紅外吸收光譜法(1)-全文預(yù)覽
【正文】 氫鍵 ， 溶劑效應(yīng)：極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率隨溶劑極性的增加而向低波數(shù)移動(dòng) 。 （ 2） 共軛效應(yīng)：包括 ?－ ?， p－ ?共軛 ， 由于軌道耦合 ，使共軛體系中的電子云密度平均化 ， 結(jié)果是雙鍵電子云密度降低 ， 力常數(shù)減小 ， 吸收峰發(fā)生位移 。相同基團(tuán)的特征吸收并不總在一個(gè)固定頻率上 。 特點(diǎn)：吸收峰稀疏 ， 易辨認(rèn) ， 一般為伸縮振動(dòng)產(chǎn)生 。泛頻峰強(qiáng)度較弱 ， 難辨認(rèn)→ 卻增加了光譜 特征性 （ 5） 特征峰：可用于鑒別官能團(tuán)存在的吸收峰 。 換句話說(shuō) ， 每種基團(tuán) （ 原子團(tuán) ） 都有特征的紅外吸收光譜 ， 或者說(shuō) 同一基團(tuán) 的 IR吸收峰總是出現(xiàn)在 相近的吸收波長(zhǎng)范圍 內(nèi) ， 無(wú)論該基團(tuán)是在什么樣的分子結(jié)構(gòu)中 。 B、 非對(duì)稱分子：有偶極矩 ， 紅外活性 。 紅外吸收的產(chǎn)生是由于 分子電場(chǎng) 和 紅外光電場(chǎng) 的相互耦合 作用 ！ 重點(diǎn)討論 分子吸收紅外輻射必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： （ 1） 輻射應(yīng)具有剛好滿足振動(dòng)躍遷所需的能量 。 分子在空間的運(yùn)動(dòng)形式有三種：平動(dòng) ， 轉(zhuǎn)動(dòng) ， 振動(dòng) （ 1） 平動(dòng)：分子作為一個(gè)整體在空間平移 。 2... 討論 : （ 1） 振動(dòng)能級(jí)之間的能級(jí)差能量較小 ， 分子在振動(dòng)能級(jí)之間躍遷吸收紅外光輻射； （ 2） 從 v=0躍遷至 v＝ 1產(chǎn)生的吸收譜線稱為基本譜帶或基頻峰； （ 3） 從 v＝ 0躍遷至 v＝ 2產(chǎn)生的吸收譜帶稱為倍頻峰 ， 躍遷至 v＝ 2稱為第一倍頻峰 ， v＝ 3稱為第二倍頻峰；倍頻峰的頻率不是基頻峰的整數(shù)倍 ， 而是略小 。 1 非諧振子 實(shí)際上雙原子分子不是理想的諧振子 ， 原因有倆： （ 1） 電子云的排斥 ， 兩個(gè)原子靠的越近 ， 斥力越大； （ 2） 兩個(gè)原子之間的距離增大到一定程度后 ， 分子解離 。 如： C－ H， 2920 C－ C， 1190 對(duì)于雙原子分子 （ 諧振子 ） 的振動(dòng)能量： 要用量子力學(xué)來(lái)處理 υ可取 0 ， 1 ， 2 ， …… 稱為振動(dòng)量子數(shù) （ Vibrational quantum number） ， ν為振動(dòng)頻率 。 而峰的數(shù)目與分子的振動(dòng)數(shù)目 （ 振動(dòng)自由度 ）相關(guān) ， 首先介紹一下分子的振動(dòng)情況 。 ⒉ 涉及絕大多數(shù)有機(jī)物； 二、紅外光譜法特點(diǎn) 紅外光譜的結(jié)構(gòu)信息豐富 ； 物質(zhì)對(duì)紅外輻射的吸收強(qiáng)度與物質(zhì)含量的關(guān)系符合 朗伯－比爾定律 ， 可以定量分析 ， 但一般只做結(jié)構(gòu)分析 。 根據(jù)能量與可見(jiàn)光的接近程度 ， 習(xí)慣上按紅外光波長(zhǎng) ， 將紅外光譜分成三個(gè)區(qū)域： 近紅外 （ 泛頻區(qū) ） λ ～ σ12022～ 4000cm1 中紅外 （ 基本振動(dòng)區(qū) ） λ ～ 50μm σ 4000～ 200cm1 遠(yuǎn)紅外 （ 轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū) ） λ 50～ 1000μm σ 200～ 10cm1 這樣分區(qū)的原因是由于測(cè)定這些區(qū)域的光譜時(shí) ， 所用的儀器不同 ， 各個(gè)區(qū)域所得到的信息各不相同 。 第一節(jié) 概 述 一、紅外光區(qū)的劃分及主要應(yīng)用 紅外光譜在可見(jiàn)光和微波光區(qū)之間 ， 其波長(zhǎng)范圍約～ 1000μm。 Energy of IR photon insufficient to cause electronic excitation but can cause vibrational or rotational excitation！ 。 從紅外光譜圖上得到的信息： 峰的數(shù)目：與分子中基團(tuán)有關(guān) 峰的形狀：寬窄；結(jié)構(gòu)定性的輔助手段 峰的位置：結(jié)構(gòu)定性的主要依據(jù) 峰的強(qiáng)度：高低，結(jié)構(gòu)定性的輔助手段，可作為定量依據(jù) 第二節(jié) 紅外吸收基本理論 紅外光譜是分子的振動(dòng)能級(jí)的躍遷產(chǎn)生對(duì)紅外光的吸收 ， 振動(dòng)能級(jí)之間的能級(jí)差反映紅外譜圖上吸收峰頻率的高低 。 諧振子的振動(dòng)頻率 （ 經(jīng)典力學(xué)的計(jì)算方法 ） 根據(jù)虎克定律： 關(guān)于力常數(shù) k: 化學(xué)鍵的強(qiáng)度可以用 k來(lái)形象描述，同類原子組成的化學(xué)鍵，折合質(zhì)量相同，頻率取決于 k. 如：－ C－ C－， k=5 N/cm,頻率＝ 1190 cm1 － C＝ C－ , 10 1685 － C≡C － , 15 2062 如果化學(xué)鍵相同 ， 原子質(zhì)量決定頻率 。 （ 3） 雙原子分子 （ 諧振子 ） 的振動(dòng)能級(jí)的躍遷選律（ Vibrational Selection Rule） ： D? = 177。 1 and also D? = 177。 如何計(jì)算分子的振動(dòng)自由度 ？ 如果一個(gè)分子有 N個(gè)原子 ， 在三維空間里 （ x,y,z)，每個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)自由度為 3， N個(gè)原子的總運(yùn)動(dòng)自由度（ 運(yùn)動(dòng)數(shù)目 ） ＝ 3N。 原因 :(1)相同頻率的峰重疊 ， 即簡(jiǎn)并； （ 2） 頻率接近或峰弱 ， 儀器檢測(cè)不出； （ 3） 有些吸收峰落在儀器的檢測(cè)范圍之外；
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