有機(jī)波譜分析ppt課件(已修改)
2024-11-15 22:44 本頁面
【正文】 第三章 紅外光譜 基本原理 電磁波的波長(zhǎng)（ ? ）、頻率（ v）、能量（ E）之間的關(guān)系： 近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外 波段名稱 波長(zhǎng) μ 波數(shù)（ cm1） 近紅外 — 13300－ 4000 中紅外 － 25 4000－ 400 遠(yuǎn)紅外 25－ 1000 400－ 10 紅外光譜是研究波數(shù)在 4000400cm1范圍內(nèi)不同 波長(zhǎng)的紅外光通過化合物后被吸收的譜圖 。 譜圖以波 長(zhǎng)或波數(shù)為橫坐標(biāo) ， 以透光度為縱坐標(biāo)而形成 。 透光度以下式表示： %100%0?? IITI：表示透過光的強(qiáng)度； I0：表示入射光的強(qiáng)度。 紅外光譜的表示方法 橫坐標(biāo)： 波數(shù) ( )400～ 4000 cm1；表示吸收峰的位置 。 縱坐標(biāo)： 透過率（ T %），表示吸收強(qiáng)度。 T↓ ，表明吸收的越好，故 曲線低谷 表示是一個(gè) 好的吸收帶。 v 分子振動(dòng)與紅外光譜 (1)伸縮振動(dòng)： 沿 軸 振 動(dòng) ， 只 改 變 鍵 長(zhǎng) ， 不 改 變 鍵 角C對(duì) 稱 伸 縮 振 動(dòng) ( ν s )( 2 8 5 3 c m 1)C不 對(duì) 稱 伸 縮 振 動(dòng) ( v a s )( 2 9 2 6 c m 1)(2)彎曲振動(dòng)： C C C C剪 式 振 動(dòng) ( δ s ) 面 內(nèi) 搖 擺 振 動(dòng) ( ρ )+ + ++面 外 搖 擺 振 動(dòng) ( ω ) ( τ )扭 式 振 動(dòng)面 內(nèi) 面 外彎 曲 振 動(dòng) 只 改 變 鍵 角 , 不 改 變 鍵 長(zhǎng) 值得注意的是 ： 不是所有的振動(dòng)都能引起紅外吸收，只有偶極矩 (μ )發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。 H O N2 電荷分布均勻，振動(dòng)不能引起紅外吸收。 H― C≡ C―H 、 R― C≡ C―R ，其 C≡ C（三鍵）振動(dòng) 也不能引起紅外吸收。 （ Hooke定律） ???k21?振2121 .mmmm??? 式中： k — 化學(xué)鍵的力常數(shù) ， 單位為 μ — 折合質(zhì)量 ， 單位為 g 力常數(shù) k： 與 鍵長(zhǎng) 、 鍵能 有關(guān)：鍵能 ↑ （大），鍵長(zhǎng)↓ (短 )， k↑ 。 化學(xué)鍵 鍵長(zhǎng)（ nm） 鍵能 （ KJ mol1） 力常數(shù) k（ ） 波數(shù)范圍 （ cm1） C― C 700～ 1200 C＝ C 1620～ 1680 C≡ C 2100～ 2600 鍵 型 O H N H C H C H C H C N C C C O C C C O C Ck / N . c m 1 7 . 7 6 . 4 5 . 9 5 . 1 4 . 8 1 7 . 7 1 5 . 6 1 2 . 1 9 . 6 5 . 4 4 . 5 折合質(zhì)量 μ ： 兩振動(dòng)原子只要有一個(gè)的質(zhì)量 ↓ ，μ ↓ ， (v)↑， 紅外吸收 信號(hào) 將出現(xiàn) 在高波數(shù)區(qū)。 一些常見化學(xué)鍵的力常數(shù)如下表所示： C H N H HO2 8 0 0 3 0 0 0 c m 1 3 0 0 0 3 6 0 0 c m 1 分子振動(dòng)頻率習(xí)慣以 (波數(shù) )表示： 由此可見： (v） ∝ k， (v)與 μ 成反比。 吸收峰的峰位：化學(xué)鍵的力常數(shù) k越大， 原子的 折合質(zhì)量越小， 振動(dòng)頻率越大， 吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū) (短波長(zhǎng)區(qū)）； 反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū) (高波長(zhǎng)區(qū) ) vv v12kvcc?????結(jié)論 ： 2. 必須是能引起分子偶極矩變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動(dòng)的頻率相 當(dāng)，才能滿足分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是： 各類有機(jī)化合物的紅外特征吸收 （ 4000－ 2500cm1） X－ H 伸縮振動(dòng)吸收范圍。 X代表 O、 N、 C、 S， 對(duì)應(yīng)醇、酚、羧酸、胺、亞胺、炔烴、烯烴、芳烴 及飽和烴類的 O－ H、 N－ H、 C－ H 伸縮振動(dòng)。 1. O－ H 醇與酚： 游離態(tài)－－ 3640～ 3610cm1，峰形尖銳。 締合－－ 3300cm1附近，峰形寬而鈍 羧酸 ： 3300～ 2500cm1，中心約 3000
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