个原子的分子来说，总的运动自由度＝平动自由度＋转动自由度＋振动自由度＝3N振动自由度＝运动自由度－平动自由度－转动自由度对于线性分子：振动自由度＝3N－5对于非线性分子：振动自由度＝3N－6*第31页，共76页，星期日，2025年，2月5日例如：H2，双原子分子，3N－5＝1H2O，三原子分子，非线性，3N－6＝3vsvasd*第32页，共76页，星期日，2025年，2月5日CO2,三原子分子，线性，3N－5＝4++-dt*第33页，共76页，星期日，2025年，2月5日例如：苯，3N－6＝30种，实际上苯的红外谱图上只有几个吸收峰！说明：不单苯，许多化合物在红外谱图上的吸收峰数目要远小于其振动自由度（理论计算值）。原因:(1)相同频率的峰重叠，即简并；（2）频率接近或峰弱，仪器检测不出；（3）有些吸收峰落在仪器的检测范围之外；（4）并不是所有的振动都产生红外吸收！那么什么情况下的振动产生红外吸收？*第34页，共76页，星期日，2025年，2月5日*第35页，共76页，星期日，2025年，2月5日我们在光学导论提到过，光是电磁波（电场＋磁场）分子也有电场（偶极矩），分子中的原子在做振动时，偶极矩会发生变化。红外吸收的产生是由于分子电场和红外光电场的相互耦合作用！*第36页，共76页，星期日，2025年，2月5日重点讨论分子吸收红外辐射必须同时满足以下两个条件：（1）辐射应具有刚好满足振动跃迁所需的能量。（2）只有能使偶极矩发生变化的振动形式才能吸收红外辐射（辐射与物质间有相互偶合作用）。A、对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2等。B、非对称分子：有偶极矩，红外活性。*第37页，共76页，星期日，2025年，2月5日四、影响吸收峰强度的因素1、峰强度的划分：按照吸光系数划分ε100，极强20ε100，强10ε20，中1ε10，弱*第38页，共76页，星期日，2025年，2月5日2、影响因素：跃迁几率和偶极矩的变化值（1）从基态向第一激发态跃迁，几率大：基频峰一般较强，而倍频峰一般较弱；（2）对于基频峰：偶极矩变化越大的振动，吸收峰越强偶极矩：i.原子的电负性相差越大，即键的极性越大，偶极矩变化越大：C-Cl比C－H强;*第39页，共76页，星期日，2025年，2月5日ii.分子的对称性：越差，偶极矩变化越大，对称性分子没有红外活性。如：ClCH＝CCl2，有C＝C峰；而Cl2C＝CCl2无C＝C峰iii.一般来说，不对称伸缩对称伸缩，伸缩弯曲*第40页，共76页，星期日，2025年，2月5日五、基团振动与红外吸收光谱注意两个问题：（1）红外光谱的产生是由于分子振动能级的跃迁（2）分子对红外光的吸收频率与分子振动的频率相匹配*第41页，共76页，星期日，2025年，2月5日吸收有规律可循（1）各种基团的振动频率不一样，因此其对红外光的吸收频率也不一样。换句话说，每种基团（原子团）都有特征的红外吸收光谱，或者说同一基团的IR吸收峰总是出现在相近的吸收波长范围内，无论该基团是在什么样的分子结构中。（2）可想而知，同一基团在不同的化学环境中其吸收峰会发生变化。*第42页，共76页，星期日，2025年，2月5日如羰基－C＝O，红外吸收峰在1700cm-1附近当R－C＝OH1730R－C＝O－OH1760R－C＝O－OR1740R－C＝O－NH21690R－C＝O－R’1715（1）1700附附近；（2）受临近基团影响，位移*第43页，共76页，星期日，2025年，2月5日几个名词术语;（1）基频峰：分子吸收一定频率红外线，振动能级从基态跃迁至第一振动激发态产生的吸收峰（即V=0→1产生的峰）基频峰的峰位等于分子的振动频率基频峰强度大——红外主要吸收峰（2）倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰（即V=0→V=2，3---产生的峰）*第44页，共76页，星期日，2025年，2月5日（3）组频峰：振动之间相互作用产生