紅外分光光度法副本(已修改)
2025-05-12 04:46 本頁面
【正文】 分子中基團的振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生： 振 轉(zhuǎn)光譜 167。 1 紅外吸收光譜法基本原理 紅外光譜法簡介 （ IR) 基于物質(zhì)對紅外區(qū)域輻射的選擇性吸收引起 分子振動能級 和 轉(zhuǎn)動能級 的躍遷而進行分析的方法 ,主要用于有機化合物的成分和結(jié)構(gòu)分析 . ?紅外光譜在可見光和微波光區(qū)之間，波長范圍為 um，一般說的紅外光譜指 中紅外區(qū) 的紅外 光譜 (4000 400 cm1) 紅外光區(qū)的劃分 : 近紅外光區(qū)（ ） 中紅外光區(qū) （ 25181。m ） 遠紅外光區(qū)（ 25 1000181。m ）。 紅外光譜圖 縱坐標為透光率 T% 表示吸收強度，橫坐標為波長λ （ ?m）和波數(shù) σ （ cm1）表示 . σ （ cm1） =104/λ （ ?m） 紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件： ； ， 必須伴隨有 瞬時偶極矩 的變化 . 對稱分子： 沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無 紅外活性。如： N O Cl2 等。 非對稱分子： 有偶極矩，紅外活性。 偶極矩 是表示極性分子極性大小的一個量。由于是極性分子，電荷分布不均，正電荷集中在一塊，負電荷集中在一塊，正、負電荷中心間的距離 r 和電荷中心所帶電量 q 的乘積叫偶極矩。 μ = r q. 分子的振動能級（量子化）： E振 =（ V+1/2） h? V ： 化學鍵的 振動頻率； ?： 振動量子數(shù)。 1．雙原子分子的簡諧振動及其頻率 化學鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧 分子振動方程式 任意兩個相鄰的能級間的能量差為： ????????kkckhhE13702112??????K化學鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關(guān)， ?為雙原子的折合質(zhì)量 ? =m1m2/（ m1+m2） 發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。 ? 影響基本振動頻率的直接原因是相對原子質(zhì)量和化學鍵的力常數(shù)。 ? 化學鍵的力常數(shù) k越大，折合相對原子質(zhì)量 Ar?越小，則化學鍵的振動頻率越高，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)；反之，則出現(xiàn)在低數(shù)區(qū)。 Eg. ?C–C?、 ?C?C?、 ?C?C?三種碳碳鍵的質(zhì)量相同，鍵力常數(shù)的順序是三鍵 雙鍵 單鍵。因此在紅外光譜中， ?C?C?的吸收峰出現(xiàn)在 2222 cm1，而 ?C?C?約在 1667 cm1 ， ?CC?在 1429 cm1。 影響基本振動頻率的因素 某些鍵的鍵力常數(shù)（毫達因 /埃） 鍵類型 — C?C — — C =C — — C — C — 力常數(shù) 15 ? 17 ? ? 峰位 ?m ?m ?m 波數(shù) 2500~2022 2022~1500 1500≥ 化學鍵鍵強越強（即鍵的力常數(shù) K越大）原子折合質(zhì)量越小，化學鍵的振動頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 常見基團的紅外吸收帶 500 1300 1500 2022 2500 3000 3500 CH， NH， OH NH C?N C=N SH PH NO NN CF CX OH OH（氫鍵） C=O CC， CN， CO =CH CH C?C C=C 特征區(qū) 指紋區(qū) 1．兩類基本振動形式 伸縮振動 亞甲基： 分子中基團的基本振動形式 變形振動 亞甲基 CO2 分子的震動 水 —非線型分子的振動形式 基團頻率區(qū)和指紋區(qū) 按照吸收的特征 ,可將紅外光譜分為 40001500cm1和 1500600cm1兩個區(qū)域 ,分別稱為基團頻率區(qū)和指紋區(qū) . ? 基團頻率 在紅外吸收光譜中 , 通常把這種能代表基團存在 ,并有高強度的吸收帶稱為 基團頻率 ,其所在的位置稱為 特征吸收峰 . 基團頻率區(qū) :主要包括 XH、雙鍵和叁鍵的伸縮振動 .基團頻率常用于鑒定有機化合物官能團區(qū)或特征區(qū) ,因此 ,基團頻率區(qū)又稱官能團區(qū)或特征區(qū) . 指紋區(qū) :主要包括 CX鍵的伸縮振動和 CH鍵的彎曲振動
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