第六章有機(jī)化合物的波譜分析-wenkub
2022-08-29 13:24:59 本頁面
【正文】 1680（中 弱） 四取代 1670（弱 無） 四取代 無 共軛烯烴 與烯烴同 向低波數(shù)位移，變寬 與烯烴同 910905強(qiáng) 995985強(qiáng) 895885強(qiáng) 730650弱且寬 980965強(qiáng) 840790強(qiáng) 無 強(qiáng) 吸收峰 化合物 振動 CH拉伸（或伸縮） C=C， C?C， C=CC=C 苯環(huán) CH彎析 炔烴 33103300 一取代 21402100弱 非對稱二取代 22602190弱 700600 31103010中 1600中 670弱 倍頻 20221650 鄰 770735強(qiáng) 間 810750強(qiáng) 710690中 對 833810強(qiáng) 泛頻 20221660 取代芳烴 較強(qiáng) 對稱 無 強(qiáng) 同芳烴 同芳烴 1580弱 1500強(qiáng) 1450弱 無 一取代 770730， 710690強(qiáng) 二取代 芳烴 類 別 拉 伸 說 明 RX CF CCl CBr CI 13501100強(qiáng)750700 中 700500 中 610685 中 游離 36503500締合 34003200寬峰 不明顯 醇、酚、醚 OH CO 12001000 不特征 胺 RNH2 R2NH 35003400（游離）締合降低 100 35003300（游離）締合降低 100 鍵和官能團(tuán) 類別 拉 伸 (cm1) 說 明 17701750（締合時(shí)在 1710） 醛、酮 C=O RCHO 17501680 2720 羧酸 C=O OH 酸酐 酰鹵 酰胺 腈 氣相在 3550，液固締合時(shí)在30002500（寬峰） C=O C=O C=O C=O 酯 1800 18601800 18001750 1735 NH2 16901650 3520， 3380（游離）締合降低 100 C?N 22602210 鍵和官能團(tuán) 影響峰位置變化的因素 分子內(nèi)基團(tuán)的紅外吸收會受到鄰近基團(tuán)及整個(gè)分子其他部 分的影響 ,也會因測定條件及樣品的物理狀態(tài)而改變 .所以同一基 團(tuán)的特征吸收會在一定范圍內(nèi)波動 . 1. 成鍵軌道類型 例如 : ROC R 1 7 1 5 c m 1 ROC C l 1 7 8 0 c m 12. 誘導(dǎo)效應(yīng) : 由于鄰近原子或基團(tuán)的誘導(dǎo)效應(yīng)的影響使基團(tuán)中電 荷分布發(fā)生變化 ,從而改變了鍵的力常數(shù) ,使振動頻率發(fā)生變化 . 例如 : C C H C C H C C H2 8 5 0 3 0 0 0 3 1 0 0 3 0 0 0 ~ 3 3 0 03. 共軛效應(yīng) 由于鄰近原子或基團(tuán)的 共軛效應(yīng)使原來基團(tuán)中雙鍵性質(zhì)減弱 ,從而使力常數(shù)減小 ,使吸收頻率降低 . 例如 : 1 6 6 5 1 6 8 5OC C C RROC R 1 7 1 5 c m 14. 鍵張力的影響 主要是環(huán)狀化合物環(huán)的大小不同影響鍵的力常數(shù) ,使環(huán)內(nèi)或環(huán)上基團(tuán)的振動頻率發(fā)生變化 .具體變化在不同體系也有不同 . 例如 : *環(huán)丙烷的 CH伸縮頻率在 3030 cm1，而開鏈烷烴的 CH伸縮頻率在 3000 cm1以下。 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， 振動頻率越大， 吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū) (短波長區(qū)）； 反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū) (高波長區(qū) ) vv v12kvcc?????結(jié)論 ： 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是： 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動的頻率相當(dāng)，才能滿足分子振動能級躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 H― C≡ C―H 、 R― C≡ C―R ，其 C≡ C（三鍵）振動 也不能引起紅外吸收。 縱坐標(biāo)： 透過率（ T %），表示吸收強(qiáng)度。 42 紅外光譜 一、紅外光譜的表示方法 紅外光譜是研究波數(shù)在 4000400cm1范圍內(nèi)不同 波長的紅外光通過化合物后被吸收的譜圖 。 波動性： 可用波長 (? )、頻率 (v )和波數(shù) ( )來描述。 而現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)測定 ， 則采用現(xiàn)代儀器分析法 ， 其優(yōu)點(diǎn)是： 省時(shí) 、 省力 、 省錢 、 快速 、 準(zhǔn)確 ， 樣品消耗量是微克級的 ， 甚至更少 。第六章 有機(jī)化合物的波譜分析 前 言： 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征 (即測定 ) —— 從分子水平認(rèn)識物質(zhì)的基本手段，是有機(jī)化學(xué)的重要組成部分。 它不僅可以研究分子的結(jié)構(gòu) ， 而且還能探索到分子間各種集聚態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型和構(gòu)象的狀況 ， 對人類所面臨的生命科學(xué) 、 材料科學(xué)的發(fā)展 ， 是極其重要的 。 v 按量子力學(xué) ， 其關(guān)系為： 微粒性： 可用光量子的能量來描述： hcE h v???cv c v???式 中 ：c 為 光 速 ， 其 量 值 = 3 1 01 0c m . s 1ν 為 頻 率 ， 單 位 為 H zλ 為 波 長 ( c m ) ， 也 用 n m 作 單 位 ( 1 n m = 1 0 7 c m )1 c m 長 度 中 波 的 數(shù) 目 ， 單 位 c m 1v_式 中 ： E 為 光 量 子 能 量 ， 單 位 為 Jh 為 P l a n c k 常 數(shù) ， 其 量 值 為6 . 6 3 1 0 3 4 J s 1 該式表明：分子吸收電磁波，從 低能級 躍遷到 高能級 ，其吸收光的頻率與吸收能量的關(guān)系。 譜圖以波 長或波數(shù)為橫坐標(biāo) ， 以透光度為縱坐標(biāo)而形成 。 T↓ ，表明吸收的越好，故 曲線低谷 表示是一個(gè) 好的吸收帶。 （ 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 、 鍵能 有關(guān)：鍵能 ↑ （大），鍵長↓ (短 )， k↑ 。 2. 必須是能引起分子偶極矩變化的振動才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。 5. 氫鍵的影響 形成氫鍵后基團(tuán)的伸縮頻率都會下降。例如乙酸酐的兩個(gè)羰基間隔一個(gè)氧原子，它們發(fā)生耦合。 7. 物態(tài)變化的影響 通常同種物質(zhì)氣態(tài)的特征頻率較高，液態(tài)和固態(tài)較低。 ： 進(jìn)一步確定基團(tuán)的結(jié)合方式。 。 2.＝ C－ H的平面彎曲振動吸收峰位置： 順式 —700cm1； 反式 —965cm1。 H 0旋 進(jìn) 軌 道自 旋 軸自 旋 的 質(zhì) 子?? 2)1(hII ?? I＝ 0、 1/ 1…… I = 0， ρ =0， 無自旋，不能產(chǎn)生自旋角動量，不會 產(chǎn)生共振信號。 即 ： H 核 在 外 場 有 兩 個(gè) 自 旋 方 向 相 反 的 取 向 。取值為 –I … 0 … +I。m s =_1 / 2m s = 1 / 2+νγπν γπν高 能 態(tài)低 能 態(tài)外 場γ — 磁 旋 比 ( 物 質(zhì) 的 特 征 常 數(shù) ) 結(jié)論 ： (1)ΔE ∝ H0； (2) 1
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