紅外吸收光譜法(1)-wenkub
2023-05-24 22:32:45 本頁(yè)面
【正文】 tretch） ， 鍵角發(fā)生變化 （ 彎曲振動(dòng) ， Bend） 對(duì)于雙原子分子：沒(méi)有彎曲振動(dòng) ， 只有一個(gè)伸縮振動(dòng) 多原子分子振動(dòng) 1．振動(dòng)的基本類型 對(duì)稱性伸縮振動(dòng) V S 反對(duì)稱性伸縮振動(dòng) V aS 面內(nèi)變形振動(dòng) 面外變形振動(dòng) 變形振動(dòng) 振動(dòng)類型 非平面搖擺 ω 扭曲振動(dòng) τ 剪式振動(dòng) δ S 平面搖擺 ρ 伸縮振動(dòng) 伸縮振動(dòng)的 k比變形振動(dòng) k大；因此伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在紅外吸收光譜的高波數(shù)區(qū)，變 形 振動(dòng)出現(xiàn)在紅外吸收光譜的低波數(shù)區(qū)。 因此雙原子分子應(yīng)該看成是非諧振子 。 注意： （ 1） 對(duì)于雙原子分子 ， 其 振動(dòng)頻率 可以采用 經(jīng)典力學(xué) 的方法計(jì)算 ， 但 振動(dòng)的能量 是 量子化 的 ， 必須根據(jù) 量子力學(xué) 的方法處理 。 一 、 分子的振動(dòng)與振動(dòng)能級(jí) 諧振子 （ harmonic oscillator） 對(duì)簡(jiǎn)單的雙原子分子的振動(dòng)可以用諧振子模型來(lái)模擬雙原子分子的化學(xué)鍵的振動(dòng)類似于連接兩個(gè)小球的彈簧。 非破壞性分析 。 其中 ，中紅外區(qū)是研究 、 應(yīng)用最多的區(qū)域 ， 因?yàn)榻^大多數(shù)有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子的化學(xué)鍵基頻吸收都出現(xiàn)在中紅外區(qū) 。第四章 紅外吸收光譜法 新疆師范大學(xué) 分析化學(xué)（下） 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 紅外吸收基本理論 第三節(jié) 紅外吸收光譜儀 第四節(jié) 紅外吸收光譜分析 主要內(nèi)容 紅外光譜是根據(jù)物質(zhì)對(duì)紅外光的特征吸收建立起來(lái)的一種光譜分析方法。 ⒈ 紅外光譜不涉及分子的電子能級(jí) ， 主要是振動(dòng)能級(jí)躍遷 （ 當(dāng)然還有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷 ） 。 IR UV 起源 分子振動(dòng)能級(jí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷 分子外層價(jià)電子能級(jí)躍遷 適用 所有紅外吸收的有機(jī)化合物 具 nπ*躍遷有機(jī)化合物 具 ππ*躍遷有機(jī)化合物 特征性 特征性強(qiáng) 簡(jiǎn)單 、 特征性不強(qiáng) 用途 鑒定化合物類別 定量 鑒定官能團(tuán) 推測(cè)有機(jī)化合物共軛骨架 推測(cè)結(jié)構(gòu) 三、紅外光譜圖表示方法 以透射比 T％為縱坐標(biāo)，以波長(zhǎng) λ（ μm ）或波數(shù) 1/λ（ σ， cm1）為橫坐標(biāo)作圖得到紅外吸收光譜圖。 彈簧的力常數(shù) k來(lái)代表化學(xué)鍵的強(qiáng)度 （ N/cm） 。 （ 2） 能級(jí)等間隔 ， 都是 hv。 從勢(shì)能圖上看區(qū)別 ！ 1 (1) Harmonic at low ? (2) DE bees smaller at high ? (broadens band) (3) Selection rule， D? = 177。 對(duì)于多原子分子來(lái)說(shuō) ， 情況比較復(fù)雜 伸縮振動(dòng)： change in bond length 彎曲振動(dòng)： change in bond angle 先看一下伸縮振動(dòng)：也兩種情況：對(duì)稱和不對(duì)稱伸縮 以亞甲基－ CH2為例： ?s ?as symmetric asymmetric 以亞甲基－ CH2為例： 再看一下彎曲振動(dòng)：鍵角發(fā)生變化而鍵長(zhǎng)不變 兩類：面內(nèi)彎曲振動(dòng) r d scissoring wagging 面外彎曲振動(dòng) w t twisting/torsion rocking 三 、 分子的振動(dòng)自由度 分子振動(dòng)形式的多少稱為振動(dòng)的自由度 ， 換句話說(shuō) ， 振動(dòng)自由度就是分子的獨(dú)立的振動(dòng)數(shù)目 。 對(duì)于線形分子： 有兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方式，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為 2 對(duì)于非線形分子： 有三種轉(zhuǎn)動(dòng)方式，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度為 3 （ 3） 振動(dòng) 因此：對(duì)于有 N個(gè)原子的分子來(lái)說(shuō) ， 總的運(yùn)動(dòng)自由度＝平動(dòng)自由度＋轉(zhuǎn)動(dòng)自由度＋振動(dòng)自由度＝ 3N 振動(dòng)自由度＝運(yùn)動(dòng)自由度－平動(dòng)自由度－轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 對(duì)于線性分子：振動(dòng)自由度＝ 3N－ 5 對(duì)于非線性分子：振動(dòng)自由度＝ 3N－ 6 例如： H2， 雙原子分子 ， 3N－ 5＝ 1 H2O， 三原子分子 ， 非線性 ， 3N－ 6＝ 3 vs vas d CO2,三原子分子 ， 線性 ， 3N－ 5＝ 4 + + d t 例如：苯 ， 3N－ 6＝ 30種 ， 實(shí)際上苯的紅外譜圖上只有幾個(gè)吸收峰 ！ 說(shuō)明：不單苯 ， 許多化合物在紅外譜圖上的吸收峰數(shù)目要遠(yuǎn)小于其振動(dòng)自由度 （ 理論計(jì)算值 ） 。 A、 對(duì)稱分子：沒(méi)有偶極矩 ， 輻射不能引起共振 ， 無(wú)紅外活性 。 ：越差 ， 偶極矩變化越大 ， 對(duì)稱性分子沒(méi)有紅外活性 。 如羰基－ C＝ O， 紅外吸收峰在 1700cm1附近 當(dāng) R－ C＝ OH 1730
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